Бомба Сахарова | Журнал Популярная Механика
В этом году исполнится 65 лет с момента испытаний первой советской водородной бомбы РДС-6с — знаменитой «слойки Сахарова».
Андрей Суворов
Старинный мужской монастырь у слияния двух маленьких речушек, Сатиса и Саровки, стал известен благодаря Серафиму, канонизированному в 1903 году за то, что после молебна монарших особ во время паломничества в эту пустынь у царской четы родился наследник. Судьба монастыря, впрочем, сложилась незавидно: в 1917 году он был разграблен. А через три десятилетия здесь закипела работа над совсем другими «детками»: в 1946 году прямо в зданиях монастыря разместилось КБ-11, кузница советского атомного проекта.
Кое-что свое
Сейчас, в интернетовские времена, все знают про Клауса Фукса и других «атомных шпионов», и кажется само собой разумеющимся, что первая атомная бомба СССР — РДС-1 — была скопирована с «Толстяка», бомбы, сброшенной на Нагасаки. Но это не совсем так. Действительно, размер плутониевого ядра, форма и конструкция полоний-бериллиевого источника нейтронов и идея имплозии — направленного внутрь взрыва — были в точности заимствованы из американского проекта. Это многое, но не всё. Дело в том, что в американской бомбе были использованы два типа взрывчатки, Composition B и Baratol, их точный состав не был известен Клаусу Фуксу, да и не производились они в СССР. А размеры и форма взрывчатых линз, сформировавших сферическую сходящуюся ударную волну, зависят от этих типов, и при изменении состава буквально на единицы процентов геометрию этих линз нужно корректировать.
В РДС-1 вместо Composition B, содержавшего 59,5% гексогена, 39,5% тротила и 1% воска или церезина, использовался отечественный сплав ТГ-50 (поровну гексоген и тротил). А вместо баратола — инертный материал, вообще не взрывающийся, лишь передающий ударную волну с минимальными потерями. Так что форму переходной поверхности нашим бомбостроителям пришлось уточнять самим, используя те же методы — скоростную рентгеновскую съемку — и изобретая свои, не менее остроумные. Своими собственными были и вспомогательные системы бомбы, такие как радиовысотомер, барометрический высотомер, автоматика подрыва, так что объем конструкторских работ был очень велик и при известном принципе работы.
Добавить легкости
Но по мере продвижения работы над первым «изделием», РДС-1, по каналам разведки стали поступать сведения, что американцы ведут работу над еще более мощной бомбой. Намного более мощной, чем атомная. Наши атомщики сумели задать вопрос нобелевскому лауреату Нильсу Бору о сути устройства этой бомбы, но великий физик, известный своими симпатиями к СССР, был не в курсе подробностей, и его ответ не мог успокоить наших ядерщиков. Поэтому были созданы две группы, задачей которых было определить возможность взрыва в бомбе не за счет деления тяжелых ядер, а за счет синтеза легких: из дейтерия и трития должен получаться гелий и нейтрон. В группу, которой руководил Игорь Евгеньевич Тамм, был включен молодой кандидат наук Андрей Дмитриевич Сахаров.
КПД «Слойки»
В «слойке Сахарова» всего 15−20% энерговыделения приходится на термоядерные реакции, а остальное даёт реакция деления — как урана-235 или плутония-239 исходной бомбы, так и урана-238 наружных слоёв. Но это скорее достоинство, чем недостаток, ведь уран-238 дёшев. Слияние одного ядра дейтерия и одного трития даёт 18 МэВ энергии, а деление одного ядра урана-238 — 200 МэВ. В первой реакции выделяется один нейтрон, уносящий 14 МэВ из 18, а во второй он расходуется, но выделяется три менее энергичных нейтрона, годных лишь для получения трития из лития-6. В результате получается усиление более чем в 10 раз! А это значит, что почти все термоядерные нейтроны используются «по назначению», и улетает небольшая часть.
С самого начала Сахаров не хотел заниматься абсолютно секретной военной темой — он отказывался от перехода в группу, хотя ему обещали помочь с жильем и другими материальными благами, которых отчаянно не хватало в послевоенной Москве. В своих мемуарах он пишет, что дважды отказывался от предложений военных и Курчатова, но на третий раз, в 1948 году, его согласия уже не спрашивали. Главной особенностью таланта Сахарова, о которой упоминали все работавшие с ним, было то, что он мог видеть работоспособность или правильность какой-либо физической идеи без точных расчетов, интуитивно, поэтому неудивительно, что всего через несколько месяцев после того, как он увидел схему устройства будущей РДС-1, ему пришла идея добавить в урановый контейнер, окружающий плутониевое ядро, слой легких элементов. Это случилось еще осенью 1948 года, до первого испытания. Правда, первоначально предполагалось использовать тяжелую воду — как вещество, содержащее дейтерий в максимально объемной концентрации.
Предложение использовать дейтерид лития вместо дейтериевой воды исходило от В.Л. Гинзбурга, который из-за «погрешностей в анкетных данных» (его жена была осуждена по политической статье и после заключения отбывала ссылку в Горьком) в группу не входил и к большей части атомных секретов допущен не был. У гидрида лития было несколько решающих преимуществ по сравнению с тяжелой водой. Во‑первых, это твердое вещество, что несколько упрощает конструкцию и сильно облегчает эксплуатацию ядерного взрывного устройства. Во‑вторых, из лития при бомбардировке нейтронами получается тритий, который вступает в термоядерную реакцию с дейтерием с выделением большей энергии, чем в чистом дейтерии. В-третьих, литий участвует в замедлении нейтронов (кислород в воде для этого слишком «тяжел»). Поэтому идея была принята с большим энтузиазмом.
Испытания РДС-бс 12 августа 1953 года на Семипалатинском полигоне.
