По ряду направлений – стратегические комплексы ВМФ, крылатые ракеты, авиабомбы, артиллерия – работы выполнялись в основном во ВНИИТФ. В конце 1950-х – начале 1960-х годов в институте была разработана концепция и решены основные технические вопросы размещения ядерных авиабомб на наружной подвеске сверхзвуковых истребителей, штурмовиков и истребителей-бомбардировщиков. Работа потребовала создания малогабаритных изделий с высокими аэродинамическими характеристиками и повышенной термостойкостью. Институт обеспечил потребности ВВС в современных высокоэффективных авиабомбах, тем самым существенно повысил могущество авиации.
Все находящиеся на вооружении ядерные и термоядерные авиабомбы разработаны ВНИИТФ. Начиная с 1960 г. институт оснащает ядерными боеприпасами своей разработки баллистические ракеты подводных лодок:
• 1960 г. – боевая часть межконтинентальной баллистической ракеты, стартующей из надводного положения;
• 1963 г. – боевая часть межконтинентальной баллистической ракеты, стартующей из подводного положения;
• 1965—1975 гг. – боевой блок для ракет атомных подводных лодок (АПЛ) второго поколения;
• 1975—1985 гг. – боевой блок для ракет атомных подводных лодок третьего поколения с РГЧ.
Во ВНИИТФ созданы и другие боеприпасы с рекордными характеристиками:
• самый легкий боевой блок для стратегических ядерных сил;
• самый прочный и термостойкий ядерный заряд, выдерживающий давление до 750 атм и температуру до 120 °С, предназначенный для мирных целей;
• самый ударный ядерный заряд, выдерживающий перегрузки более 12 000 б.;
• самый экономичный по расходу делящихся материалов ядерный заряд;
• самый чистый ядерный заряд, предназначенный для мирного применения, в котором 99,85% энергии получается за счет синтеза ядер легких элементов;
• самый маломощный заряд-облучатель.
Все находящиеся на вооружении боевые блоки стратегических ракет подводных лодок ВМФ России разработаны во ВНИИТФ.
Создание ядерного оружия предполагает значительный объем экспериментальной отработки как во взрывных газодинамических опытах, так и с использованием физических установок – реакторов, ускорителей, критических стендов, источников нейтронов и др. Особое место в работах ВНИИТФ занимают исследования кумулятивных явлений типа имплозии, схождения ударных волн и оболочек, при которых происходит существенное повышение плотности внутренней или кинетической энергии.
Математическое моделирование играет важнейшую роль при разработке ядерного оружия. Математические программы широко использовались для выбора конструкции и обоснования характеристик ядерных зарядов. В последнее время оказалось, что многие из этих программ применимы и для ряда научных приложений: в физике высоких энергий, астрофизике и других областях фундаментальной науки.
Важнейший вклад в разработку малогабаритных ядерных и термоядерных зарядов внесли сотрудники, работавшие под руководством Л.П. Феоктистова и М.П. Шумаева. Во ВНИИТФ был разработан ряд первичных атомных зарядов с минимальным энерговыделением, которые широко использовались в облучательных опытах и «чистых» зарядах как во ВНИИТФ, так и во ВНИИЭФ. Ю.С. Вахрамеев выполнял также расчетно-теоретические работы по зарядам для артиллерии, им получены важные научные результаты по теории термоядерного горения, изменению характеристик пород в условиях ядерного взрыва.
ВНИИТФ выполнил обширную программу физических опытов по изучению поражающих факторов ядерного взрыва. Это потребовало работы многих подразделений. Были получены новые научные результаты по свойствам веществ в экстремальных условиях, по возбуждению термоядерных реакций и термоядерной детонации в нескольких физических опытах с использованием энергии ядерного взрыва. С помощью ядерных зарядов, разработанных во ВНИИТФ, было проведено более 60 ядерных взрывов в интересах народного хозяйства (тушение газовых фонтанов, сейсмозондирование, интенсификация нефтяных скважин, захоронение химических отходов, дробление руды, вскрышные работы и т. д.).
Принципиальное значение для начала эры сокращения ядерных вооружений имел совместный советско-американский эксперимент по определению возможности контроля энерговыделения испытываемых в СССР и США ядерных зарядов. Со стороны СССР ответственным за проведение совместного эксперимента был назначен РФЯЦ-ВНИИТФ. Эксперимент включал два взрыта: 17 августа 1988 г. на Невадском полигоне США и 14 сентября 1988 г. – на Семипалатинском полигоне СССР. Можно сказать, что проведение этого эксперимента открыло эпоху взаимодействия России и США по вопросам ядерного оружия.
