Термоядерный прорыв

К истории создания водородной бомбы в СССР 

XX век ознаменован в истории человечества несколькими поистине выдающимися, знаковыми событиями: свершение Великой Октябрьской социалистической революции, победа советского народа в Великой Отечественной войне, полет человека в космос и освоение, как в мирных, так и в военных целях, энергии атома. 

Создание атомного, а затем и термоядерного оружия явилось настолько значительным событием XX века, что его история привлекает внимание широкого круга специалистов и общественности во всем мире. Естественно, не могут оставаться равнодушными к этой теме и разработчики ядерного оружия. 

Как это ни парадоксально, но овладение ядерным оружием стало для человечества тем спасательным кругом, который вот уже более шестидесяти лет не дает ему погрузиться в пучину глобальных разрушительных войн или серьезных, масштабных региональных конфликтов. Это обусловлено, прежде всего, взаимным уравновешиванием потенциальных возможностей нанесения неприемлемого урона друг другу ядерными силами двух стран - США и России. 

История термоядерных исследований уходит своими корнями в 1941 год. В мае 1941 года японский ученый-физик Токутаро Хагивара высказал предположение о возможности возбуждения термоядерной реакции между ядрами водорода с помощью взрывной цепной реакции деления ядер урана-235. В сентябре 1941 года сходную идею высказал Энрико Ферми в беседе с Эдвардом Теллером. Суть идеи - возможность инициирования атомным взрывом термоядерных реакций в дейтериевой среде. Впоследствии, уже в стенах Лос-Аламосской лаборатории (США), эта идея нашла воплощение в концепции дейтериевой сверхбомбы под названием "классический супер". Основой этой концепции было представление о возможности возбуждения потоком нейтронов, выходящих из первичной атомной бомбы, ядерной детонации в цилиндре с жидким дейтерием. 

В конце августа 1946 года Э.Теллер предложил новую, альтернативную "классическому суперу", схему термоядерной бомбы. Эта схема получила название "будильник". Конструкция бомбы состояла из чередующихся сферических слоев делящихся материалов и термоядерного горючего (дейтерий, тритий). С сентября 1946 года теоретические исследования проектов "супера" и "будильника" стали проводиться в Лос-Аламосской лаборатории параллельно. Однако вскоре интенсивность работ по теме "будильник" существенно снизилась из-за почти непреодолимых проблем инициирования термоядерного горения. 
31 января 1950 года президент США Г.Трумен выступил с заявлением, провозгласив, что он дал указание Комиссии по атомной энергии "...продолжить работу над всеми видами атомного оружия, включая так называемую водородную или сверхбомбу". 
В 1951 году принимается решение о проведении взрывных полигонных опытов с термоядерными реакциями. В одном из экспериментов планировалось испытание "усиленной" атомной бомбы "Пункт". В другом эксперименте намечалось проверить схему "классического супера". Это испытание получило название "Джорж". Подготовка к этому опыту и его результаты имели огромное значение для развития новых принципов конструирования термоядерной бомбы. Идея самого фундаментального из них заключалась в том, что для сжатия и инициирования вторичного физически отделенного узла с термоядерным горючим удерживается и используется энергия излучения первичной атомной бомбы. 
В сентябре 1951 года в Лос-Аламосе было принято решение о разработке термоядерного устройства на новом принципе для полномасштабного испытания. Устройство получило название "Майк". 1 ноября 1952 года устройство было успешно испытано. Тротиловый эквивалент взрыва составил 10 млн. тонн. 1 марта 1954 года США провели очередное испытание термоядерного устройства "Замок". Это был самый мощный взрыв в истории ядерных испытаний США. Существенным недостатком всех испытанных устройств была их нетранспортабельность. Только 21 мая 1956 года США осуществили первый сброс термоядерной бомбы... 

Из советских ученых первым обратил внимание на то, что "представляется интересным использовать высокие - миллиардные - температуры, развивающиеся при взрыве атомной бомбы, для проведения синтетических реакций (например, образование гелия из водорода), которые являются источником энергии звезд и которые могли бы еще более повысить энергию, освобождаемую при взрыве основного вещества", Я.И.Френкель. В 1945 году он изложил эту идею в докладной записке на имя И.В.Курчатова. Направляя свою записку И.В.Курчатову, Я.И.Френкель, конечно же, не мог знать, что И.В.Курчатов уже имеет информацию о проведении в США работ в этом направлении. Большая ее часть поступала через разведывательные каналы. Отдельные сообщения появлялись и в открытой печати. Так, например, сообщение о возможности создания сверхбомбы появилось в английской газете "Таймс" 19 октября 1945 года. Профессор Олифант заявил, что сейчас могут производиться в 100 раз более мощные бомбы, чем применявшиеся против Японии. 