Угадать с первой попытки
Конструкция, позднее получившая название «слойка Сахарова», кажется очевидной, но ведь правильную толщину слоев рассчитать было непросто. Она определяется тем, что дейтерид лития — хороший замедлитель нейтронов, а уран-238 их отражает. Для получения трития больше подходят медленные нейтроны. В итоге вышло, что слоев легких элементов должно быть два, а урана-238 — три. Не все факторы поддавались расчету, пришлось поверить интуиции теоретиков, что перемешивание слоев не будет катастрофическим. А ведь сначала сборку должна была обжать сходящаяся взрывная волна от имплозии обычной взрывчатки, а потом световое давление от рентгена «раздвинет» ее обратно, да еще с такой скоростью, что внешние слои не успеют за внутренними! За счет этого и происходит сжатие термоядерного материала и его адиабатический нагрев. Но после этого, несмотря на продолжающийся с фантастической для химической взрывчатки скоростью разлет бывшей критической сборки, внутри «слойки» еще происходит дополнительное изотермическое сжатие легких элементов за счет ионизации урана-238, поглощающего рентгеновское излучение взорвавшейся атомной «зажигалки». Это неожиданное на первый взгляд явление назвали «сахаризацией». И при продолжающемся разлете еще недавно красивой конструкции из вложенных шариков начнется и столь же быстро кончится пачка термоядерных реакций — из лития-6 нейтроны будут добывать тритий, он будет реагировать с дейтерием, давая новые термоядерные нейтроны, часть из которых пойдет на добычу нового трития, а часть будет делить уран-238, из осколков которого будут вылетать еще нейтроны, и цепь замкнется.
В Саратовском музее истории ядерного оружия баллистический корпус РДС-6с стоит на почетном центральном месте.
Но эта реакция не самоподдерживающаяся, потому что она может происходить только в неравновесном состоянии. Пик выделения энергии занимает доли микросекунды, потом разлет атомов сделает свое дело, расстояния между ними увеличатся настолько, что нейтроны перестанут попадать в свои «цели», и реакция быстро затухнет. Поэтому у «слойки» есть оптимальный размер, и советские физики и оружейники его фактически угадали — с первой попытки. Позднее британцы испытали «слойку» на 720 кт, но КПД у нее был заметно меньше.
Первая «слойка» не была дешевой и удобной. В ней одновременно были использованы все способы увеличения энерговыделения. И внутренний слой дейтерида лития содержал большое количество (порядка сотни граммов) тритида лития, так сказать, для гарантии; поскольку не требовалось получать этот тритий во время взрыва, сильно уменьшалась неопределенность и упрощались расчеты. А численные расчеты тогда приходилось вести вручную, на арифмометрах. Использование трития позволило вдвое уменьшить армию девушек за арифмометрами. Но тритий очень дорог, его получение требует большого расхода урана-235, период полураспада — около 12 лет, и очень «летуч», как и обычный водород.
В двадцать раз сильнее
РДС-6с, несмотря на номер, была лишь четвертым ядерным испытанием в СССР, конструкции с номерами 4 и 5 были испытаны позже. Баллистический корпус этой бомбы выглядит куда более совершенным, чем использованный в РДС-1. Хотя бомба была готова для сброса с самолета, было решено подрывать ее на башне, в центре того же поля, что и РДС-1. Научный руководитель Российского федерального ядерного центра (РФЯЦ) ВНИИЭФ Радий Иванович Илькаев объясняет выбор так: «При сбросе с самолета можно надежно измерить только мощность взрыва, но при всех ранних испытаниях делались еще так называемые физические опыты, для правильной интерпретации результатов которых было важно, чтобы не было отраженной от земли ударной волны — то есть чтобы центр выделения энергии был на той же высоте, что и регистрирующая аппаратура».
К новому испытанию полигон пришлось «чистить» — снять бульдозерами и увезти радиоактивный грунт. Были восстановлены здания, сооружения и наблюдательные пункты. И вот — взрыв! Из-за двадцатикратного увеличения энерговыхода его внешний вид радикально отличался от испытанных раньше атомных зарядов. Без всяких физических опытов было видно, что сооружения, уцелевшие при предыдущих взрывах, разрушены в пыль. Стотонный макет железнодорожного моста отбросило на 200 м. Яркость вспышки ослепляла даже через черные очки.
В официальном сообщении ТАСС говорилось, что «12 августа был испытан один из видов водородной бомбы». Ревнители терминологии говорят, что правильнее считать ее атомной бомбой с термоядерным усилением. Но главная задача была решена успешно: в габаритах и массе РДС-1 создан заряд, имеющий в 20 раз больший энерговыход.
Андрей Сахаров
Рассчитанная мощность нового «изделия» составляла 300+/-100 кт, а в реальности бомба выдала, как говорят ядерщики, «по верхней границе» — все 400 кт. Такая точность — +/-30% — была предметом гордости советских теоретиков, у американцев с вычислением и попаданием в предсказанный диапазон было гораздо хуже. Так, например, у «Майка», первого в мире термоядерного взрыва, расчетный эквивалент составлял 1,5−30 Мт, с наиболее вероятной оценкой в 5 Мт, а измеренный — около 10,4 Мт. Скромные на этом фоне отечественные 400 кт были более актуальным достижением, потому что бомба помещалась в самолет Ту-16 и годилась для боевого применения «хоть завтра». Тем не менее поставить на поток производство таких бомб было невозможно, и на вооружение была принята версия этого заряда, не содержавшая трития, — РДС-27 мощностью 250 кт.
Тогда, в начале 1950-х, «слойка» была запасным вариантом, потому что под вопросом оказалась работоспособность основной схемы термоядерного заряда, РДС-6т, которая в американских материалах называлась «классический Супер». Над ней работал Клаус Фукс, о чем он и сообщил нашим разведчикам, но предупредить, что это тупик, уже не успел — Сахарову пришлось дойти до этого самому. Был и еще один запасной вариант — «просто большая» атомная бомба РДС-7. Она позволяла получить тротиловый эквивалент примерно такой же, как у РДС-6с, без всех новых технологий, но… слегка не помещалась в Ту-16. Точно так же страховались и американцы, взорвав бомбу подобного типа через две недели после первого настоящего термоядерного взрыва «Майк».
www.popmech.ru
Бомба Андрея Сахарова. Cтатьи. Наука и техника
Сергей ЛЕСКОВ
12 августа 1953 года на полигоне в Семипалатинске была испытана первая в мире водородная бомба. Это было четвертое по счету советское испытание ядерного оружия. Мощность бомбы, которая имела секретный код «изделие РДС-6 с», достигла 400 килотонн, в 20 раз больше первых атомных бомб в США и СССР. После испытания Курчатов с глубоким поклоном обратился к 32-летнему Сахарову: «Тебе, спасителю России, спасибо!»
