Ориентировочная величина критической массы плутония была известна Харитону из разведданных ещё в 1945 году: от семи до десяти килограммов. Теоретические расчеты, проведенные позже в КБ-11 под руководством Зельдовича, подтверждали сообщения разведки. Однако теоретическим расчетам доверять на сто процентов не приходилось, тем более что многое зависело от качества полученного плутония.

Поэтому перед испытанием бомбы необходимо было экспериментально проверить полученный на заводе «В» плутониевый заряд на критмассу (проверка на «крит» — на научном жаргоне). Точно так же вынуждены были поступать и американцы.

Проверка на «крит» чревата опасностью случайного, непредвиденного получения критической массы в ходе самого эксперимента. При этом, конечно, ядерного взрыва не произойдет. Но мгновенная цепная реакция деления начнется. Хотя, вероятнее всего, тут же самопроизвольно и прекратится из-за теплового расширения заряда или механического разброса делящегося материала. Такая кратковременная цепная реакция в лабораторных условиях называется «ядерным всплеском». Продолжается этот «всплеск» миллионные доли секунды. Но за это время успевают произойти многие триллионы делений. Возникающих при таком всплеске нейтронного потока и гамма-излучения вполне достаточно для получения смертельной дозы экспериментаторами, находящимися от источника в радиусе двух-пяти метров.

Опасность эксперимента на «крит» усугублялась крайней примитивностью оборудования, используемого для проведения подобных опытов…

У американцев эксперименты для первых бомб проводил молодой английский физик Луис Слотин.

Для проведения этих опытов, по мнению руководителей Манхэттенского проекта, нужен был ученый, склонный по характеру к приключениям и азартным играм, для которого рисковать жизнью является почти потребностью. Слотин был именно таким… Совсем юным поехал добровольцем в Испанию в качестве артиллериста-зенитчика. С началом второй мировой войны записался добровольцем в королевский военно-воздушный флот. «Проводить эксперимент на «крит» он заменял другим словосочетанием: «крутить хвост дракону».

Сближение двух ядерных полусфер Слотин производил путем их встречного скольжения по направляющему стержню с помощью подручного приспособления. Он успешно провел замер критических масс для авиабомб, сброшенных на Японию. А примерно год спустя он участвовал в подготовке взрыва на атолле Бикини. Самоуспокоенность, выработанная в подобных опытах за прошедший год, сыграла с ним злую шутку… Неожиданно обычная отвертка выскользнула из его рук и подтолкнула к опасному сближению одну из полусфер. Массы сблизились на расстояние, меньшее критического.

Р. Юнг, «Ярче тысячи солнц»:

«Мгновенно все помещение наполнилось ослепительным блеском. Слотин вместо того, чтобы укрыться, рванул голыми руками оба полушария в разные стороны. И прервал тем самым цепную реакцию. Этим он спас жизнь семерых человек, находящихся в помещении, но сразу же понял, что сам поражен смертельной дозой радиации, которая пришлась на его долю».

Сидя на обочине дороги в ожидании автомашины для отправки в госпиталь, он произнес обреченным голосом окружающим его друзьям: «У вас все будет в порядке! А вот у меня нет ни малейшего шанса».

Слотин был прав. Доза его облучения превышала тысячу рентген (при смертельной дозе 600 рентген). Шансов не было…

Кроме узкого круга врачей, никто не видел и не знает, как умирают обреченные с такой дозой облучения. Кожа сожжена. Лицо и руки отекают и покрываются корками. Поражены слизистые оболочки рта, пищевода, желудка. Стул тридцать раз в сутки, кровью и слизью. Ткань сердца превращается в обрывки мышечных волокон. Без согревающих ламп холодно без кожи. Есть невозможно: убиты слюнные железы. Хочется пить, пить… И боль не отпускает ни на секунду. Каждая клетка тела превращается в ядро невыносимой боли. Поэтому её невозможно блокировать никакими наркотиками.

