К юбилею создания термоядерного оружия

[skroznik]

Первое термоядерное изделие РДС-37 - основа термоядерных зарядов СССР и России.

Создание термоядерной бомбы РДС-37, основанной на новом физическом принципе, служит удивительным и прекрасным примером результата концентрации усилий на всех технологических уровнях и, в первую очередь, интеллектуальном, когда в течение всего одного года был совершен прорыв в новую область знаний и 22 ноября 1955 г. был испытан образец оружия, физическая схема которого до сих пор является основой термоядерного арсенала нашей страны.

История создания РДС-37 так же, как и история создания водородной бомбы в США, была полна драматизма. Испытанная 22 ноября 1955 года водородная бомба была основана на принципиально новой двухступенчатой физической схеме. Новый физический принцип родился в СССР в процессе интенсивных работ по другим направлениям конструирования водородного оружия. Если ретроспективно взглянуть на историю разработки, можно увидеть, что некоторые общие идеи, развитие которых в конечном счете привело к формулировке нового принципа, были высказаны в СССР в конце 1948 года. Они были новыми по своей направленности в сравнении с информацией, относящейся к американским проектам водородной бомбы с детонацией дейтерия, полученной к этому времени по разведывательным каналам.

В начале 50-х годов, наряду с идеей термоядерного усиления энерговыделения ядерных зарядов, обсуждалась идея возможности осуществления более эффективного сжатия ядерного материала по сравнению со сжатием, обеспечиваемым взрывом химических ВВ. Первоначально эта идея была сформулирована как идея использования энергии ядерного взрыва одного (или нескольких) ядерных зарядов для обжатия ядерного горючего, находящегося в модуле, пространственно отделенном от первичного источника (источников) ядерного взрыва. Авторами идеи, которая может быть названа как идея "атомного обжатия", являются В.А. Давиденко и А.П. Завенягин. При всей ее общности эта идея содержит принципиальное представление о двухстадийном ядерном заряде.

Окончательное осознание и формулировка основных положений нового принципа радиационной имплозии произошли в СССР только в 1954 году. Появилась изящная идея об использовании энергии рентгеновского излучения атомного заряда для переноса энергии и обжатия основного термоядерного узла.

Для формирования направленности переноса энергии, по предложению А.Д. Сахарова, первичные и вторичные модули были заключены в единую оболочку, обладавшую хорошим качеством для отражения рентгеновского излучения, а внутри заряда были обеспечены меры, облегчавшие перенос рентгеновского излучения в нужном направлении.

Ю.А. Трутневым в ходе этой работы был предложен способ концентрации энергии рентгеновского излучения во внешнем слое термоядерного узла за счет его быстрого разогрева и увеличения давления, позволивший эффективно осуществлять радиационную имплозию.

Началась интенсивная расчетно-теоретическая проработка физической схемы новой водородной бомбы и исследование характеристик протекающих в ней физических процессов.

24 декабря 1954 года состоялся научно-технический совет КБ-11 под председательством И.В. Курчатова, посвященный созданию термоядерных зарядов большой мощности. В работе совета приняли участие министр среднего машиностроения В.А. Малышев. С докладом о термоядерном заряде на новом физическом принципе выступил Я.Б. Зельдович.

Особо следует отметить роль Д.А. Франк-Каменецкого и Н.А. Дмитриева в разработке и создании, как первых атомных бомб, так и первых образцов термоядерных зарядов (РДС-6с, РДС-37), а также в воспитании молодой школы физиков-теоретиков.



А.Д. Сахаров (1921-1989)
Выдающийся физик-теоретик, академик,
Создатель первых образцов термоядерных зарядов.
Работал во ВНИИЭФ (1950 - 1968).
Трижды Герой Социалистического труда,
Лауреат Ленинской и Государственной премий.



Я.Б. Зельдович (1914-1987)
Выдающийся физик-теоретик, академик.
Создатель первых образцов ядерных и термоядерных зарядов.
Работал во ВНИИЭФ (1948 - 1965 ).
Трижды Герой Социалистического труда,
Лауреат Ленинской и четырех Государственных премий

В течение первого полугодия 1955 года велись исследовательские и конструкторские разработки опытного образца бомбы-устройства, получившего индекс РДС-37, для проверки новой физической схемы. Большое значение для успеха разработки двухстадийного термоядерного заряда имели работы по созданию первичного источника энергии и обеспечению выхода из него энергии рентгеновского излучения, которыми руководил Я.Б. Зельдович.

Термоядерный заряд РДС-37 был успешно испытан 22 ноября 1955 года. Энерговыделение заряда в эксперименте составило 1,6 Мт, а так как по соображениям безопасности на Семипалатинском полигоне заряд испытывался на неполную мощность, то прогнозируемое полномасштабное энерговыделение заряда составляло ~ 3 Мт. В заряде не использовался тритий, термоядерным горючим был дейтерид лития, а основным делящимся материалом был U-238.

