И прежде всего нужно было разработать лабораторные и экспериментальные методики, которые бы позволяли наблюдать, изучать и точно измерять быстропротекающие процессы взрыва и сжатия ядерного заряда.
Большие надежды в этом вопросе Харитон возлагал на специалиста, который первым в СССР, ещё до начала войны, начал заниматься импульсной рентгенографией. Фамилия его была Цукерман. В 1938 году за рубежом была опубликована статья о возможности получения рентгеновских вспышек длительностью в одну микросекунду. В том же году немецкий физик Штеенбек, используя описанную методику, впервые получил рентгенографические снимки свободного полета пули.
В марте 1941 года такие же снимки получили сотрудники рентгеновской лаборатории Института машиноведения АН СССР Цукерман и Авдеенко. В следующем году Цукерман применил этот метод для изучения детонации взрывчатых веществ. Технология экспериментов Цукермана позволяла определить скорость распространения волны конкретного взрывного устройства. Действенность и эффективность своего метода Цукерман вскоре доказал на практике.
В начале 1942 года в бронетанковых войсках возникла проблема защиты танков от немецких снарядов калибра 76 миллиметров. Они пробивали стальную броню наших танков толщиной в 100 миллиметров, хотя, по теоретическим расчетам, при их массе и скорости полета они не должны были обладать достаточной для пробоя кинетической энергией. Качество брони было поставлено под вопрос. Но проверка подтвердила высокое качество брони. Оставалось непонятным, на чем основан принцип действия подобных снарядов. В августе 1942 года Цукерман предложил использовать для исследования рентгенографический метод. Харитон, работавший тогда в Казани над пороховыми зарядами по заказу Наркомата вооружений, активно поддержал это предложение. Рентгенограммы Цукермана показали, что броня пробивается не самим снарядом, а мощной направленной и сосредоточенной струей газов, образующихся при взрыве снаряда. Подобные заряды направленного действия получили название кумулятивных. Весной 1943 года Харитон написал Цукерману благодарственное и одобряющее письмо:
«Дорогой товарищ, Цукерман (простите, не знаю Вашего имени и отчества), я показывал Ваши рентгенограммы Министру боеприпасов Борису Львовичу Ванникову. Они его очень заинтересовали и особенно Ваша идея применять рентгеновскую методику для изучения действия кумулятивных зарядов… Мне представляется, что рентгенографическая методика изучения взрывных процессов может оказаться полезной не только для кумуляции, но и во многих других случаях».
В январе 1946 года Цукерман и Альтшулер были награждены Сталинской премией «За изобретение методов рентгенографических исследований явлений при выстреле и взрыве». Через несколько месяцев, с организацией КБ-11 в Сарове, Харитон пригласил обоих ученых принять участие в атомном проекте.
И только тогда Юлий Борисович узнал, что Вениамин Аронович Цукерман почти полностью потерял зрение ещё до войны и является, по существу, слепым человеком, которому во время экспериментов помогает жена. Стоя молча за бронезащитным экраном, она настраивала и следила за регистрирующей аппаратурой. Иногда он дотрагивался до её плеча рукой, иногда она, в случае удачи, молча пожимала ему локоть. И так, в паре, они работали уже много лет. Юлий Борисович был и восхищен этим человеком, и озадачен. После недельного размышления Харитон подтвердил приглашение, предоставив Цукерману должность начальника лаборатории рентгенографии, а его жене — место лаборанта. «Если Цукерман, в конце концов, сделает только одно: определит скорость взрывной волны, — думал Харитон, — то и тогда его приглашение в Саров будет вполне оправданным».
Цукерманы приняли приглашение и одними из первых приехали в зону.
— Вениамин Аронович, скажите, пожалуйста, откровенно, — спросил Харитон при первой же встрече и очном знакомстве, — год, двенадцать месяцев — будет достаточно для определения скорости ВВ, близкой к первой космической? Это я спрашиваю, не подгоняя вас. Просто для составления в голове собственного плана…
— Я думаю, что при благоприятных условиях этого времени будет достаточно, — ответил Цукерман.
— Хорошо. Благоприятные условия я вам обещаю…
Цукерман работал над этой проблемой два года. В качестве химического взрывчатого вещества после ряда экспериментов на собственном полигоне КБ-11 была выбрана наиболее эффективная смесь тротила и гексогена в соотношении один к одному. Прогнозируемая скорость детонации её определялась ориентировочно в 7,5 километров в секунду. Теоретические расчеты, проведенные в отделе Зельдовича, подтверждали правильность прогноза. От истинного значения этой величины наполовину зависел успех при испытании первой бомбы. Харитон действовал в этом вопросе в духе сложившихся атомных традиций, унаследованных от Берия и Ванникова.