Сообщения о возможности создания сверхбомбы не могли не волновать руководителей советского атомного проекта. Кстати, руководителем советского атомного проекта И.Сталин назначил Л.П.Берия. И.В.Курчатов поручает Ю.Б.Харитону совместно с другими физиками - И.И.Гуревичем, Я.Б.Зельдовичем и И.Я.Померанчуком - рассмотреть вопрос о возможности освобождения энергии легких элементов. Свои соображения по данной проблеме они доложили 17 декабря 1945 года на заседании Технического совета Специального комитета. Докладчиком был Я.Б.Зельдович. В докладе подтверждалась принципиальная возможность возбуждения ядерной детонации в цилиндре с дейтерием. 

28 сентября 1947 года в Лондоне состоялась первая встреча одного из ведущих физиков-ядерщиков, работавшего в Лос-Аламосе, К.Фукса с советским разведчиком А.С.Феклистовым. На этой встрече К.Фукс устно подтвердил тот факт, что в США под руководством Э.Теллера и Э.Ферми активно работают над созданием водородной бомбы. К.Фукс описал некоторые конструкционные особенности бомбы и принципа ее работы. Однако А.С.Феклистов, не будучи физиком, смог воспроизвести полученную информацию весьма приближенно. 
3 ноября 1947 года результаты работы группы Я.Б.Зельдовича были заслушаны на Научно-техническом совете в ИХФ АН СССР. 
По совокупности информации 8 февраля 1948 года Совет Министров СССР принимает Постановление N234-98 "О плане работ КБ-11". КБ-11 - это сегодня известный всему миру Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики-Российский Федеральный ядерный центр (ВНИИЭФ-РФЯЦ) в г.Арзамас-16 (Саров). В этом постановлении, помимо конкретных мероприятий, предусматривалась командировка Я.Б.Зельдовича для работы в КБ-11. 

13 марта 1948 года состоялась вторая, более результативная встреча К.Фукса с А.С.Феклистовым. Среди переданных К.Фуксом материалов были новые теоретические сведения, относящиеся к сверхбомбе. Экспериментальные данные содержали очень важную информацию о величине сечений некоторых ядерных реакций, необходимую для расчетных оценок возможности термоядерной детонации. Однако переданные материалы не содержали теоретического обоснования возможности инициирования и распространения ядерного горения. 

20 апреля 1948 года руководство МГБ СССР направило русский перевод материалов К.Фукса в адрес И.В.Сталина, В.М.Молотова, Л.П.Берии. Политическое руководство страны отнеслось к ним с большим вниманием, и уже 23 апреля Л.П.Берия поручил Б.Л.Ванникову, И.В.Курчатову и Ю.Б.Харитону тщательно проанализировать полученные сведения и дать предложения по организации необходимых исследований и работ. Заключение и предложения главных специалистов были готовы 5 мая 1948 года. Предложения Б.Л.Ванникова, И.В.Курчатова и Ю.Б.Харитона нашли отражение в постановлении Правительства СССР N1989-733 от 10 июня 1948 года "О дополнении плана работы КБ-11". В постановлении, в частности, ставилась задача проверить возможность создания во-дородной бомбы, которой был присвоен индекс РДС-6. В этот же день было принято и постановление СМ СССР N1990-774, предписывающее создать специальную теоретическую группу под руководством члена-корреспондента АН СССР И.Е.Тамма. 10 июня 1948 года по указанию Л.П.Берии материалы К.Фукса направляются в КБ-11 Ю.Б.Харитону для использования в работе. Кроме Ю.Б.Харитона допуск к этим материалам получил Я.Б.Зельдович. 

