Игорь Андрюшин - Решающий шаг к миру. Водородная бомба с атомным обжатием РДС-37

• Название: Решающий шаг к миру. Водородная бомба с атомным обжатием РДС-37
• Автор: Игорь Андрюшин
• Издательство: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»
• Жанр: Военная техника, оружее
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-9515-0153-0

Книга посвящена знаменательному событию в истории обеспечения безопасности Отечества — созданию водородной бомбы РДС-37, прототипа термоядерных зарядов, явившихся фундаментом для гарантий ядерного сдерживания и условий мирной жизни нашего народа. Исключительная особенность этого достижения определяется тем, что его основу составили совершенно новые для того времени физические принципы, а разработка РДС-37 в своих наиболее существенных элементах была обеспечена интеллектуальными усилиями коллектива замечательных ученых нашего института (КБ-11, сейчас РФЯЦ-ВНИИЭФ). Новизна идей, смелость и научная обоснованность подходов в их реализации, достижение результата огромной практической и научной значимости, творческий труд высококвалифицированных специалистов — все это неразрывные элементы создания РДС-37, ставшего грандиозным успехом всей страны.

---

Одновременно с этим велась подготовка к испытанию, в котором по существу проверялась конфигурация Фукса—фон Неймана. 9 мая 1951 г. было успешно проведено испытание «George» /4/. Мощность взрыва составила 225 кг Т.Э. «Самый большой из проведенных к этому времени делительных взрывов обеспечил зажигание маленького термоядерного пламени — первого из когда-либо вспыхнувших на Земле». Испытание подтвердило теоретические представления о возможности горения DT-смеси, часть которой находилась вне делящегося материала первичной атомной бомбы. Явившись одним из основных истоков открытия конфигурации Теллера—Улама, опыт «George» свою главную роль сыграл еще до осуществления (в Приложении 1 настоящей книги приведена более подробная информация об этом уникальном эксперименте).

О росте внимания к созданию термоядерных зарядов говорит то, что в июне 1951 г. в Принстоне состоялась конференция по проблемам сверхбомбы, которая признала необходимость производства дейтерида лития-6.

В сентябре 1951 г. в Лос-Аламосе было принято решение о разработке термоядерного устройства на новом принципе (радиационная имплозия, конфигурация Теллера—Улама) для полномасштабного испытания «Mike», намеченного на 1 ноября 1952 г. В качестве термоядерного горючего был выбран жидкий дейтерий. Устройство «Mike» состояло из массивного стального цилиндра, в котором находился первичный заряд на принципе имплозии и огромный стальной «термос», содержащий несколько сотен литров жидкого дейтерия внутри массивной оболочки из природного урана, который представлял собой термоядерный модуль/4/.

Перед испытанием энерговыделение «Mike» оценивалось на уровне 1-10 Мт с вероятным значением в 5 Мт, но не исключалась возможность энерговыделения в 50-90 Мт. Основная неопределенность в прогнозе энерговыделения была связана с неясностью в эффективности термоядерного горения и в эффективности деления урановой оболочки (уран-238) термоядерными нейтронами. Эффективность термоядерного горения была связана с новой и сложной физикой, которая в то время не могла быть точно рассчитана. Эффективность деления урановой оболочки в большой степени зависела от сжатия термоядерного модуля, которое определялось со значительной погрешностью. Некоторые особенности устройства «Mike» приведены в Приложении 2.

Успешное испытание «Mike» привело к следующему решающему шагу — отработке в 1954 г. мощных термоядерных зарядов в серии «Castle», о которых говорилось выше. Следует отметить, что несмотря на гигантские ресурсы энергии, по сравнению с химическими ВВ, сам по себе принцип радиационной имплозии (конфигурация Теллера—Улама) не гарантировал успеха.

Значения прогнозов энерговыделения мощных термоядерных зарядов в серии «Castle», сделанных специалистами США до проведения натурных экспериментов, приведены в таблице на с. 30. Подчеркнем, что вычислительные возможности, которыми обладали ядерные лаборатории США, существенно превосходили вычислительные возможности нашей страны в период разработки РДС-37.

* Все испытания были проведены Лос-Аламосской лабораторией, кроме «Кооп», первого неудачного испытания Ливерморской лаборатории.

Двухступенчатый заряд США мощностью 10,4 Мт, испытанный 1 ноября 1952 г. /5/ 

4. ПЕРВЫЕ ЭТАПЫ ТЕРМОЯДЕРНОЙ ПРОГРАММЫ СССР

Взрыв РДС-6с

Работы по созданию термоядерного оружия в СССР были начаты в 1945 г., когда стало известно о проведении в США работ по сверхбомбе (проект «Super»). Первые сведения о работах в США по сверхбомбе поступили в СССР по разведывательным каналам и средствам массовой информации во второй половине 1945 г.

Важнейшая информация была предоставлена СССР сотрудником теоретического отдела Лос-Аламосской национальной лаборатории США, членом британской миссии в Лос-Аламосе Клаусом Фуксом.