Что лучше – «Би Лайн» или МТС? Один из самых острых вопросов российской повседневности. Полвека назад в узком кругу физиков-ядерщиков столь же остро стоял вопрос: что лучше – атомная бомба или водородная, она же термоядерная? Атомная бомба, которую американцы сделали в 1945 году, а мы – в 1949-м, построена на принципе освобождения колоссальной энергии при разделении тяжелых ядер урана или искусственного плутония. Термоядерная бомба построена на другом принципе: энергия выделяется при слиянии легких изотопов водорода, дейтерия и трития. Материалы на основе легких элементов не имеют критической массы, что было большой конструкционной сложностью в атомной бомбе. Кроме того, при синтезе дейтерия и трития выделяется в 4,2 раза больше энергии, чем при делении ядер такой же массы урана-235. Словом, водородная бомба – гораздо более мощное оружие, чем атомная бомба.
В те годы разрушительная сила водородной бомбы никого из ученых не отпугивала. Мир вступил в эпоху «холодной» войны, в США бушевал маккартизм, в СССР поднялась очередная волна разоблачений. Демарши позволял себе лишь Петр Капица, который не явился даже на торжественное заседание в Академии наук по поводу 70-летия Сталина. Обсуждался вопрос о его исключении из рядов академии, но положение спас президент АН Сергей Вавилов, заметивший, что первым надо исключить писателя-классика Шолохова, который манкирует всеми без исключения заседаниями.
В создании атомной бомбы, как известно, ученым помогли данные разведки. Но водородную бомбу наша агентура чуть не загубила. Добытые у знаменитого Клауса Фукса сведения привели в тупик и американцев, и советских физиков. Группа под командой Зельдовича потеряла 6 лет на проверку ошибочных данных. Разведка предоставила и мнение знаменитого Нильса Бора о нереальности «сверхбомбы». Но в СССР были свои идеи, доказать перспективность которых Сталину и Берии, вовсю «гнавшим» атомную бомбу, было непросто и рискованно. Это обстоятельство нельзя забывать в бесплодных и глупых спорах о том, кто больше потрудился над ядерным оружием – советская разведка или советская наука.
Работа над водородной бомбой стала первой интеллектуальной гонкой в истории человечества. Для создания атомной бомбы было важно, прежде всего, решить инженерные задачи, развернуть масштабные работы на рудниках и комбинатах. Водородная же бомба привела к появлению новых научных направлений – физики высокотемпературной плазмы, физики сверхвысоких плотностей энергии, физики аномальных давлений. Впервые пришлось прибегнуть к помощи математического моделирования. Отставание от США в области компьютеров (за океаном уже были в ходу аппараты фон Неймана) наши ученые компенсировали остроумными вычислительными методами на примитивных арифмометрах.
Словом, это была первая в мире битва умов. И эту битву выиграл СССР. Альтернативную схему водородной бомбы придумал Андрей Сахаров, рядовой сотрудник группы Зельдовича. Еще в 1949 году он предложил оригинальную идею так называемой «слойки», где в качестве эффективного ядерного материала использовался дешевый уран-238, который рассматривался при производстве оружейного урана как мусор. Но если эти «отходы» бомбардируют нейтроны термоядерного синтеза, в 10 раз более энергоемкие, чем нейтроны деления, то уран-238 начинает делиться и стоимость получения каждой килотонны во много раз уменьшается. Явление ионизационного сжатия термоядерного горючего, ставшее основой первой советской водородной бомбы, до сих пор называют «сахаризацией». В качестве горючего Виталий Гинзбург предложил дейтерид лития.
Работы по атомной и водородной бомбе шли параллельно. Еще до испытаний атомной бомбы в 1949 году Вавилов и Харитон информировали Берию о «слойке». После печально знаменитой директивы президента Трумэна в начале 1950 года на заседании Спецкомитета под председательством Берии решено было ускорить работы по сахаровской конструкции с тротиловым эквивалентом 1 мегатонна и сроком испытания в 1954 году.
1 ноября 1952 года на атолле Элугелуб США испытали термоядерное устройство «Майк» с энерговыделением 10 мегатонн, в 500 раз мощнее бомбы, сброшенной на Хиросиму. Однако «Майк» не был бомбой – гигантская конструкция размером с двухэтажный дом. Но мощность взрыва поражала воображение. Поток нейтронов был настолько велик, что удалось открыть два новых элемента – эйнштейний и фермий.
На водородную бомбу бросили все силы. Работу не затормозили ни смерть Сталина, ни арест Берии. Наконец, 12 августа 1953 года в Семипалатинске была испытана первая в мире водородная бомба. Экологические последствия оказались ужасающими. На долю первого взрыва за все время ядерных испытаний в Семипалатинске приходится 82% стронция-90 и 75% цезия-137. Но тогда о радиоактивном заражении, как и вообще об экологии, никто не думал.
Первая водородная бомба послужила причиной бурного развития советской космонавтики. После ядерных испытаний ОКБ Королева получило задание разработать межконтинентальную баллистическую ракету для этого заряда. Эта ракета, названная «семеркой», вывела в космос первый искусственный спутник Земли, на ней стартовал первый космонавт планеты Юрий Гагарин.
6 ноября 1955 года впервые было проведено испытание водородной бомбы, сброшенной с самолета Ту-16. В США сброс водородной бомбы состоялся лишь 21 мая 1956 года. Но оказалось, что первая бомба Андрея Сахарова – тоже тупиковый путь, больше она не испытывалась. Еще раньше – 1 марта 1954-го у атолла Бикини США подорвали заряд неслыханной мощности – 15 мегатонн. В его основу была положена идея Теллера и Улама о сжатии термоядерного узла не механической энергией и нейтронным потоком, а излучением первого взрыва, так называемого инициатора. После испытания, обернувшегося жертвами среди мирного населения, Игорь Тамм потребовал от коллег отказаться от всех прежних идей, даже от национальной гордости «слойки» и найти принципиально новый путь: «Все, что мы делали до сих пор, никому не нужно. Мы безработные. Я уверен, что через несколько месяцев мы достигнем цели».
