Наука и технологии 12 Августа 2020

От «слойки» до «кузькиной матери»

12 августа 1953 года в СССР было проведено первое в мире испытание водородной бомбы
От «слойки» до «кузькиной матери»
Академик Андрей Сахаров
culture.ru/

12 августа 1953 года в СССР по схеме, предложенной Андреем Сахаровым и названной у нас «слойкой», был успешно испытан первый в мире реальный водородный заряд. Фактически первая водородная бомба. В качестве термоядерного горючего в этом заряде по предложению Виталия Гинзбурга был использован литий в виде твердого химического соединения, что заметно повышало мощность заряда.

Испытанный в СССР термоядерный заряд был сразу готов к применению в качестве транспортабельной бомбы, то есть представлял собой первый образец водородного оружия. Этот заряд имел несколько больший вес и те же габариты, что и первая советская атомная бомба, испытанная в 1949-м, но в 20 раз превышал ее по мощности. Мощность взрыва 12 августа 1953 года составила около 400 килотонн. Существенно, что вклад собственно термоядерных реакций в полную величину мощности приближался к 15–20%.

Этот эксперимент стал выдающимся достижением наших физиков, в первую очередь Сахарова и Гинзбурга. Нельзя не отметить и роль Игоря Тамма, до 1954 года возглавлявшего коллектив физиков-теоретиков, которые работали по этому направлению.

magnifier.png Испытанный в СССР термоядерный заряд был сразу готов к применению в качестве транспортабельной бомбы, то есть представлял собой первый образец водородного оружия

Истории создания советского термоядерного оружия предшествует одно важное событие, которое следует рассматривать как начало советских усилий по созданию водородной бомбы.

Еще в 1946 году Исай Гуревич, Яков Зельдович, Исаак Померанчук и Юлий Харитон передали Игорю Курчатову совместное предложение, что удивительно, в форме открытого отчета. Научный отчет четырех авторов был отпечатан на машинке как несекретный документ, никогда не был засекречен и до сих пор хранится в открытых фондах архива Курчатовского института. Суть их предложения заключалась в использовании атомного взрыва в качестве детонатора для обеспечения взрывной реакции в дейтерии. Другими словами, авторы представили первые в СССР оценки возможности осуществления термоядерного взрыва.

По воспоминаниям Гуревича, дейтерий в реакции с легкими ядрами интересовал его и Померанчука в качестве источника энергии звезд. Они обсуждали эту проблему с Зельдовичем и Харитоном, которые, в свою очередь, увидели, что термоядерный синтез легких ядер может оказаться осуществимым в земных условиях, если разогреть дейтерий ударной волной, инициированной атомным взрывом.

Любопытно, что практически в то же время, в апреле 1946-го, на секретном совещании в Лос-Аламосской лаборатории, в котором участвовал советский разведчик Клаус Фукс, обсуждались итоги американских работ по водородной бомбе, проводимых с 1942 года. Через какое-то время после совещания Фукс передал материалы, связанные с этими работами, представителям советской разведки. Единственный вариант, который рассматривался американцами в то время, названный «трубой», четыре года спустя, в 1950-м, сами американские физики признали ошибочным.

magnifier.png Суть предложения заключалась в использовании атомного взрыва в качестве детонатора для обеспечения взрывной реакции в дейтерии. Другими словами, авторы представили первые в СССР оценки возможности осуществления термоядерного взрыва

Наши физики — авторы отчета не только не были в курсе американских разработок, но и предложили свое оригинальное решение. Как рассказывает в своих воспоминаниях Исай Гуревич, «мы ничего не знали об американских разработках. Вы понимаете, какие были бы грифы секретности на этом предложении и за сколькими печатями оно должно было бы храниться в противном случае… Я думаю, что от нас тогда просто отмахнулись. Сталин и Берия вовсю гнали создание атомной бомбы. У нас же к тому времени еще не был запущен экспериментальный реактор, а тут ученые “мудрецы” лезут с новыми проектами, которые еще неизвестно, можно ли будет осуществить».



Но в июне 1948-го под влиянием сообщений разведки о работах в США над «сверхоружием» в ФИАНе постановлением правительства была создана специальная группа под руководством Игоря Тамма, в которую был включен Андрей Сахаров. Ее задачей было выяснить возможности создания водородной бомбы. И, как вспоминал входивший в группу Юрий Романов, «уже через пару месяцев Андреем Дмитриевичем были высказаны основополагающие идеи, определившие дальнейшее развитие всей проблемы. В качестве горючего для термоядерного устройства Сахаров предложил гетерогенную конструкцию из чередующихся слоев легкого вещества (дейтерий, тритий и их химические соединения) и тяжелого (238U), названную им “слойкой”».