На шестые сутки Слотин начал сохнуть, таять, уменьшаться в размерах, мумифицироваться. На девятые сутки отмучился… Внутренности вынули, промыли, дезактивировали. Хоронили «чистым». Человек, экспериментально определивший критическую массу для первого атомного взрывного устройства, ушел из жизни, узнав и почувствовав на самом себе, какой дьявольски страшной является ядерная боль…

У нас этот эксперимент предстояло выполнить сотруднику КБ-11 Георгию Флёрову.

После окончательной отшлифовки двух плутониевых половинок их на ночь положили в металлический сейф, опечатанный несколькими печатями. Выставили специальный наряд, которому было предписано «в случае чего» открывать немедленно огонь на поражение. Утром детали под конвоем перевезли в одноэтажное здание, удаленное от основных производственных объектов. Зал для эксперимента был построен с таким расчетом, чтобы сотрудники и начальство могли наблюдать за проведением опыта на значительном, вполне безопасном расстоянии. Машина «скорой помощи» стояла наготове. В госпитале дежурили два врача и сестры. Каждую полусферу несли отдельно, на расстоянии нескольких метров, хотя по расчетам они и вместе обладали массой, меньшей критической. Именно это и необходимо было проверить в первом же эксперименте.

Станину установили на обычный металлический стол. Одну из полусфер укрепили в шарообразной выемке на станине. Вторую подвесили на тросике к потолку. Через систему блоков с помощью ручной авиационной лебедки, установленной в нескольких метрах от стола, верхнюю полусферу можно было поднимать и опускать, фиксируя точно расстояние d между полусферами. Внутрь нижней полусферы вставили мощный полониево-бериллиевый источник нейтронов. Детонатор (уловитель) нейтронов, регистрирующая электронная аппаратура и звуковая сигнализация скорости счета импульсов были установлены чуть поодаль, в трех-четырех метрах от стола.

Курчатов с Харитоном осмотрели внимательно подготовленную установку, обошли вокруг стола. Глядя на примитивные тросики и блоки, Игорь Васильевич не удержался от реплики Флёрову:

— Георгий, техника-то у тебя египетская. Не подведет?

— У меня все будет нормально. Лишь бы Яков Борисович не подкачал со своей электроникой и графиками.

Зельдович, стоящий рядом, обиделся и отошел от стола.

Суть первого эксперимента заключалась в следующем. Сближая постепенно плутониевые полусферы, Флёров должен был искусственно создать систему, которая играла бы роль умножителя нейтронного потока от нейтронного инициатора. Величина этого потока фиксировалась электронной аппаратурой. По мере уменьшения расстояния d между полусферами поток должен возрастать. Таким образом, можно было, произведя несколько замеров для разных значений d, тут же построить график зависимости этих величин. Получающуюся кривую экстраполируют (продолжают) для значений d, близких или даже равных нулю, что соответствовало бы смыканию половин между собой. Если график при d, равном нулю, показал бы бесконечное увеличение потока нейтронов, это говорило бы о том, что сдвинутые вместе плутониевые полусферы превышают критическую массу, поскольку бесконечное увеличение потока нейтронов на графике равнозначно началу цепной реакции в действительности. Флёров был напряжен, но держал себя в руках. После нескольких замеров он спросил у Зельдовича, достаточно ли их количества для построения графика. Зельдович попросил сделать ещё два промежуточных замера.

Экстраполируемая кривая графика показывала на бумаге, что и при расстоянии, равном нулю, критмасса достигнута не будет. Это значило, что можно подойти к столу и сомкнуть половинки. Нейтронного всплеска быть не должно! Зельдович рвался к столу, чтобы продемонстрировать лично истинное величие теории и математических методов. Но Флёров сам крутанул рукоятку, и все увидели впервые не полусферы, а настоящий плутониевый шар — боевой заряд первой советской бомбы РДС-1. Сердечник не взорвался. Это означало, что методика эксперимента может быть применима и ко второй серии опытов.