И уже весной 1954 года советские физики пришли к идее взрывного инициатора. Авторство идеи принадлежит Зельдовичу и Сахарову. 22 ноября 1955 года Ту-16 сбросил над Семипалатинским полигоном бомбу проектной мощности 3,6 мегатонны. Во время этих испытаний были погибшие, радиус разрушений достиг 350 км, пострадал Семипалатинск.
Впереди была гонка ядерных вооружений. Но в 1955 году стало ясно, что СССР достиг ядерного паритета с США.
Ранее опубликовано:
Лесков С. Бомба Андрея Сахарова. Известия науки.
См. также:
Андрей Сахаров (биография нобелевского лауреата). НиТ, 1998.
Дата публикации:
9 августа 2003 года
n-t.ru
Опасная «слойка»: как советская водородная бомба потрясла мир. Технические науки
Технические науки
Опасная «слойка»: как советская водородная бомба потрясла мир
Как советские физики делали водородную бомбу, какие плюсы и минусы несло в себе это страшное оружие, читайте в рубрике «История науки».
После Второй мировой войны говорить о фактическом наступлении мира было еще нельзя – две крупные мировые державы вступили в гонку вооружений. Одной из граней этого конфликта оказалось противостояние СССР и США в создании ядерного оружия. В 1945 году США, первыми негласно вступившие в гонку, сбросили ядерные бомбы на печально известные города Хиросима и Нагасаки. В Советском Союзе тоже велись работы по созданию ядерного оружия, и в 1949 году испытали первую атомную бомбу, рабочим веществом в которой был плутоний. Еще во время ее разработки советская разведка выяснила, что США переключились на разработку более мощной бомбы. Это подтолкнуло СССР заняться изготовлением термоядерного оружия.
Выяснить, каких результатов достигли американцы, разведчики не смогли, да и попытки советских ядерщиков не увенчались успехом. Поэтому было решено создать бомбу, взрыв которой происходил бы за счет синтеза легких ядер, а не деления тяжелых, как в атомной бомбе. Весной 1950 года начались работы над созданием бомбы, получившей в дальнейшем название РДС-6с. В числе ее разработчиков оказался и будущий лауреат Нобелевской премии мира Андрей Сахаров, предложивший идею конструкции заряда еще в 1948 году, но позднее выступавший против ядерных испытаний.
Сахаров предложил покрыть ядро из плутония несколькими слоями легких и тяжелых элементов, а именно ураном и дейтерием – изотопом водорода. Впоследствии, правда, дейтерий предложили заменить на дейтерид лития – это значительно упростило конструкцию заряда и его эксплуатацию. Дополнительным преимуществом было то, что из лития после бомбардировки нейтронами получается еще один изотоп водорода — тритий. Вступая в реакцию с дейтерием, тритий выделяет гораздо больше энергии. К тому же литий еще и замедляет нейтроны лучше. Такая структура бомбы и подарила ей прозвище «Слойка».
Определенная сложность состояла в том, что толщина каждого слоя и их окончательное количество также были очень важны для успешного испытания. По расчетам, от 15% до 20% выделения энергии при взрыве приходилось на термоядерные реакции, а еще 75-80% — на деление ядер урана-235, урана-238 и плутония-239. Предполагалось также, что мощность заряда составит от 200 до 400 килотонн, практический результат оказался на верхней границе прогнозов.
В день Х, 12 августа 1953 года, первую советскую водородную бомбу проверили в действии. Семипалатинский испытательный полигон, на котором произошел взрыв, находился в Восточно-Казахстанской области. Испытанию РДС-6с предшествовала попытка 1949 года (тогда на полигоне провели наземный взрыв бомбы мощностью 22,4 килотонны). Несмотря на изолированное положение полигона, население региона на себе прочувствовало всю прелесть ядерных испытаний. Люди, жившие сравнительно недалеко от полигона на протяжение десятков лет, вплоть до закрытия полигона в 1991 году, подвергались радиационному облучению, а территории за много километров от полигона оказались загрязнены продуктами ядерного распада.
За неделю до испытания РДС-6с, по рассказам очевидцев, военные выдали семьям проживавших неподалеку от полигона деньги и продукты, но никакой эвакуации и информирования о предстоящих событиях не последовало. Радиоактивный грунт с самого полигона увезли, а ближайшие сооружения и наблюдательные пункты восстановили. Водородную бомбу было решено взорвать на поверхности земли, несмотря на то, что конфигурация позволяла сбросить ее с самолета.
Предыдущие испытания атомных зарядов разительно отличались от того, что зафиксировали ядерщики после испытания «слойки Сахарова». Энерговыход бомбы, которую критики называют не термоядерной бомбой, а атомной бомбой с термоядерным усилением, оказался в 20 раз больше, чем у предыдущих зарядов. Это было заметно невооруженным взглядом в солнечных очках: от уцелевших и восстановленных зданий после испытания водородной бомбы осталась только пыль.
США опередили СССР с испытанием термоядерного устройства всего на восемь месяцев, но советские ученые в результате испытания РДС-6с практически догнали американских ядерщиков, точнее, вынудили американских ученых притормозить с внедрением лития как ведущего элемента в термоядерной гонке. Нужно еще отметить, что американцы испытали именно устройство, а не готовую к применению бомбу: РДС-6с была готова к боевому применению. Несмотря на колоссальные экологические последствия в районе Восточного Казахстана один плюс у водородной бомбы все-таки был – риск ядерной войны между сверхдержавами РДС-6с свела к нулю.
Автор: Анастасия Лебедева
МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ
indicator.ru
как в СССР создавали водородную бомбу
«На днях в Советском Союзе в испытательных целях был произведен взрыв одного из видов водородной бомбы. Испытание показало, что мощность водородной бомбы во много раз превосходит мощность атомных бомб», — такое сообщение 20 августа 1953 года появилось в «Правде».
Был конец лета, советские люди были заняты своей повседневной жизнью — прошло всего несколько месяцев со дня смерти Иосифа Сталина, страна вступала в новую послесталинскую эпоху. Однако военное противостояние между бывшими союзниками — СССР и США — не прекратилось, а вспыхнуло с новой силой. Мир ожидал новой войны, возможно, более страшной, чем предыдущие, и новое грозное оружие должно было — так, по крайней мере, надеялись ее создатели — сохранить мир.