Поступившая в 1945 г. информация о работах в США по сверхбомбе не могла не волновать политических и научных руководителей советского атомного проекта. И.В. Курчатов обратился к видным ученым-физикам СССР, среди которых были специалисты по теории детонации (И.И. Гуревич, Я.Б. Зельдович, И.Я. Померанчук и Ю.Б. Харитон), сообщив им постановку задачи и некоторые исходные данные, с предложением в остальном независимо рассмотреть вопрос о возможности осуществления ядерной детонации в цилиндре из дейтерия с помощью взрыва атомной бомбы (этому направлению создания сверхбомбы и был посвящен материал Фукса).

* * * Сообщения зарубежной печати и разведки о возможности создания бомб мегатонного класса /6, с. 10/

Бомбы в 100 раз сильнее

(«Таймс», 19.10.45)

Профессор Олифант, выступая в Бирмингеме 18.10, заявил, что атомные бомбы, применявшиеся против Японии, сейчас уже устарели. Сейчас могут производиться бомбы в 100 раз более сильные, г. е. равные 2 миллионам тонн взрывчатых веществ. Профессор считает, что можно создать бомбу в 1000 раз сильнее, взрыв которой отравит площадь в 2000 квадратных миль. Профессор также сообщил, что еще в 1942 году ученые могли управлять распадом урана и получать электроэнергию до 1 миллиона киловатт.

Из информационного материала № 257 /6, с. 11/

(Материал был представлен Бюро № 2 на заседании технического совета Специального комитета при СНК СССР 22 октября 1945 г.)

<…> Ведутся работы по созданию сверхбомбы, мощность которой может быть доведена до 1 миллиона тонн ТНТ. <… > Принцип сверхбомбы заключается в том, чтобы, применяя небольшое количество урана-235 или же плутония-239 в качестве первоисточника, вызывать цепную ядерную реакцию в каком-нибудь веществе, менее дефицитном. Верно: Земсков.

Из информационного материала № 256 /6, с. 10/

(Материал был представлен Бюро № 2 на заседании технического совета Специального комитета при СНК СССР 22 октября 1945 г.)

Сверхбомба

<…> Применяя бомбы с «25» или «49» в качестве вспомогательного средства, рассчитывают вызвать ядерную реакцию в легких ядрах. Может быть, этот план и возможен, но он требует еще очень большой разработки и не представляет непосредственного интереса.

* * * 

В переданном материале содержались данные по принципиальной схеме проекта «Super» и серия лекций Энрико Ферми о физических процессах, которые протекают в такой термоядерной системе. В этих же материалах отмечалась возможность производства трития, необходимого для переходного участка, инициирующего дейтериевый цилиндр, в ядерных реакторах при захвате нейтронов на литии-6.

Уже 1 января 1946 г. Ю.Б. Харитон в своей «Записке» отмечает, что «в принципе возможна ядерная детонация легких элементов, причем наиболее подходящим веществом является тяжелый водород».

Игорь Васильевич Курчатов

(1903-1960),

выдающийся физик и организатор науки, академик, научный руководитель Атомного проекта, начальник лаборатории № 2 АН СССР —

Института атомной энергии (1943-1960) (ныне Российский научный центр

«Курчатовский институт»), трижды Герой Социалистического Труда,

лауреат Ленинской и четырех Государственных премий

Юлий Борисович Харитон

(1904-1996),

выдающийся физик и организатор науки, академик, главный конструктор КБ-11 (1946-1952), главный конструктор и научный руководитель КБ-11 (1952-1959), научный руководитель ВНИИЭФ (1959-1992), почетный научный руководитель РФЯЦ-ВНИИЭФ (1992-1996), трижды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и трех Государственных премий 

* * *

В лекциях Э. Ферми, переданных нашей разведкой 28 января 1946 г. в Первое главное управление для ознакомления И.В. Курчатова и Ю.Б. Харитона, детально были рассмотрены различные механизмы термоядерных реакций в дейтерии и смеси дейтерия с тритием. В лекциях также приводится упрощенная схема термоядерной бомбы «труба»/6, с. 24/.

В заключение делается вывод, что «все проекты в отношении возбуждения в сверхбомбе, представленные до сих пор, весьма неопределенны. Один из них, заслуживающий наибольшего предпочтения, состоит в следующем: в центре находится бомба с «25»[2] (около 100 кг «25») пушечного типа. Она окружена заполнителем из BeO, хорошо отражающим нейтроны и пропускающим излучение. Часть поверхности из BeO покрывается металлическим ураном в качестве предохранителя от действия излучения. За этим предохранителем находится смесь D + T, подогреваемая нейтронами, исходящими из бомбы.

Если применяется магнитное поле, то смесь D + T может иметь кольцеобразную форму. При этом имеет значение лишь поперечная теплопроводность. За смесью D + Т находится чистый D».