История ракетно-ядерной гонки США и СССР - Евгений Вадимович Буянов

Каскад надкритических центрифуг фирмы «URENCO» с длинными роторами

Современное состояние российского ядерно-оружейного комплекса

В кризисные 90-е годы США скупили «по дешёвке» в России около 500 т высокообогащённого и дорогого оружейного урана, который по определённой технологии превратили в обогащенный уран для атомных электростанций. Этот уран американцы сожгли в реакторах своих атомных электростанций с немалой для себя прибылью.

В настоящее время, кроме федеральных ядерных центров ВНИИЭФ и ВНИИТФ, ядерно-оружейный комплекс России включает три научно-исследовательских института: Всероссийский НИИ автоматики им. Духова (ВНИИА, г. Москва), НИИ измерительных систем (НИИИС, г. Нижний Новгород) и НИИ импульсной техники (НИИИТ, г. Москва), а также конструкторское бюро автотранспортного оборудования (КБ АТО, г. Мытищи, Моск. обл.). Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы организуются Департаментом разработки и испытаний ядерных боеприпасов Министерства РФ по атомной энергии (Минатома России).

В настоящее время ядерно-оружейный комплекс России включает 4 завода по серийному производству ядерных боеприпасов: электромеханический завод «Авангард» (г. Саров), «Электрохимприбор» (Свердловск-45), «Старт» (завод № 592, Пенза или Златоуст-36) и «Маяк» (Челябинск-40), а также два предприятия по производству плутониевых и урановых деталей (Красноярск-26, Томск-7).

В советские времена производство оружейного плутония велось на химкомбинате «Маяк» (комбинат № 817, Челябинск-40, ныне г. Озерск) – 5 реакторов (всего с 1948 г. действовало 10 промышленных реакторов: «А», «ИР-АИ», «АВ-1», «АВ-2», АВ-3, ОК-180, ОК-190, ОК-190М, «Руслан», «Людмила»), Сибирском химическом комбинате (комбинат № 816, Томск-7, ныне Северск) – 2 реактора (всего были построены 5 промышленных реакторов: И-1, ЭИ-2, АДЭ-3, АДЭ-4, АДЭ-4) и Красноярском горно-химическом комбинате (комбинат № 815, Атомград, Красноярск-26, ныне Железногорск) – 3 реактора (АД, АДЭ-1 и АДЭ-2). Также имелись четыре предприятия по обогащению урана: в Ангарске (комбинат № 820, ныне Ангарский электролизный химический комбинат), Красноярске-45 (завод № 825, ныне Красноярский электрохимический завод, Зеленогорск) и Екатеринбурге (комбинат № 813, ныне Уральский электрохимический комбинат, Свердловск-44, ныне Новоуральск).

Каждая эпоха оставляет на нашей земле свои памятники истории, науки и культуры. Советская эпоха оставила нам эти атомные города, полигоны, космодромы, которые должны жить и развивать дальше нашу науку и технику.

(См. http://www.militaryparitet.com/nomen/russia/aviabomb/data/ic_nomenrussiaaviabomb/3/)

Коммерческие услуги (95 %) по обогащению урана для атомных электростанций на мировом рынке сейчас выполняют 4 компании: URENKO (Германия, Великобритания, Нидерланды), EURODIF (Франция, Италия), USEC (США), TENEX (Россия).

Создание термоядерного оружия и его технические особенности

В 1929 г. Р. Аткинсон и Ф. Хоутеманс опубликовали статью, работа над которой положила начало термоядерным исследованиям под влиянием работы Г. Гамова по туннельному эффекту при альфа-распаде. В статье теоретически обосновывалась возможность термоядерных реакций, как источника энерговыделения звёзд. Но более серьёзно разобраться в деталях «термояда» звёзд удалось только через 10 лет после этой статьи, когда накопились данные по ядерным реакциям, – особенно, по протонным столкновениям. Независимо друг от друга в 1938 году преобразования атомов синтеза углеродного цикла открыли К. фон Вайцзеккер в Германии и Г. Бете в США. И в США Ч. Критчфилд и Г. Бете открыли протонные реакции (особенности взаимодействия ядер атомов с протонами). В 1932 году сначала Д. Кокрофтом и Э. Уоттоном удалось протоном расщепить атом лития-7 с большим энерговыделением, а в октябре того же года результат повторила и подтвердила лаборатория украинского физико-технического института, – Синельников К. Д., Лейпунский А. И., Вальтер А. К., Латышев Г. Д. Свой вклад внёс и Гамов Г. А., разработавший теорию альфа-распада для преодоления кулоновского барьера частицами с малыми энергиями.

