Как к тому времени стало понятно, для осуществления ядерного взрыва необходимо обеспечить цепные реакции деления ядер плутония или урана-235 путем перевода этих материалов в надкритическое состояние. Это можно осуществить либо путем сближения двух подкритических масс, либо через значительное уплотнение первоначально подкритической массы с помощью сжатия.
Урановая бомба на принципе сближения, согласно постановлению Совета Министров, разрабатывалась в СКБ-47 (главный конструктор — Кулаков) в период 1946–1949 годов. Однако из-за отсутствия в этой организации необходимой производственной и научной базы для экспериментальных исследований, специалистов по ядерной физике и газовой динамике, а также специального приборного оснащения, разработки не удалось довести до конца.
Впрочем, сжатие плутония, на которое были ориентированы разработки КБ-11, сулило более обнадеживающие результаты. Было очевидно, что физическим механизмом сжатия плутония может служить достаточно сильная ударная волна, создаваемая взрывом заряда химического взрывчатого веществ (ВВ). Было также понятно, что выгодно сжимать материал не плоской, а сферически сходящейся ударной волной, и было известно, что американцы обжатие плутониевого заряда осуществляли с помощью заряда ВВ со сферически сходящейся детонацией. Начало теоретического изучения кумуляции энергии в сходящихся детонационных волнах было положено Е.И.Забабахиным (соответствующие американские работы, как и у нас, были засекречены, и мы о них не могли знать).
Вначале мы не располагали значением критической массы плутония. Поэтому газодинамики еще не представляли толком, какую массу его нужно взять и до какой степени сжать, чтобы обеспечить эффективный переход ее через критсостояние. А это было необходимо для выбора конструкции и определения размеров первых исследовательских образцов обжимающего заряда.
Для начала газодинамических работ до выяснения критмассы плутония пошли следующим путем. Опубликованный в одном из американских журналов снимок подвески под самолет В-29 ("летающая крепость") атомной бомбы, сброшенной над Хиросимой, позволил оценить ее габариты. Ведь размеры бомболюка нам известны — копией В-29 являлся наш самолет ТУ-4. Если исходить из них, то наружный диаметр авиабомбы не должен превышать 1500 мм, а длина — 3325 мм. Вычитая из этих величин толщины баллистического корпуса авиабомбы и корпуса сферического заряда, обеспечивающие необходимую прочность конструкции, получаем отправной габарит сферического заряда ВВ. Из него следуют размеры всех элементов заряда ВВ.