Новое оружие — водородная бомба, над которой трудились выдающиеся советские ученые-физики. Она была названа РДС-6. Страна овладела военными технологиями, которые еще совсем недавно казались немыслимыми.
Успех в создании водородной бомбы последовал за успехом в создании атомной — ее испытание прошло в СССР в 1949 году. Но останавливаться было нельзя — спустя год президент США Гарри Трумэн подписал меморандум о создании более мощного и совершенного оружия.
О том, что бывшие союзники ведут работу над термоядерной программой, в СССР узнали из разных источников: намеки на это появлялись как в открытой печати, так и подтверждались данными разведки. Правда, когда один из советских физиков спросил о «сверхбомбе», у датского физика Нильса Бора, он, казалось, не сразу понял, о чем идет речь, и предположил, что создание бомбы из «нового вещества» кажется ему «нереальным».
При этом в СССР думали иначе — в конце 1945 года после войны коллектив ученых под руководством выдающегося физика Якова Зельдовича написал первые предложения по термоядерной тематике. Эта тема интересовала и молодого физика Андрея Сахарова, который в 1948 году выполнил свою первую работу по исследованию термоядерного синтеза.
В этом же году Сахаров приходит в своих изысканиях к первым революционным идеям, которые впоследствии станут основой для создания водородной бомбы.
Речь шла о знаменитой «слойке Сахарова», где в качестве одного из основных материалов для бомбы использовался дешевый уран 238. Основным источником энерговыделения в «слойке» стал процесс деления ядер U-238 термоядерными нейтронами, писали ученые.
Об предложениях Сахарова было доложено главному политическому куратору советского атомного проекта Лаврентию Берия. Тот идею одобрил, так как ученые весьма наглядно объяснили ему принцип работы «слойки». В 1950 году Сахаров начал работать в коллективе физика Игоря Тамма над созданием первой советской «сверхбомбы».
Работы шли ускоренными темпами, о чем свидетельствуют постоянные отчеты ученых своему грозному куратору Берии. В ноябре 1952 года собственную водородную бомбу испытали США — ее мощность в 1000 раз превосходила мощь бомбы, сброшенной на Хиросиму. Однако несмотря на это, американская бомба была бесполезна в качестве боевого оружия — она не годилась для транспортировки, так как обладала огромным весом.
Вместе с тем американские испытания обеспокоили Сталина, который проявлял к работе над РДС-6 активный интерес — по иронии судьбы первые испытания бомбы должны были состоятся в марте 1953 года, именно этот месяц стал последним для советского лидера.
«Для всех людей на земле это был год смерти Сталина и последовавших за ней важных событий, приведших к большим изменениям в нашей стране и во всем мире. Для нас на объекте это также был год завершения подготовки к первому термоядерному испытанию и самого испытания», — писал в своих воспоминаниях сам Сахаров.
В июне 1953 года Берия, власть которого после смерти Сталина только окрепла, подписал постановление о программе испытаний РДС-6.
А незадолго до них в «Правде» появилось заявление правительства СССР, которое на современном языке можно вполне назвать «троллингом»: «Правительство считает необходимым доложить Верховному Совету, что Соединенные Штаты не являются монополистами и в производстве водородной бомбы».
Испытания бомбы прошли на Семипалатинском полигоне — он состоялся в 7 часов 30 минут — мощный взрыв оглушительной силы был слышен за много километров. «Я сорвал очки и, хотя меня ослепила смена темноты на свет, успел увидеть расширяющееся огромное облако, под которым растекалась багровая пыль. Затем облако, ставшее серым, стало быстро отделяться от земли и подыматься вверх, клубясь и сверкая оранжевыми проблесками. Постепенно оно образовало как бы «шляпку гриба». С землей его соединяла «ножка гриба», неправдоподобно толстая по сравнению с тем, что мы привыкли видеть на фотографиях обычных атомных взрывов», — так описывает этот страшный и грандиозный одновременно момент в своих воспоминаниях академик Сахаров.
Многие годы спустя Сахаров станет одним из символов диссидентского движения в СССР и на долгие годы отправится в ссылку в Горький.
Однако, критикуя действия Политбюро и с рассуждая о проблемах советской системы, он всегда будет считать, что поступил правильно, когда стал одним из главных отцов водородной бомбы:
«Сегодня термоядерное оружие ни разу не применялось против людей на войне. Моя самая страстная мечта (глубже чего-либо еще) — чтобы это никогда не произошло, чтобы термоядерное оружие сдерживало войну, но никогда не применялось».
www.globalwarnews.ru
6 | MilitaryRussia.Ru — отечественная военная техника (после 1945г.)
ДАННЫЕ НА 2017 г. (стандартное пополнение)РДС-6
РДС-6т
РДС-6с
Первый в мире боевой термоядерный заряд / бомба с термоядерным зарядом. Разработан КБ-11 (ныне — ВНИИЭФ, г.Саров), начальники теоретических секторов разработки — Я.Б.Зельдович (РДС-6т) и А.Д.Сахаров (РДС-6с), главный конструктор и научный руководитель КБ-11 — Ю.Б.Харитон.
В 1945 г. И.В.Курчатов по каналам разведки получил информацию об исследованиях по термоядерной проблеме, ведущихся в США, которые были начаты в 1942 г. по инициативе Эдварда Теллера. Его идеи обсуждались с ведущими участниками «Манхэттенского проекта» и сложились в целостную концепцию к концу 1945 г. По данной концепции водородная бомба называлась «Классическим супером». По заданию И.В.Курчатова в декабре 1945 г. группа советских физиков под руководством Ю.Б.Харитона выполнила предварительный анализ возможностей создания термоядерного оружия. О результатах этой работы 17 декабря 1945 г. Я.Б.Зельдович доложил техническому совету при Спецкомитете. Далее группа из Института Химфизики АН СССР (Я.Б.Зельдович, А.С.Компанеец и С.П.Дьяков) начала исследования одного из возможных вариантов развития термоядерной реакции. Этот вариант (РДС-6т, «труба») был выбран на основе данных разведки. Поступающая информация о «сверхбомбе» не могла не вызвать серьёзную озабоченность у руководства СССР (ист. — Веселовский).
