Атомное оружие
В десятилетие перед Второй мировой войной советские физики активно занимались ядерными и атомными исследованиями. К 1939 году они установили, что после деления урана каждое ядро испускает нейтроны и поэтому, по крайней мере теоретически, может начать цепную реакцию. В следующем году физики пришли к выводу, что такую цепную реакцию можно запустить в природном уране или его изотопе уране-235 и что эту реакцию можно поддерживать и контролировать с помощью замедлителя, например тяжелой воды. В июле 1940 года Советская академия наук создала Урановую комиссию для изучения «урановой проблемы».
К февралю 1939 года до советских физиков дошли новости об открытии деления ядер на Западе. Военные последствия такого открытия были очевидны сразу же, но советские исследования были остановлены немецким вторжением в июне 1941 года. В начале 1942 года советский физик Георгий Н. Флеров заметил, что статьи о делении ядер больше не появляются в западных журналах, что свидетельствует о том, что исследования по этой теме стали секретными. В ответ Флеров написал письмо, в частности, премьер-министру Иосифу Сталину, настаивая на том, что «мы должны создать урановую бомбу без промедления». В 1943 году Сталин приказал начать исследовательский проект под руководством Игоря В. Курчатова, который был директором лаборатории ядерной физики Физико-технического института Академии наук в Ленинграде. Под руководством Курчатова в апреле была создана Лаборатория № 2 для выполнения новой программы. (После войны она была переименована в Лабораторию измерительных приборов Академии наук и впоследствии стала Российским научным центром «Курчатовский институт»). Курчатов начал работу по трем направлениям: создание экспериментальной урановой кучи и осуществление цепной реакции, изучение методов выделения изотопа урана-235 и — после получения западных разведданных о возможности его использования в качестве оружейного материала — изучение свойств плутония и способов его получения.
На протяжении всего 1944 года масштаб программы оставался небольшим. Война продолжалась, перспективы создания реального оружия казались отдаленными, а скудные средства позволяли ограничить число сотрудников, работавших под началом Курчатова. К моменту Потсдамской конференции, на которой лидеры союзников собрались на следующий день после испытания «Тринити», проведенного Соединенными Штатами в июле 1945 года, проект атомной бомбы должен был кардинально измениться. Во время одного из заседаний конференции Трумэн заметил Сталину, что Соединенные Штаты создали «новое оружие необычной разрушительной силы». Сталин ответил, что хотел бы, чтобы Соединенные Штаты «хорошо использовали его против японцев».
После того как в начале августа 1945 года американцы сбросили на Японию две бомбы, до Сталина наконец-то дошла вся важность этого нового оружия, и он отдал приказ о скорейшей реализации программы по созданию атомной бомбы. В конце августа был создан Специальный комитет под председательством Лаврентия Петровича Берии, начальника НКВД (советской тайной полиции и предшественника КГБ), который должен был курировать советскую версию Манхэттенского проекта. В течение следующих четырех лет для создания бомбы были мобилизованы все ресурсы Советского Союза, включая широкое использование труда заключенных из ГУЛАГа для добычи урана и строительства заводов. Первая советская цепная реакция произошла в Москве 25 декабря 1946 года на экспериментальном графитовом реакторе на природном уране, известном как Ф-1. Первый реактор для производства плутония был запущен на комплексе Челябинск-40 (позже известный как Челябинск-65, а сейчас Озерск) в Уральских горах 19 июня 1948 года. Спустя восемь месяцев была произведена первая партия плутония. После отделения облученного уранового топлива на близлежащем радиохимическом заводе оно было превращено в металлический плутоний и сформовано в виде полусфер. Затем компоненты отправлялись на «Установку» (КБ-11), расположенную в ставшем секретным советском городе Саров, в 400 км (250 миль) к юго-востоку от Москвы, для окончательной сборки. Позже известная как Арзамас-16 (в настоящее время — Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики), секретная лаборатория была похожа на Лос-Аламос тем, что первые
Роль шпионажа в создании советской атомной бомбы признается с 1950 года, когда в Великобритании был арестован Клаус Фукс, уроженец Германии, а в США — американская чета Юлиус и Этель Розенберг. Однако новая информация, ставшая доступной из российских источников после распада Советского Союза в 1991 году, показала, что шпионаж был более масштабным, чем считалось ранее, и имел большее значение для успеха Советов. Во время войны и после нее шпионы Берии собрали значительное количество технических данных, которые сэкономили Курчатову и его команде драгоценное время и скудные ресурсы. Первое советское испытание было проведено 29 августа 1949 года с использованием плутониевого устройства (известного на Западе как Joe-1) мощностью около 20 килотонн. Являясь прямой копией бомбы «Толстяк», испытанной в Тринити и сброшенной на Нагасаки, «Джо-1» был создан на основе планов, предоставленных Фуксом и Теодором А. Холлом, который был вторым ключевым шпионом в Лос-Аламосе, чья деятельность была раскрыта только после распада Советского Союза.