Созданием заряда РДС-37 был совершен прорыв в решении проблемы термоядерного оружия, а сам заряд явился прототипом всех последующих двухстадийных термоядерных зарядов СССР.

Итогом соревнования между СССР и США в разработке термоядерного оружия в рассматриваемый период времени явилось то, что в 1955 году СССР достиг уровня, не уступающего уровню США, а в некоторых моментах оказался впереди США.

СССР первым применил высокоэффективное термоядерное горючее - дейтерид лития-6: в 1953 году в одноступенчатом термоядерном заряде, а в 1955 году в двухступенчатом; США в 1952 году испытали двухступенчатое термоядерное устройство с жидким дейтерием, а в 1954 году - двухступенчатые термоядерные заряды, в которых применялся дейтерид лития, в основном с относительно малым содержанием изотопа литий-6 из-за невозможности производства его в то время с большим обогащением.

СССР в первых термоядерных испытаниях достиг высокой точности расчетно-теоретического определения ожидаемой мощности.

Уверенность в надежности конструкции первого двухступенчатого термоядерного заряда 1955 года была настолько велика, что СССР в интересах безопасности населения и самолета-носителя при испытаниях РДС-37 осуществил сознательное снижение мощности термоядерного взрыва в два раза.

СССР в испытании 1955 года первым произвел сброс термоядерной бомбы с самолета. США провели испытание термоядерной бомбы путем сброса с самолета в 1956 году.

На этой стадии развития ядерных арсеналов была осознана проблема глобальной экологической катастрофы в случае широкомасштабного ядерного конфликта, в первую очередь, учеными-физиками, которые донесли ее до политического руководства своих стран.

Уже при разработке первых образцов ЯЗ была осознана задача обеспечения безопасности ядерного оружия.

Радикальным способом, повысившим степень ядерной взрывобезопасности, стал переход на внешний источник нейтронного инициирования, который привел к уменьшению вероятности возникновения ядерного взрыва в условиях аварии на несколько порядков.

В ноябре 1948 года Я.Б. Зельдович и В.А. Цукерман на год раньше, чем в США, предложили новый принцип нейтронного инициирования - внешний источник нейтронов, входящий в состав автоматики бомбы, который позволял в полтора раза повысить мощность ЯЗ, а самое главное - повысить надежность и безопасность ЯЗ. Многим в то время эта идея казалась технически неосуществимой, однако, уже в 1954 г. был успешно испытан заряд с внешним инициированием.

Один из основных вопросов безопасности ядерного оружия связан с поведением ядерного боеприпаса в условиях случайного, нецеленаправленного подрыва взрывчатого вещества, входящего в состав боеприпаса. Как правило, многие виды подобных ситуаций могут моделироваться работой боеприпаса при подрыве ВВ в одной точке ("одноточечная безопасность").

В 1957 году Я.Б. Зельдович и А.Д. Сахаров отмечали, что в условиях аварийного подрыва ВВ многих ядерных зарядов в случае возникновения цепной реакции может быть реализовано значительное ядерное энерговыделение: десятков и даже сотен тонн ТЭ. В рамках экспериментального исследования этой проблемы 26 августа 1957 года было проведено испытание мощного тактического ядерного заряда с подрывом ВВ в одной точке, имитирующее аварийную ситуацию. Этот эксперимент явился началом масштабных исследований проблемы ядерной взрывобезопасности и методов его обеспечения в ядерном арсенале СССР.

Обеспечение безопасности ядерного оружия при эксплуатации ЯЗ являлось ключевым моментом. Эта проблема была осознана руководителями атомного проекта с самого начала разработки ядерных зарядов. Во ВНИИЭФ сложилась целостная идеология и культура обеспечения безопасности ядерного оружия, которая сохраняется и поддерживается и по сей день.

Следует отметить, что в СССР не было ни одной радиационной аварии с ядерным зарядом с распылением плутония, в США было 2 аварии.

Без преувеличения можно сказать, что создание в СССР, в первую очередь, в КБ-11, термоядерного оружия сделало Третью Мировую войну невозможной (политики приспособили эту парадигму под тезис о мирном сосуществовании двух систем. (Кстати, и сокращение армий в Европе и в СССР (на 1 млн. человек) в 50-е годы также объективно связано с созданием ядерного оружия.)

Руководители научных школ КБ-11 (ВНИИЭФ) начала 50-х годов XX века



Участники разработки первых образцов термоядерного оружия, ставшие впоследствии лауреатами Нобелевской премии



Сотрудники КБ-11- руководители НИИ 1011 (РФЯЦ-ВНИИТФ, г. Снежинск)


==============================================



Взрыв РДС-6с (12 августа 1953г)
Мощность 0.4 Мт. Семипалатинский ядерный полигон.



Взрыв РДС-37 ( 22 ноября 1955г)
Мощность 1.6 Мт. Семипалатинский ядерный полигон.



Взрыв "Царь-бомбы" ( 30 октября 1961г)
Мощность 50 Мт. Новоземельский ядерный полигон.