С 1946 г. группа Я.Б.Зельдовича (А.С.Компанеец и С.П.Дьяков) из Института химической физики проводила расчеты термоядерной детонации дейтерия. 23 апреля 1948 г. Л.П.Берия поручил Б.Л.Ванникову, И.В.Курчатову и Ю.Б.Харитону проанализировать материалы разведки по системе Фукса-фон Неймана, переданные Клаусом Фуксом. Заключение по материалам было представлено 5 мая 1948 г. Постановлением Совмина СССР от 10.06.1948 г. было задано создание атомных бомб РДС-2, РДС-3, РДС-4, РДС-5 и водородной бомбы РДС-6 (ист. — Андрюшин). 8 февраля 1948 г. было принято Постановление СМ СССР «О работе КБ-11», в котором предусматривалось командирование Я.Б.Зельдовича на «объект». Появление информации от К.Фукса заставило форсировать эти работы (ист. — Веселовский).
На основе экспертизы Б.Л.Ванникова, И.В.Курчатова и Ю.Б.Харитона И.В.Сталин утвердил 10 июня 1948 г. мероприятия, призванные в течение года дать заключение о реальности создания водородной бомбы. В Физическом институте им. П.Н.Лебедева АН СССР была создана группа теоретиков под руководством И.Е.Тамма, куда вошли А.Д.Сахаров, В.Л.Гинзбург, Ю.А.Романов, С.З.Беленький и Е.С.Фрадкин (ист. — Веселовский). Осенью 1948 г. А.Д. Сахаров независимо от Эдварда Теллера приходит к идее гетерогенной схемы с чередующимися слоями из дейтерия и U-238 («слойка»). Лежащий в ее основе принцип ионизационного сжатия термоядерного горючего называют “сахаризацией” (“первая идея”). В конце 1948 г. В.Л.Гинзбург предложил использовать в качестве термоядерного горючего дейтирид лития 6 («вторая идея»). По указанию Б.Л. Ванникова 8 мая 1949 г. Ю.Б.Харитон подготовил заключение, отметив, что основная идея предложения А.Д.Сахарова «чрезвычайно остроумна и физически наглядна» и поддержал работы по «слойке» (ист. — Андрюшин И.А., Илькаев Р.И….).
26 февраля 1950 г. вышло Постановление Совмина СССР №827-303сс/оп «О работах по созданию РДС-6» (ист. — Гончаров Г.А…). Которое обязывало Первое главное управление (ПГУ), Лабораторию № 2 АН СССР и КБ-11 провести расчетно-теоретические, экспериментальные и конструкторские работы по созданию изделия РДС-6с («Слойка») и РДС-6т («Труба»). В первую очередь должно было быть создано изделие РДС-6с с тротиловым эквивалентом 1 млн т. и с массой до 5 т. Постановление предусматривало использование трития не только в конструкции РДС-6т, но и в конструкции РДС-6с. Был установлен срок изготовления 1-го экземпляра изделия РДС-6с — 1954 г. Научным руководителем работ по созданию изделий РДС-6с и РДС-6т был назначен Ю.Б. Харитон, его заместителями И.Е.Тамм (РДС-6с) и Я.Б.Зельдович (РДС-6т). В части, касающейся РДС-6с, постановление обязывало изготовить к 1 мая 1952 года модель изделия РДС-6с с малым количеством трития и провести в июне 1952 года полигонное испытание этой модели для проверки и уточнения теоретических и экспериментальных основ РДС-6с. К октябрю 1952 года должны были быть представлены предложения по конструкции полномасштабного изделия РДС-6с. Постановление предписывало создать в КБ-11 расчетно-теоретическую группу для работ по РДС-6с под руководством И.Е.Тамма (ист. — Андрюшин И.А., Илькаев Р.И….).
В тот же день вышло и Постановление Совмина СССР № 828-304 «Об организации производства трития». Вскоре были приняты Постановления Совмина СССР об организации производства дейтерида лития-6 и строительство специализированного реактора по наработке трития (ист. — Андрюшин И.А., Илькаев Р.И….).
Начата разработка технологий и строительство производственных мощностей. В отличие от американцев советские ученые и конструкторы решали при создании первого водородного заряда (РДС-бс) сразу все три главные задачи:
— проверка работоспособности физической схемы заряда.
— создание образца в конструктивном оформлении, полностью совместимом со средствами доставки — авиационной бомбой.
— испытательный образец заряда изготовлялся с учетом его дальнейшего серийного производства.
Все элементы заряда были отработаны к апрелю 1953 г. Отчет с расчетно-теоретическим обоснованием работы изделия РДС-6с был выпущен 15 июля 1953 г. Отчет подписан И.Е.Таммом, Я.Б.Зельдовичем, А.Д.Сахаровым. Отчет озаглавлен «Модель изделия РДС-6 с», хотя в тексте речь идет о полноценном изделии РДС-6с и испытываемая модель «ничем не отличается от боевого изделия», кроме большей массы активных материалов в боевом изделии. Авторы разработки четко обозначили, что «изделие РДС-6с представляет собой водородную атомную бомбу». Расчетную мощность изделия авторы оценили в 300+100 кт тротилового эквивалента (ист. — Андрюшин И.А., Илькаев Р.И….).
Руководил испытаниями И.В.Курчатов. К работам на полигоне были привлечены академик И.В.Курчатов, Министр среднего машиностроения В.А.Малышев, зам. министра обороны СССР Маршал Советского Союза А.М.Василевский, зам. министра МСМ А.П.Завенягин, директор ИПМ академик М.В.Келдыш, академик Н.Н.Боголюбов, академик М.А.Лаврентьев, директор Института хим. физики РАН академик Н.Н.Семенов, член-корреспондент РАН И.Е.Тамм, Б.С. Джелепов, В.П.Джелепов, А.Д.Сахаров, член-корреспондент РАН Я.Б.Зельдович, начальник 6 ГО МО В.А.Болятко, командир полигона А.В.Енько, Б.М.Малютов, зам.министра здравоохранения А.И. Бурназян, С.Л.Давыдов, начальник 5 ГУ В.И.Алферов; главный конструктор научный руководитель член корреспондент АН Ю.Б. Харитон. За три недели до испытаний молодой сотрудник КБ-11 В.Ю.Гаврилов обратил внимание на то, что в результате наземного взрыва РДС-6с будут загрязнены за счет радиоактивных выпадений значительные территории, где проживает граж- данское население. На государственном уровне были приняты меры по срочному отселению 12794 человек и было вывезено 393040 голов скота (ист. — Андрюшин И.А., Илькаев Р.И….).
