Ведущими научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими организация ПГУ были: Лаборатории № 1 и № 2, филиал Лаборатории № 2 (впоследствии КБ-11) и Лаборатория № 3. Из НКВД в ПГУ передали головной технологический институт атомной промышленности НИИ-9, из Министерства химической промышленности — НИИ-13 и НИИ-26. Проектные работы велись в ГСПИ-11 и ГСПИ-12 (Московская Проектная контора),

8 апреля 1946 г. вышло Постановление Совмина СССР № 806–327, которым на базе филиала лаборатории № 2 организовывалось КБ-11 (п/я Арзамас-16) во главе с П. М. Зерновым и Ю. Б. Харитоном. Задачей КБ-11 ставилось создание «изделия», то есть ядерной бомбы.

На границе Мордовской АССР и Горьковской области, в поселки Саров, было решено создать ядерный центр. Здесь находился завод № 550 бывшего Наркомата боеприпасов, в 1946 г. перешедший в ведение Наркомата сельхозмашиностроения. 21 июня 1946 г. вышло Постановление Совмина СССР № 1286–525сс «О плане развертывания работ КБ-11 при Лаборатории № 2 АН СССР». Завод № 550 передавался в подчинение Стройуправления МВД СССР.

С начала 1946 г. и до 1990-х годов не только ядерный центр КБ-11 (с 1 января 1967 г. ВНИИЭФ), но и вся жилая зона объекта были жестко закрыты от внешнего мира. Поселок Саров был стерт со всех карт СССР и исключен из всех учетных материалов.

Коллектив КБ-11 должен был разработать ядерную бомбу в двух вариантах: в плутониевом с использованием сферического обжатия (РДС-1) и в урановом-235 с пушечным сближением (РДС-2). Плутониевую бомбу планировалось представить на испытания до 1 января 1948 г., а урановую — до 1 июня 1948 г. Но в феврале 1948 г. сроки изготовления и испытания ядерных бомб перенесли на март-декабрь 1949 г. Оба варианта разрабатывались параллельно, но изготовление уранового заряда по ряду объективных и субъективных причин проходило с опозданием на полтора года.

Плутоний предполагалось получить в промышленном реакторе на комбинате № 817 с последующей радиохимической переработкой. Для получения высокообогащенного урана-235 методом диффузной селекции изотопов нужно было освоить новый вид машиностроительного производства — атомное машиностроение, отличавшееся очень сложными приборами, изделиями и установками, ранее никогда в народном хозяйстве СССР не применявшимися.

За год работы промышленного реактора, к июлю 1949 г. на комбинате № 817 было получено достаточно урана, чтобы изготовить первое «изделие» — РДС-1.[95]

«27 июля 1949 г. на Комбинате состоялось совещание, в котором приняли участие И. В. Курчатов, Б. Л. Ванников, А. П. Завенягин, Б. Г. Музруков, Ю. Б. Харитон, Я. Б. Зельдович, Д. А. Франк-Коменецкий и Г. Н. Флеров. Было принято решение об окончательной массе плутониевого заряда. Чтобы зря не рисковать, массу заряда рассчитали по аналогии с первой испытанной американской атомной бомбой, то есть 6,2 кг.

5 августа 1949 г. на заводе „В“ были изготовлены две полусферы из металлического плутония для РДС-1 методом горячего прессования. Технология еще отрабатывалась, и полной гарантии того, что при этой операции не возникнет самопроизвольной цепной ядерной реакции, у исполнителей не было. В тот же день была произведена приемка ядерного заряда.[96]Акт об этом подписали Ю. Б. Харитон, А. А. Бочвар и В. Г. Кузнецов. 8 августа 1949 г. детали из плутония специальным поездом были направлены в Саров в КБ-11. Здесь в ночь с 10 на 11 августа была проведена контрольная сборка изделия. Проведенные измерения подтвердили соответствие РДС-1 техническим требованиям и пригодность его для полигонного испытания.

Автоматические взрыватели и высоковольтные установки для РДС-1 были изготовлены НИИ-504 (МСХМ) и НИИ-6. Данные устройства обеспечивали одновременность подрыва плутониевого заряда с точностью до миллионных долей секунды. В отработке отдельных узлов конструкции принимали участие ГСКБ-47 (МСХМ), ЦКБ-326 (Минсвязи) и КБ завода № 88 (Минвооружения)».[97]

Подготовка к испытаниям РДС-1 началась за 3 года до завершения разработки бомбы. Началось строительство специального полигона, место для которого выбрали в прииртышской степи, в 170 км к западу от Семипалатинска. Строительство велось инженерными войсками Министерства Вооруженных Сил. В центре опытного поля смонтировали металлическую решетчатую башню высотой 37,5 м. На ней должен был разместиться испытываемый ядерный заряд. На полигоне установили 1300 различных приборов для физических измерений, 9700 индикаторов различного типа для исследования проникающего излучения.

26 августа 1949 г. на полигон прибыл сам Берия. Там уже находились в полной боевой готовности две бомбы (боевая и резервная).

В 7 часов утра 29 августа казахская степь озарилась ослепительным светом. Как и в Нью-Мексико, на мгновенье «засияли тысячи солнц».

На следующий день Берия в Кремле вручил доклад об испытаниях Сталину. Там говорилось: «1. Точно в назначенный момент взрыва в месте установки атомной бомбы (на 30 м стальной башне в центре полигона) произошла вспышка атомного взрыва, во много раз превосходящая по своей яркости яркость Солнца.

В течение 3–4 секунд вспышка приняла форму полушария, увеличившегося до размеров 400–500 м по диаметру.

2. Одновременно со световой вспышкой образовалось взрывное облако, достигшее в течение 2–3 минут высоты нескольких километров и прорвавшееся затем в обычные дождевые облака, которые покрывали в момент испытаний небо.

3. Вслед за вспышкой взрыва возникла огромной силы ударная волна атомного взрыва.

Зарево взрыва было видно, а грохот ударной волны слышен наблюдателями и очевидцами, находившимися от места взрыва на расстоянии 60–70 км».

В сухих строчках официального доклада прорывается чувство удовлетворения и гордости за проделанную работу. На полигоне в момент испытания царило всеобщее ликование. Берия расцеловался с Курчатовым и Харитоном. Через 20 минут после взрыва в эпицентр было направлено два танка, оборудованных свинцовой защитой, для проведения оценки результатов. Вероятно, особой необходимости в этом рейде, сопряженном со смертельным риском, не было — ведь на полигоне было установлено 1300 различных приборов для физических измерений и 9700 индикаторов различного типа для исследования параметров проникающих излучений, но приборы приборами… Картина разрушений была ужасающей. На месте центральной башни зияла воронка диаметром 3 м и глубиной 1,5 м. Гражданские здания, расположенные в 50 м от центра поля, были полностью разрушены, железнодорожный мост был сорван с опор и отброшен в сторону. Из 1538 подопытных животных (собак, овец, коз, свиней, кроликов, крыс) в результате взрыва погибло 345.[98]