В июне 1948 года приступила к работе специальная группа И.Е.Тамма, в состав которой вошли С.3.Беленький и А.Д.Сахаров. Вскоре к работе группы примкнули В.Л.Гинзбург и Ю.А.Романов. Группа не имела доступа к разведданным. Задача ее была определена как проверка и уточнение расчетов по проблеме ядерной детонации дейтерия, проводившихся группой Я.Б.Зельдовича. 

Участвуя в анализе расчетов группы Я.Б.Зельдовича, А.Д.Сахаров в сентябре-октябре 1948 года задумывается над альтернативным решением проблемы и начинает рассматривать возможность осуществления комбинированной бомбы, в которой дейтерий используется в смеси с ураном-238 в виде чередующихся слоев. Т.е., независимо от Э.Теллера, он приходит к схеме, аналогичной схеме "будильника". Предложенная А.Д.Сахаровым схема получила название "слойка". Лежащий в ее основе принцип ионизационного сжатия термоядерного горючего назвали "сахаризацией". Правда, надо заметить, что до предложения А.Д.Сахарова в журнале "Science New Letter" от 17 июля 1948 года, в статье W.Davis под названием "Сверхбомба возможна", были изложены общие соображения о возможности создания дейтериевой бомбы. В статье имелся специальный раздел "Комбинированная бомба". Разумеется, идея гетерогенной конструкции в статье отсутствовала. 
20 января 1949 года А.Д.Сахаров выпустил свой первый отчет по "слойке". В нем он, в частности, предлагал в качестве простейшей схемы инициирования размещение атомной бомбы в центр большой сферической "слойки". Рассматривались и другие схемы, в том числе и схема под названием "использование дополнительного заряда плутония для предварительного сжатия "слойки". Фактически это была идея двухступенчатой конструкции термоядерной бомбы. Но только через пять лет он вернется к этой плодотворной идее, когда вместе с Я.Б.Зельдовичем они увидели возможность обжатия термоядерного узла типа "слойки" излучением первичной атомной бомбы. 

А пока Ю.Б.Харитон, ознакомившись с результатами расчетов группы И.Е.Тамма, приходит к выводу о необходимости допуска членов этой группы к данным о сечениях некоторых ядерных реакций из материалов К.Фукса. 17 марта 1949 года он обращается к Л.П.Берии. 27 апреля 1949 года И.Е.Тамм и А.С.Компанеец получают значения ядерных реакций без ссылки на источник. Направление указанных данных фактически совпало по времени с открытым опубликованием аналогичных данных в журнале "Physical Review", в номере от 15 апреля 1949 года. 

11 апреля 1949 года директор ФИ АН СССР С.И.Вавилов информировал Л.П.Берию о предложенной А.Д.Сахаровым идее "слойки". 8 мая Ю.Б.Харитон направляет Б.Л.Ванникову заключение по "слойке", в котором он горячо поддерживает эту идею, отметив, что она "чрезвычайно остроумна и физически наглядна". 

4-9 июня 1949 года в КБ-11 проводится серия совещаний с участием Б.Л.Ванникова, посвященных состоянию работ по атомным бомбам и водородной бомбе РДС-6. По указанию Л.П.Берии в работе совещаний принимает участие А.Д.Сахаров. Это был первый приезд А.Д.Сахарова в Арзамас-16. Принятый совещанием план работ по РДС-6 на 1949-1950 годы предусматривал исследования как по "слойке", так и по "трубе" ("классический супер"). 

После объявления директивы президента США о продолжении работ по созданию водородной бомбы 26 февраля 1950 года, СМ СССР принимает постановление N827-303 "О работах по созданию РДС-6". В постановлении предписывалось организовать расчетно-теоретические, экспериментальные и конструкторские работы по созданию изделий РДС-6с ("слойка") и РДС-6т ("труба"). Был установлен срок изготовления первого экземпляра изделия РДС-6с - 1954 год. Научным руководителем разработки был назначен Ю.Б.Харитон, а его заместителями - И.Е.Тамм и Я.Б.Зельдович. Вслед за этим постановлением последовала целая серия других постановлений Правительства СССР об организации производства трития, дейтерида лития, строительстве реактора по наработке трития и т.д. В марте 1950 года на работу в КБ-11 прибывают А.Д.Сахаров и Ю.А.Романов, а в апреле - И.Е.Тамм. 

