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

Разработанный в 1950-1953 гг. в КБ-11 термоядерный заряд РДС-6с, явившийся первым термоядерным зарядом СССР, представлял собой сферическую систему из слоев урана и термоядерного горючего, окруженных химическим взрывчатым веществом. Для увеличения энерговыделения заряда в его конструкции был использован тритий. Пользуясь известной терминологией, можно сказать, что термоядерный заряд РДС-6с был выполнен по одностадийной схеме.

Особенности конструкции и физика работы РДС-6с подробно рассмотрены в ряде публикаций /9-12/.

Как отметил в своих «Воспоминаниях» А.Д. Сахаров /8/, «подготовка к испытанию первого термоядерного заряда была значительной частью всей работы «объекта» в 1950-1953 гг., так же, как и других организаций и предприятий нашего управления и многих привлеченных организаций. Это была работа, включавшая, в частности, экспериментальные и теоретические исследования газодинамических процессов взрыва, ядерно-физические исследования, конструкторские работы в прямом смысле этого слова, разработку автоматики и электрических схем изделия, разработку уникальной аппаратуры и новых методик для регистрации физических процессов и определения мощности взрыва.

Громадных усилий с участием большого количества людей и больших материальных затрат требовали производство входящих в изделие веществ, другие производственные и технологические работы.

Драматизм разработки РДС-6с заключался в том, что она проходила на фоне известия США об испытании термоядерных бомб в 1952 г.

Последовало незамедлительное указание Л. Берия о форсировании наших работ.

Особую роль во всей подготовке к испытаниям первого термоядерного играли теоретические группы. Их задачами были выбор основных направлений разработки изделий, оценка и общетеоретические работы, относящиеся к процессу взрыва, выбор вариантов изделий и курирование конкретных расчетов процессов взрыва в различных вариантах. Эти расчеты проводились численными методами, в те годы — в специальных математических группах, созданных при некоторых научно-исследовательских институтах.

Теоретические группы также играли важную роль в определении задач, анализе результатов, обсуждении и координации почти всех перечисленных направлений работ других подразделений «объекта» и привлеченных организаций».

Общее руководство работами по РДС-6с осуществлялось И.В. Курчатовым. Главным конструктором и непосредственным руководителем работ был Ю.Б. Харитон.

Мстислав Всеволодович Келдыш

(1911-1978),

выдающийся математик XX века, активный участник и организатор ракетно-ядерных проектов СССР, участник ядерных испытаний, автор фундаментальных работ по прикладной математике и физике, внес выдающийся вклад в развитие вычислительной математики, директор и организатор Института прикладной математики АН СССР, Президент Академии наук СССР, трижды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и двух Государственных премий

Андрей Николаевич Тихонов

(1906-1993),

выдающийся математик XX века, академик, основатель научной школы, один из инициаторов применения численных методов для разработки атомной и водородной бомб, директор Института прикладной математики АН СССР, дважды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и двух Государственных премий

Константин Адольфович Семендяев

(1908-1988),

математик, крупный специалист в области вычислительной математики,

активный участник разработки первых атомных и термоядерных зарядов, работал по Атомному и Термоядерному проектам в Математическом институте АН СССР (1946-1964), трижды лауреат Государственной премии (фото — www.ershov.ras.ru)

Под таким заголовком газета «Нью-Йорк уорлд телеграм энд Сан» 26 ноября 1952 г. поместила статью своего корреспондента Дугласа Ларсена: «Некоторые из высокопоставленных представителей Пентагона только сейчас признают, насколько они ошеломлены полным значением недавних испытаний на атолле Эниветок, которые доказали, что водородную бомбу[3] можно взорвать».[4]

В разработке РДС-6с исключительно важное значение имело математическое моделирование. Основные математические расчеты по РДС-6с проводились в Москве в коллективах, которыми руководили А.Н. Тихонов, К.А. Семендяев и Л.Д. Ландау.