Главным «камнем преткновения» термоядерных реакций являлись силы отталкивания между атомами лёгких элементов из-за их одинакового по знаку заряда. Чтобы преодолеть значительные силы кулоновского отталкивания требовалось сблизить ядра с огромной силой (при огромных давлениях и плотностях вещества в недрах звёзд) или скоростью сближения (при огромных температурах, – тоже характерных для недр звёзд). При сильном сближении вступали в действие уже внутриатомные силы, которые связывали различные частицы в новые ядра, либо вызывали распад соединённых частиц с образованием новых ядер. Реакции связи и распада сопровождались поглощением энергии движения частиц или самих частиц, или выделением значительной энергии в виде различных излучений – электромагнитными колебаниями с различной частотой и частицами и ядрами атомов, разлетавшимися огромными скоростями. Сблизить ядра атомов с большой скоростью можно было только при очень высоких температурах и давлениях: в таком случае энергия скорости сближения ядер превышала пороговую энергию их отталкивания. Высокие температуры в миллионы градусов и огромные давления можно было получить с помощью ядерного взрыва: взрыв ядерной (атомной) бомбы был «запалом» для бомбы термоядерной. Идея термоядерной «супербомбы» появилась ещё до испытания первой атомной бомбы: первое сообщение об идее создания в США «супербомбы» содержалось в материале К. Фукса, переданном советской разведке через Г. Голда в середине февраля 1945 г. в Бостоне. Видимо, советская разведка и физики не сразу разобрались в том, что речь идёт уже не о ядерной бомбе, а о ещё более мощном оружии. Но 28 09.1945 г на заседании Спецкомитета было принято решение о создании «Бюро № 2» для изучения данного вопроса (см. [69–2] с. 67).

Идея «радиационной имплозии» (радиационного сжатия и разогрева ядерным взрывом вместо «химической имплозии» – сжатия химической взрывчаткой, как в бомбе «Малыш»), которая позже была использована для создания сверхмощных термоядерных бомб, впервые теоретически была выдвинута в Лос-Аламосе Клаусом Фуксом и Джоном фон Нейманом 28 мая 1946 года для инициирующего отсека «классического Супера» (см. [51], c. 234). Но её осмысление и возможности практического использования как американскими, так и советскими физиками, пришли далеко не сразу. Толчком к действию для советского руководства послужили материалы, переданные К. Фуксом 13 марта 1948 года в Лондоне во время его второй встречи с Феклисовым. Постановлением СМ СССР № 1127–402сс/оп от 06.04.1948 г. был утверждён план научно-исследовательских работ на 1948 год: «Предварительные расчёты изделия «С» («Супербомба»). Задача была поставлена перед директором ИХФ Н. Н. Семёновым и работавшем у него Я. Б. Зельдовичем и Синельниковым К. Д. (Харьковский ФТИ АН СССР). Отдельно в ФИАНе возникла инициативная группа под руководством Тамма И. Е.: Беленький С. З., Сахаров А. Д., Гинзбург В. Л., Романов Ю. А. Вначале эти группы работали параллельно без связи друг с другом, а их работа не слишком занимала руководство «Спецкомитета» во главе с Берия среди множества других теоретических и практических работ «Атомного проекта».

В США проблемами «Термояда» результативно занимались физик Теллер Э. и математик Улам С. М., но их разработки шли вначале так же медленно, как и работы советских учёных. Путь до взрыва транспортабельных термоядерных бомб занял около 6 лет у обеих сторон ядерной гонки, – отсчёты здесь немного отличались в зависимости от того, какое событие принималось за «начало отсчёта». Г. Трумэн до 06.10.1948 г. ничего не слышал о «водородной бомбе» (а Сталину было