Главная | Обратная связь

Создание термоядерного оружия

В СССР идея создания термоядерного оружия была впервые сформулирована в докладе "Использование ядерной энергии легких элементов", подготовленном в 1946 г. Я. Б. Зельдовичем, И. Ю. Померанчуком и Ю. Б. Харитоном. В соответствии с постановлением Совмина СССР № 1989-773сс/оп от 10 июня 1948 г. в Физическом институте Академии наук была создана рабочая группа под руководством И. Е. Тамма, в задачу которой входило изучение возможности создания водородной бомбы. В группу входили А. Д. Сахаров, С. 3. Беленький, В. Л. Гинзбург и Ю. А. Романов. В КБ-11 аналогичная работа была начата группой Я. Б. Зельдовича.

Первоначальный проект группы Тамма предполагал создание термоядерного заряда, основанного на детонации цилиндрического заряда из смеси жидкого дейтерия и трития. Разработки группы Зельдовича предполагали размещение жидкого дейтерия в кольцевом слое между делящимся материалом и зарядом взрывчатого вещества в шаровом заряде. Однако, как показали последующие расчеты, и в том и в другом случае температура и плотность дейтерия были недостаточны для возникновения термоядерной реакции. Предложения Сахарова и Гинзбурга позволили отчасти решить проблему. Сахаров предложил окружить термоядерное горючее оболочкой из урана-238. Тяжелые ядра урана-238 задерживали разлет легких ядер, создавая тем самым более благоприятные для протекания термоядерной реакции условия. Такая схема также позволяла увеличить общее знерговыделение за счет деления ядер урана-238 быстрыми нейтронами термоядерной реакции. Гинзбург предложил взамен жидкого дейтерия использовать в качестве термоядерного горючего дейтерид лития-6. Это предложение имело большое значение для успеха разработки термоядерного заряда: помимо принципиального упрощения конструкции, использование дейтерида лития давало выигрыш и в том отношении, что при облучении лития-6 нейтронами образуется тритий. Температурный порог термоядерной реакции трития и дейтерия значительно ниже, чем порог реакции между ядрами дейтерия.

Формальное решение о развертывании полномасштабных работ по созданию отечественного термоядерного оружия было принято 26 февраля 1951 г. А 12 августа 1953 г. было произведено испытание первого советского термоядерного заряда РДС-6, конструкция которого основывалась на идеях Сахарова и Гинзбурга. На основе заряда была создана авиабомба ("изделие 6с"), которая в ходе испытаний была взорвана на башне. Мощность взрыва составила 400 килотонн, из которых примерно 15-20 процентов было получено в результате реакций синтеза.

Уже в следующем 1954 г. теоретики КБ-11 (А. Д. Сахаров, Ю. А. Трутнев и другие) предложили новую конструкцию термоядерной бомбы, основанную на "третьей идее" (аналогичной идее Улама-Теллера, но разработанной независимо). Согласно новой схеме, термоядерный и ядерный блоки боезаряда были физически отделены друг от друга. Разогрев и сжатие термоядерного горючего производились с помощью излучения ядерного взрыва. Успешное испытание первой термоядерной бомбы, основанной на "третьей идее" — РДС-37, было проведено 22 ноября 1955 г. К месту испытания бомба была доставлена бомбардировщиком Ту-16. Мощность взрыва составила 1.7 Мт. В конце 50-х годов на основе РДС-37 была разработана серия новых термоядерных зарядов с более высокими показателями удельной мощности.

В 1954—1961 гг. группой физиков-ядерщиков под руководством академика Академии наук СССР И. В. Курчатова была разработана АН602 – термоядерная авиационная бомба, известная также как Царь-бомба – самое мощное взрывное устройство за всю историю человечества. Полная энергия взрыва, по разным данным, составляла от 57 до 58,6 мегатонн в тротиловом эквиваленте, или около 2,4·10¹⁷ Дж, что соответствует дефекту массы 2,65 кг. АН602 имела трёхступенчатую конструкцию: ядерный заряд первой ступени (расчётный вклад в мощность взрыва — 1,5 мегатонны) запускал термоядерную реакцию во второй ступени (вклад в мощность взрыва — 50 мегатонн), а она, в свою очередь, инициировала ядерную «реакцию Джекилла-Хайда» (деление ядер в блоках урана-238 под действием быстрых нейтронов, образующихся в результате реакции термоядерного синтеза) в третьей ступени (ещё 50 мегатонн мощности), так что общая расчётная мощность АН602 составляла 101,5 мегатонн.

Первоначальный вариант бомбы был отвергнут по причине чрезвычайно высокого уровня радиоактивного загрязнения, которое она должна была вызвать - было решено не использовать «реакцию Джекилла-Хайда» в третьей ступени бомбы и заменить урановые компоненты на их свинцовый эквивалент. Это уменьшало расчетную общую мощность взрыва почти вдвое (до 51,5 мегатонн). О предстоящих испытаниях 50-мегатонной бомбы объявил Хрущёв в своём докладе 17 октября 1961 г. на XXII съезде КПСС. Испытания бомбы состоялись 30 октября 1961 г. Подготовленный Ту-95В с реальной бомбой на борту взял курс на Новую Землю.

Взрыв АН602 по классификации был низким воздушным взрывом сверхбольшой мощности. Результаты его впечатляли:

- Огненный шар взрыва достиг радиуса примерно 4,6 километра. Теоретически он мог бы вырасти до поверхности земли, однако этому воспрепятствовала отражённая ударная волна, подмявшая низ шара и отбросившая шар от земли.

- Световое излучение потенциально могло вызывать ожоги третьей степени на расстоянии до 100 километров.

- Ионизация атмосферы стала причиной помех радиосвязи даже в сотнях километров от полигона в течение около 40 минут.

- Ощутимая сейсмическая волна, возникшая в результате взрыва, три раза! обогнула земной шар.

- Свидетели почувствовали удар и смогли описать взрыв на расстоянии тысячи километров от его центра.

- Ядерный гриб взрыва поднялся на высоту 67 километров; диаметр его двухъярусной «шляпки» достиг (у верхнего яруса) 95 километров.

- Звуковая волна, порождённая взрывом, докатилась до острова Диксон на расстоянии около 800 километров.

Дискуссия о путях политического применения технологии создания сверхмощных ядерных боеголовок послужила началом идеологических расхождений Н. С. Хрущёва и А. Д. Сахарова, так как Никита Сергеевич не принял проект Сахарова по размещению нескольких десятков сверхмощных ядерных боеголовок мощностью от 200 или даже 500 мегатонн вдоль американских морских границ, что, по мнению учёного, позволило бы отрезвить неоконсервативные круги политической элиты США, не втягиваясь в разорительную гонку вооружений.