Несмотря на успешный ход работ по РДС-6с, в 1951 году стало ясно, что провести испытания модели РДС-6с в 1952 году не удастся. 29 декабря 1951 года Правительство СССР принимает постановление N5377-2333, которое переносило сроки изготовления модели и ее испытания на март 1953 года. Но испытание состоялось только в августе 1953 года. Это испытание было четвертым в серии ядерных испытаний СССР, начатых 29 августа 1949 года. Испытание заряда РДС-6с явилось значительным событием в истории создания термоядерного оружия СССР и важнейшим этапом в развитии ядерной оружейной программы СССР. Важным обстоятельством было то, что заряд РДС-6с был выполнен в виде транспортабельной бомбы, совместимой со средствами доставки, т.е. являлся первым в мире образцом реального термоядерного оружия. Но главное - создан научно-технический задел, который обеспечил дальнейший прогресс в области конструирования термоядерного оружия. 

Результаты испытания показали и ограниченность ресурсов "слойки" по выделяемой энергии. Снова стали актуальными поиски более эффективных схем инициирования термояда. Особенно интенсивными эти поиски стали после мощного взрыва, проведенного США 1 марта 1954 года. Результаты испытаний свидетельствовали, что термоядерная программа США вступила в новую фазу. Стало очевидным, что существует более эффективный путь конструирования. Таким путем не могла быть бесперспективная "труба" и одноступенчатая конструкция типа РДС-6с. Оставалась двухступенчатая схема. В конце концов, новый механизм обжатия вторичного термоядерного узла был найден. Новый механизм заключался в обжатии вторичного узла энергией излучения первичной атомной бомбы. Для подтверждения работоспособности вторичного узла при использовании радиационной имплозии потребовалось решение ряда тонких задач взаимодействия вещества и излучения. Здесь был очень велик вклад А.Д.Сахарова, которому удалось найти автомодельные решения уравнений в частных производных, позволившие ему оценить возможность создания работоспособной конструкции. 

24 декабря 1954 года результаты интенсивных поисков были обсуждены на заседании научно-технического совета КБ-11 под председательством И.В.Курчатова. Совет принял решение о разработке и подготовке к проведению полигонного испытания в 1955 году опытного термоядерного заряда для проверки нового принципа. 
В феврале 1955 года разработка технического задания на конструкцию нового заряда была завершена. Заряд получил наименование РДС-37. В конце июня результаты расчетно-теоретического обоснования РДС-37 рассмотрела комиссия под председательством И.Е.Тамма. В заключении комиссии отмечалось, что новый принцип открывает невиданные перспективы в области конструирования термоядерного оружия, и подтверждалась целесообразность полигонного испытания. 

22 ноября 1955 года ознаменовалось блестящим достижением советской термоядерной программы. Испытания РДС-37 прошли успешно. Заряд, выполненный конструктивно в виде авиационной бомбы, был сброшен с самолета. По словам А.Д.Сахарова: "Испытание было завершением многолетних усилий, триумфом, открывшим пути к разработке целой гаммы изделий с разнообразными высокими характеристиками (хотя при этом встретятся еще не раз неожиданные трудности)". 

Итогом соревнования между СССР и США в разработке термоядерного оружия в рассмотренный период времени явилось то, что в 1955 году СССР достиг уровня, не уступающего уровню США, а во многих моментах оказался впереди США. И это после пережитой тяжелейшей войны с гитлеровской Германией! Может быть, именно ужасы этой войны заставляли наших выдающихся ученых работать за пределами человеческих сил, не считаясь ни со здоровьем, ни с самой жизнью. И вот теперь, после почти пятидесяти пяти лет, больно и горько наблюдать, как новая власть гробит великое завоевание всего советского народа. Ядерно-оружейный комплекс страны ускоренно деградирует. Его разрушение станет трагедией не только для России и ее народа, но и для всего человечества. Мы, ныне живущие, не имеем права допустить это! 

Иван Никитчук, 
сотрудник РФЯЦ-ВНИИЭФ (1969-1995 гг., г.Арзамас-16), 
д.т.н. 

www.nasledie.ru 
viperson.ru 

Рейтинг всех персональных страниц

Избранные публикации

Как стать нашим автором?
Прислать нам свою биографию или статью

Присылайте нам любой материал и, если он не содержит сведений запрещенных к публикации
в СМИ законом и соответствует политике нашего портала, он будет опубликован