Теперь предстояла истинная проверка на «крит»…

Критичность в РДС-1, по проекту, должна была достигаться только при определенной толщине экранной оболочки из урана, играющей роль отражателя нейтронов, вылетающих из плутония во время цепной реакции. Эффективность отражателя выражается через коэффициент отражения (альбедо). Он равен отношению числа отраженных нейтронов к числу попадающих в отражатель. Чем больше толщина экрана, тем выше альбедо и тем меньше утечка нейтронов во время цепной реакции.

В бомбе РДС-1 должно было произойти не просто соединение двух плутониевых полусфер, а мощное равномерное обжатие их со всех сторон сферическим урановым экраном-отражателем.

Именно в момент этого обжатия коэффициент размножения уран-плутониевой системы (К) должен был значительно превысить единицу и вызвать мощный взрыв.

Вторая серия опытов Флёрова сводилась к определению искомой (оптимальной) толщины урановой экранной оболочки.

В этой серии опытов в гнездо на станине сначала устанавливалась нижняя урановая полусфера. Затем в её гнездо вставлялся плутониевый шар с инициатором. А верхняя урановая полусфера подвешивалась на трос и могла снижаться до любого уровня. Однако эти опыты были уже чреваты опасностью случайного получения критмассы при некоторых небольших значениях d. Чтобы предохранить себя от возможной оплошности, Флёров на нижнюю (стационарную) урановую полусферу устанавливал ограничительные прокладки на тот случай, если вдруг лебедка прокрутится и верхняя урановая оболочка упадет вниз. Опыты проводились для урановых оболочек разной толщины.

К вечеру эксперимент на «крит» был закончен. Флёров похудел за этот день на четыре килограмма. Ближе к ночи Зельдович обработал данные опытов и представил Харитону точные данные об оптимальной толщине уранового экрана. Этой же ночью состоялась официальная процедура сдачи и приемки готового изделия. Прежде всего, Юлий Борисович потребовал, чтобы каждый из двух сердечников был промаркирован, и это было отражено в заключительном Акте. Несмотря на возражения и опасения некоторых ученых, детали замаркировали обычными стальными клеймами.

Вместе с сердечниками заказчику (Харитону) предъявили всю необходимую документацию и паспорта на материал изделия, а также акты на все мелкие кусочки плутония, из которых были спрессованы сердечники. Каждый акт имел подписи: «Ответственный исполнитель, зам. начальника цеха Н.И.Иванов» и «Ответственный приемщик В.Г.Кузнецов».

Поведение Харитона напоминало в этот момент действия домохозяйки на одесском рынке. Он лично скрупулезно проверил всю документацию. Каждое слово, букву и цифру.

Все данные о деталях были собраны в итоговый документ, который именовался «формуляр». От сдатчиков его подписали Курчатов, Бочвар, Займовский, Славский и Музруков. От КБ-11 — Харитон и Кузнецов.

В ту же ночь плутониевые полушария размером с детский резиновый мячик были аккуратно упакованы в специальную тару с мягким обрамлением.

Эскорт грузовых машин и бронетранспортеров двинулся под утро на выезд из зоны. Все, кто жил в поселке недалеко от дороги, были разбужены ужасным грохотом и рычанием боевых машин. Утром в цехах заводов «А», «Б» и «В» все расспрашивали друг у друга, что же происходило в городе этой ночью?

Боевой заряд РДС-1 был вывезен на военный аэродром. Самолет, взявший курс на Арзамас-16, сопровождали два истребителя. Харитон покидал зону со смешанным чувством. Он был уверен, что атомная проблема в СССР почти уже решена. Но он знал и о многочисленных жертвах на плутониевом комбинате.

Существующая рабочая обстановка в действующих цехах могла бы присниться только в страшном сне. От переоблучения погибли уже десятки людей. А сколько прибавится к ним в ближайшие год-два?

Перед отъездом Харитона был госпитализирован с безнадежным лучевым диагнозом и директор завода «В» З.П.Лысенко (он умер через полтора месяца).