Первое испытание заряда РДС-6с проведено на опытном поле П-1 Семипалатинского полигона 12 августа 1953 г. Заряд располагалась на высоте 30 м в 40-метровой вышке.
15 декабря 1953 г. на совещении у главного конструктора принято решение продолжать работы по наращиванию мощности изделий типа РДС-6с.
В 1954 г. стало ясно, что создание заряда РДС-6с не решает полностью проблемы создания термоядерной бомбы мощностью в несколько мегатонн. Со второй половины 1954 г. работы над новой схемой двухступенчатого термоядерного заряда (РДС-37), становится приоритетной.
Испытания корпуса авиационной бомбы для заряда РДС-6с завершено в первой половине 1954 г. и если изделия поступали на хранение, то в корпусе авиационной бомбы это произошло в период между февралем и июнем 1954 г. Данных о принятии бомбы на вооружение у нас нет.
25 августа 1953 г. Министру среднего машиностроения В.А.Малышеву были направлены списки работников КБ-11, представленных к награждению в связи с созданием РДС-6с. Всего 753 человека.
Звания Героя Социалистического Труда были удостоены 10 сотрудников КБ-11:
— Боболев Василий Константинович
— Гречишников Владимир Федорович
— Давиденко Виктор Александрович
— Духов Николай Леонидович
— Забабахин Евгений Иванович
— Зельдович Яков Борисович
— Сахаров Андрей Дмитриевич
— Тамм Игорь Евгеньевич
— Харитон Юлий Борисович
— Щелкин Кирилл Иванович
К награждению орденом Ленина было представлено 19 человек, орденом Трудового Красного Знамени 127 человек, орденом Красной Звезды 6 человек, орденом «Знак Почета» 104 человека, медалью «За трудовую доблесть» 323 человека, медалью «За трудовое отличие» 177 человек. Эти награды сотрудники КБ-11 получили по Указам Президиума Верховного Совета СССР от 21 августа, 24 и 31 декабря 1953 г. и 4 января 1954 г. Всего к награждению Сталинской премией трех степеней по КБ-11 было представлено 100 человек. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 4 января 1954 г. коллектив КБ-11 был награжден орденом Ленина. (ист. — Андрюшин И.А., Илькаев Р.И….).
Конструкция выполнена в корпусе авиационной бомбы. Корпус бомбы испытан в первой половине 1954 г. и в испытаниях 12.08.1953 г. не участвовал. Специально для бомбы с зарядом РДС-6с НИИ парашютно-десантного снаряжения был разработан парашют ПГ-4083.
Бомба с зарядом РДС-6с в Музее РФЯЦ-ВНИИЭФ, г.Саров (http://vpk-news.ru/).
ТТХ бомбы:
Мощность взрыва:
— расчетная — 400 кт
— расчетная боевого изделия — 1 Мт
— реальная — 400 кт ± 50 кт (12.08.1953 г.)
Тип заряда: термоядерный, одноступенчатый, тип — «слойка». В модели бомбы, которая была испытана 12.08.1953 г. было использовано меньшее количество трития и урана-235.
Рабочее вещество «слойки» — дейтерий / дейтерид лития-6 (ист. — Гончаров Г.А…), который при захвате нейтронов образует тритий и уран-235 (U-235)
Масса ВВ U-235 — оценочно 55 кг (боевой вариант заряда РДС-6с)
Модификации:
РЛС-6т — проект термоядерного устройства типа «труба». Проработка проекта велась группой Я.Б.Зельдовича. Проект не реализован (ист.- Андрюшин…). В феврале 1954 г. на совещании у министра среднего машиностроения В.А.Малышева было принято решение о прекращении на объекте Арзамас-16 работ по детонации дейтерия — т.е. по заряду РДС-6т.
РЛС-6с — проект термоядерного устройства «слоеной» конструкции. Проработка проекта велась группой А.Д.Сахарова. Проект был реализован и послужил основой для начала работ над двухступенчатым термоядерным зарядом РДС-37.
РДС-6СД — доработанный вариант РДС-6с — типа заряда «слойка». Работы по заряду были продолжены в 1954-1955 г.г.
РДС-27 — дальнейшее развитие схемы «слойка», бомба с зарядом испытана на Семипалатинском полигоне 06.11.1955 г. После успешного испытания двухступенчатого заряда РДС-37 22.11.1955 г. работы над зарядами выполненными по схеме «слойка» были прекращены.
Статус: СССР
— 1953 г. 06 августа — на сессии Верховного Совета СССР выступил Председатель Совета Министров СССР Г.М.Маленков. В своем докладе о текущем моменте он, в частности, сказал: «Американские империалисты пугают нас сверхоружием — водородной бомбой. Но нас не следует пугать, мы не только знаем секрет водородной бомбы, но и создали ее».
— 1953 г. 12 августа — первое испытания заряда РДС-6с на Семипалатинском полигоне. Руководитель полигонного испытания — К.И.Щеокин, научный руководитель — И.В.Курчатов. После термоядерного взрыва в августе 1953 года образовалась большая воронка и возникло сильное радиоактивное загрязнение территории площадки П-1, что исключило возможность дальнейшего использования большинства построенных на ней приборных сооружений (ист. — Том II).
Общий вид центральной части опытного поля перед испытанием первого термоядерного заряда РДС–6с. Семипалатинский полигон (фото — архив Минатома, http://wsyachina.narod.ru/).
Взрыв устройства РДС-6с на Семипалатинском полигоне. Разные моменты взрыва. 12.08.1953 г. (фото — архив Минатома, http://wsyachina.narod.ru/).
Источники:
Андрюшин И.А., Илькаев Р.И., Чернышев А.К. К 60-летию испытания первой отечественной термоядерной бомбы. атомная стратегия. №80, июль 2013 г.
Андрюшин И.А., Чернышев А.К., Юдин Ю.А. Укрощение ядра. г.Саров, 2003 г.
Веселовский А.В. 65 лет славной истории — залог стабильности и успеха. // ПРоАтом. 2011 г. (источник).
