Дубна и водородная бомба

ГлобусДубны     241     вс, 12.08.2018 - 08:34

65 лет назад, 12 августа 1953 года, прошло успешное испытание первого советского термоядерного заряда, в разработке которого принимали активное участие ученые и специалисты Гидротехнической лаборатории АН СССР (ныне ОИЯИ, Дубна)

Руководство СССР уже в 1945 году, благодаря данным разведки и публикациям в американской печати, знало, что США, создавшие собственную атомную бомбу, ведут работы по изучению возможности создания гораздо более мощной термоядерной "супербомбы". Руководители советского Атомного проекта поручили ряду ученых Института химической физики Академии наук под руководством выдающегося ученого Якова Зельдовича провести теоретические исследования в области термоядерного синтеза легких элементов.

А летом 1948 года советское правительство, принимая во внимание новые разведывательные материалы, указывавшие на продвижение в США исследований по "супербомбе", приняло постановление об организации в первом советском ядерном центре КБ-11 в Сарове (ныне Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики "Росатома") работ по проверке возможности создания водородной бомбы. Этим работам был присвоен условный индекс РДС-6 (от "реактивный двигатель специальный" – таким, в целях соблюдения секретности, было тогда обозначение советских ядерных зарядов). Постановление предписывало выполнить работы по водородной бомбе с привлечением группы сотрудников Физического института Академии наук СССР (ФИАН). Руководил этой группой выдающийся физик Игорь Тамм, а в число ее участников входили талантливые молодые ученые Андрей Сахаров и Виталий Гинзбург (все трое позже стали нобелевскими лауреатами).

Приоритетом в тот момент было создание первого советского атомного заряда (его испытание успешно прошло 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне). Тем не менее, в январе 1949 года Сахаров предложил собственную оригинальную идею поместить термоядерную "взрывчатку" – дейтерий и уран-238 чередующимися концентрическими слоями поверх атомного заряда, который играл роль запала для всей конструкции. Предполагалось, что сверхбыстрые нейтроны, которые выделялись бы при слиянии ядер дейтерия, приводили бы к делению ядер урана-238, что повышало бы мощность взрыва всей конструкции. Эта схема получила название "слойка", что нашло отражение в обозначении будущего заряда (или, как говорят атомщики, "изделия") — РДС-6с.

Но в каком виде помещать в "слойку" дейтерий? В жидком состоянии, в составе тяжелой воды D2O, это было бы очень неудобно. Выход был найден почти сразу, и ключевой стала идея Гинзбурга об использовании дейтерия в составе твердого вещества дейтерида лития-6. Но крайне важная ценность этой идеи была в том, что такой подход позволял "наработать" из лития-6 путем облучения нейтронами после взрыва атомного "запала" другое термоядерное "горючее" – тритий, который вступал тут же в реакцию синтеза с дейтерием, что еще больше увеличило мощность взрыва. Сами ученые неофициально окрестили предложенную Гинзбургом "начинку" "Лидочкой" – по химическому обозначению дейтерида лития LiD.

Для создания заряда РДС-6с пришлось выполнить большой объем теоретических и экспериментальных исследований, для которых руководство страны создавало все необходимые условия. Так, наиболее обширные работы по изучению параметров реакции слияния ядер дейтерия и трития проходили в ФИАН в лаборатории будущего нобелевского лауреата Ильи Франка. Особенности реакций деления урана-238 под воздействием термоядерных нейтронов исследовались в ФИАН, Институте химической физики, а также в Лаборатории измерительных приборов (ныне национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"), в Гидротехнической лаборатории Академии наук (один из предшественников нынешнего Объединенного института ядерных исследований в Дубне) и в КБ-11. Огромную роль сыграли и расчеты, выполненные и в Институте физических проблем АН СССР под руководством также будущего нобелиата Льва Ландау, и в Теплотехнической лаборатории Академии наук (ныне Институт теоретической и экспериментальной физики, входящий в состав Курчатовского института).

Отчет по РДС-6с был сдан в июне 1953 года. Примечательно, что заряд был разработан сразу в транспортабельном варианте, пригодном к использованию в авиационной бомбе. И это был первый в мире образец реального боевого термоядерного устройства.

На Семипалатинском полигоне 12 августа прошло успешное испытание РДС-6с. Чтобы провести исследования процессов, возникающих при взрыве, было решено разместить заряд на вышке, а не сбрасывать с самолета. Мощность взрыва составила 400 килотонн в тротиловом эквиваленте, что примерно в 20 раз превысило мощность первого советского атомного заряда.

Работы по РДС-6с создали научно-технический задел, который обеспечил дальнейший прогресс в развитии советской ядерной оружейной программы и достижение паритета с США. Идеи, использованные в проекте РДС-6с, затем были применены при создании водородной бомбы нового типа РДС-37, основанной на принципе, который лег в основу создания последующих советских термоядерных зарядов.


Термоядерное оружие основано на использовании гигантского количества энергии, выделяющейся в процессе слияния ядер легких изотопов водорода — дейтерия и трития (отсюда — водородная бомба). Но это возможно лишь при температурах в десятки и сотни миллионов градусов (отсюда другое распространенное название этого вида оружия — термоядерное) и давлении в сотни миллионов атмосфер. Поэтому термоядерную реакцию в водородной бомбе "зажигает" атомный заряд, в котором используется энергия деления атомных ядер.