С апреля 1953 г. эти работы были сосредоточены в специально образованном Отделении прикладной математики Математического института АН СССР, который возглавлял М.В. Келдыш. В КБ-11 расчеты проводились коллективами математиков под руководством Н.Н. Боголюбова и В.С. Владимирова.

Испытание РДС-6с состоялось 12 августа 1953 г. на Семипалатинском полигоне. Оно стало четвертым в серии ядерных испытаний, начатых СССР 29 августа 1949 г. Энерговыделение РДС-6с было эквивалентно энергии взрыва 400000 тонн тротила.

Работы по РДС-6с имели продолжение. 6 ноября 1955 г. в СССР был успешно испытан заряд РДС-27, который представлял собой модернизацию РДС-6с на основе использования исключительно дейтерида лития (без использования трития). При этом параметры гетерогенного ядра были несколько модернизированы. Энерговыделение заряда составило 250 кт, что в 1,6 раза меньше энерговыделения РДС-6с, но существенно превзошло энерговыделение традиционных ядерных зарядов. По своим конструкционным качествам это было реальное оружие, его испытание производилось в составе авиабомбы, сброшенной с самолета.

5. ОСНОВОПОЛАГАЮЩИЕ ИДЕИ, ПРИВЕДШИЕ К РАЗРАБОТКЕ РДС-37

Работами по РДС-6с был создан научно-технический задел, который затем использовался в разработке водородной бомбы принципиально нового типа — водородной бомбы на принципе радиационной имплозии. Существенно, что и при разработке РДС-6с, и при разработке РДС-37 важное значение имели данные о характеристиках термоядерных реакций и нейтронно-ядерных взаимодействиях. В этих целях были развернуты широчайшие исследования с привлечением многих академических и отраслевых институтов. О масштабе проводившихся ядерно-физических исследований дают представление программы работ, сформулированные в КБ-11 в начале 1951 г. (см. Приложение 4). Хотя значительная часть работ выполнялась в рамках программы разработки РДС-6с, а также РДС-6т, результаты их непосредственно легли в основу разработки РДС-37.

Получение большого энерговыделения в РДС-6с стимулировало надежды на создание в рамках этого принципа термоядерного заряда мегатонного класca (до 2 Мт). Трудности на этом пути оказались велики. Они были связаны как с невозможностью увеличения массогабаритных параметров заряда (ограниченных возможностями средств доставки), так и с необходимостью исключения из схемы заряда значительных количеств трития. Однако новый проект РДС-6СД в конце 1953 г. стал главным направлением термоядерной программы СССР. Руководил им академик А.Д. Сахаров. Проблематичность решения задачи на этом пути стимулировала развитие других направлений.

История работ над новым физическим принципом конструирования термоядерного оружия в СССР и по созданию первой термоядерной бомбы на этом принципе, которая получила обозначение РДС-37, полна драматизма.

Новый принцип пробил дорогу в жизнь в процессе интенсивных работ по другим направлениям исследований и конструирования термоядерного оружия, которым отдавался приоритет. Этими направлениями были, как ясно из предыдущего изложения, исследования не-обжимаемой цилиндрической системы с жидким дейтерием, в которой ожидалось возникновение ядерной детонации дейтерия под действием ядерного взрыва, и разработка мощного слоеного термоядерного заряда на основе РДС-6с, обжимаемого взрывом химического взрывчатого вещества.

В начале 50-х годов, наряду с идеей термоядерного усиления энерговыделения ядерных зарядов, обсуждалась другая идея — идея возможности осуществления более эффективного сжатия ядерного материала по сравнению со сжатием, обеспечиваемым взрывом химических В.В. Первоначально эта идея была сформулирована в общем виде как идея использования ядерных взрывов одного или нескольких зарядов для обжатия ядерного горючего, находящегося в отдельном модуле, пространственно отделенном от первичного источника (источников) ядерного взрыва. Авторами этой общей идеи, которая может быть названа идеей «ядерной имплозии», являются В.А. Давиденко, А.П. Завенягин и Д.А. Франк-Каменецкий. В январе 1954 г. Я.Б. Зельдович и А.Д. Сахаров детально рассматривают эту схему/7, с. 128/.