Гончаров Г.А. Необычайный по красоте физический принцип конструирования термоядерных зарядов. РФЯЦ, ноябрь 2005 г.
Испытания первых термоядерных зарядов РДС–6с и РДС–37. 2014 г. (источник).
Ядерные испытания в СССР. Том I. г. Саров. РФЯЦ-ВНИИЭФ (источник).
Ядерные испытания в СССР. Том II. г. Саров. РФЯЦ-ВНИИЭФ (источник).
militaryrussia.ru
Первая советская водородная бомба — РИА Новости, 12.08.2013
10:0112.08.2013
(обновлено: 11:48 12.08.2013)
28702174
12 августа 1953 года на Семипалатинском полигоне состоялось испытание первой советской водородной бомбы.
12 августа 1953 года в 7.30 утра на Семипалатинском полигоне была испытана первая советская водородная бомба, которая имела служебное название «Изделие РДС‑6c». Это было четвертое по счету советское испытание ядерного оружия.
Начало первых работ по термоядерной программе в СССР относится ещё к 1945 году. Тогда была получена информация об исследованиях, ведущихся в США над термоядерной проблемой. Они были начаты по инициативе американского физика Эдварда Теллера в 1942 году. За основу была взята теллеровская концепция термоядерного оружия, получившая в кругах советских ученых‑ядерщиков название «труба» ‑ цилиндрический контейнер с жидким дейтерием, который должен был нагреваться от взрыва инициирующего устройства типа обычной атомной бомбы. Только в 1950 году американцы установили, что «труба» бесперспективна, и они продолжили разработку других конструкций. Но к этому времени советскими физиками уже была самостоятельно разработана другая концепция термоядерного оружия, которая вскоре ‑ в 1953 году ‑ привела к успеху.
Альтернативную схему водородной бомбы придумал Андрей Сахаров. В основу бомбы им была положена идея «слойки» и применения дейтерида лития‑6. Разработанный в КБ‑11 (сегодня это город Саров, бывший Арзамас‑16, Нижегородская область) термоядерный заряд РДС‑6с представлял собой сферическую систему из слоев урана и термоядерного горючего, окруженных химическим взрывчатым веществом.
Для увеличения энерговыделения заряда в его конструкции был использован тритий. Основная задача при создании подобного оружия заключалась в том, чтобы с помощью энергии, выделенной при взрыве атомной бомбы, нагреть и поджечь тяжелый водород — дейтерий, осуществить термоядерные реакции с выделением энергии, способные сами себя поддерживать. Для увеличения доли «сгоревшего» дейтерия Сахаров предложил окружить дейтерий оболочкой из обычного природного урана, который должен был замедлить разлет и, главное, существенно повысить плотность дейтерия. Явление ионизационного сжатия термоядерного горючего, ставшее основой первой советской водородной бомбы, до сих пор называют «сахаризацией».По результатам работ над первой водородной бомбой Андрей Сахаров получил звание Героя Соцтруда и лауреата Сталинской премии.
«Изделие РДС‑6с» было выполнено в виде транспортабельной бомбы весом 7 тонн, которая помещалась в бомбовом люке бомбардировщика Ту‑16. Для сравнения — бомба, созданная американцами, весила 54 тонн и была размером с трехэтажный дом.
Ваш браузер не поддерживает данный формат видео.
Вконтакте
Одноклассники
Viber
Telegram
История советского ядерного полигона под Семипалатинском. Видеоархив
Чтобы оценить разрушительные воздействия новой бомбы, на Семипалатинском полигоне построили город из промышленных и административных зданий. В общей сложности на поле имелось 190 различных сооружений. В этом испытании впервые были применены вакуумные заборники радиохимических проб, автоматически открывавшиеся под действием ударной волны. Всего к испытаниям РДС‑6с было подготовлено 500 различных измерительных, регистрирующих и киносъемочных приборов, установленных в подземных казематах и прочных наземных сооружениях. Авиационно‑техническое обеспечение испытаний — измерение давления ударной волны на самолет, находящийся в воздухе в момент взрыва изделия, забор проб воздуха из радиоактивного облака, аэрофотосъемка района осуществлялось специальной летной частью. Подрыв бомбы осуществлялся дистанционно, подачей сигнала с пульта, который находился в бункере.
Было решено произвести взрыв на стальной башне высотой 40 метров, заряд был расположен на высоте 30 метров. Радиоактивный грунт от прошлых испытаний был удален на безопасное расстояние, специальные сооружения были отстроены на своих же местах на старых фундаментах, в 5 метрах от башни был сооружен бункер для установки разработанной в ИХФ АН СССР аппаратуры, регистрирующей термоядерные процессы.
На поле установили военную технику всех родов войск. В ходе испытаний были уничтожены все опытные сооружения в радиусе до четырех километров. Взрыв водородной бомбы мог бы полностью разрушить город в 8 километров в поперечнике. Экологические последствия взрыва оказались ужасающими: на долю первого взрыва приходится 82% стронция‑90 и 75% цезия‑137.
Мощность бомбы достигла 400 килотонн, в 20 раз больше первых атомных бомб в США и СССР.
Уничтожение последнего ядерного заряда в Семипалатинске. СправкаРабота по созданию водородной бомбы стала первой в мире интеллектуальной «битвой умов» поистине мирового масштаба. Создание водородной бомбы инициировало появление совершенно новых научных направлений — физики высокотемпературной плазмы, физики сверхвысоких плотностей энергии, физики аномальных давлений. Впервые в истории человечества было масштабно использовано математическое моделирование.Работы по «изделию РДС‑6с» создали научно‑технический задел, который затем был использован в разработке несравнимо более совершенной водородной бомбы принципиально нового типа — водородной бомбы двухстадийной конструкции.
Водородная бомба сахаровской конструкции не только стала серьезным контраргументом в политическом противостоянии между США и СССР, но и послужила причиной бурного развития советской космонавтики тех лет. Именно после успешных ядерных испытаний ОКБ Королева получило важное правительственное задание разработать межконтинентальную баллистическую ракету для доставки к цели созданного заряда. В дальнейшем ракета, получившая название «семерка», вывела в космос первый искусственный спутник Земли, и именно на ней стартовал первый космонавт планеты Юрий Гагарин.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
ria.ru
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2011 — 2018 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
www.rulit.me