Именно “слойка”, как было сказано выше, и была успешно реализована в советском испытании термоядерного заряда. Но до 1954 года параллельно советские физики вели работы и по «трубе».

magnifier.png «Мы ничего не знали об американских разработках. Вы понимаете, какие были бы грифы секретности на этом предложении и за сколькими печатями оно должно было бы храниться в противном случае… Я думаю, что от нас тогда просто отмахнулись. Сталин и Берия вовсю гнали создание атомной бомбы…»

Хотя испытания 1953 года были удачными и советские ученые опередили американцев: у нас взорвали фактически уже готовую бомбу, а американцы к тому времени взрывали, если так можно выразиться, опытные образцы, наши физики понимали (и дальнейшее развитие событий это показало), что ни «слойка», ни, тем более, «труба» не давали возможности в полной мере использовать энергию атомного взрыва для обеспечения наибольшей плотности термоядерного горючего водородной бомбы.

К тому времени появились идеи об использовании атомного взрыва для сжатия термоядерного горючего и его поджига, которые настойчиво пропагандировал Виктор Давиденко, руководитель экспериментального ядерно-физического подразделения института в Сарове, настойчиво требовавший от Зельдовича и Сахарова, чтобы они вплотную занялись «атомным обжатием» (АО). И 14 января 1954 года Зельдович написал записку Харитону, сопроводив ее поясняющей схемой: «В настоящей записке сообщаются предварительная схема устройства для АО сверхизделия и оценочные расчеты ее действия. Применение АО было предложено В. А. Давиденко».

Но первым толчком для перехода от рассуждений о сжатии термоядерного горючего атомным взрывом к конкретной работе послужило требование заместителя министра среднего машиностроения Авраамия Завенягина, который был в курсе обсуждавшихся теоретиками идей о том, что следует попробовать обжимать термоядерное горючее с помощью атомного взрыва так же, как и обычной взрывчаткой.

Ключевые идеи для реализации новой разработки были предложены Зельдовичем, Сахаровым и руководителем вычислительного бюро Андрея Тихонова, которое обслуживало группу Сахарова.

magnifier.png «В качестве горючего для термоядерного устройства Сахаров предложил гетерогенную конструкцию из чередующихся слоев легкого вещества (дейтерий, тритий и их химические соединения) и тяжелого (238U), названную им “слойкой”»

Как вспоминали участники проекта, естественным образом сложился коллектив физиков-теоретиков, погрузившихся в эту работу. В то время во ВНИИЭФ формально существовали два теоретических отделения: одно возглавлял Сахаров, другое — Зельдович. Каждый нашел свой участок работы и вносил вклад в общее дело, участвуя в обсуждении всей проблемы в целом. Яков Зельдович в шутку называл эту работу «народной стройкой».

Руководителями работ были определены Евгений Забабахин, Яков Зельдович, Юрий Романов, Андрей Сахаров и Давид Франк-Каменецкий.

В своих «Воспоминаниях» Андрей Дмитриевич Сахаров назвал идею использования атомного взрыва для обжатия термоядерного горючего (атомного обжатия) «третьей идеей». Он отмечал: «По-видимому, к “третьей идее” одновременно пришли несколько сотрудников наших теоретических отделов. Одним из них был я. Мне кажется, что я уже на ранней стадии понимал основные физические и математические аспекты “третьей идеи”. В силу этого, а также благодаря моему ранее приобретенному авторитету, моя роль в принятии и осуществлении “третьей идеи”, возможно, была одной из решающих. Но также, несомненно, очень велика была роль Зельдовича, Трутнева и некоторых других, и, быть может, они понимали и предугадывали перспективы и трудности “третьей идеи” не меньше, чем я».

К началу лета 1955 года расчетно-теоретические работы были завершены, был выпущен отчет. Но изготовление экспериментального заряда завершилось лишь к осени, потому что требования к его производству были более высокими, чем раньше. Это относилось к высокой точности, даже прецизионности изготовления деталей и к особой чистоте материалов.

Этот экспериментальный термоядерный заряд, положивший начало новому направлению в развитии отечественных термоядерных зарядов, был успешно испытан 22 ноября 1955 года.

ХРУЩЕВ.jpg
Почти сразу после проведения испытаний эта бомба получила и еще одно неофициальное название — «Кузькина мать», в честь знаменитой фразы Никиты Хрущева, которую он бросил с трибуны ООН
writervall.ru

Но, конечно, работы над термоядерным оружием на этом не прекратились. Впереди было еще создание самой мощной в истории «Царь-бомбы», испытание которой произошло 30 октября 1961 года. Почти сразу после проведения испытаний эта бомба получила и еще одно неофициальное название — «Кузькина мать», в честь знаменитой фразы Никиты Хрущева, которую он бросил с трибуны ООН, когда обещал «похоронить империализм» и показать США «кузькину мать».

По материалам статьи Ю. Б. Харитона, В. Б. Адамского, Ю. Н. Смирнова «О создании советской водородной (термоядерной) бомбы» 
Еще по теме:
11.09.2020
12 сентября 1886 года родился Матвей Капелюшников — изобретатель турбобура, совершившего революцию в методах бурения
08.09.2020
Праправнук знаменитого ученого Михаил Арсеньевич Семенов Тян-Шанский обнаружил, расшифровал и перевел с французского пер...
02.09.2020
Благодаря современным геоинформационным технологиям под Суздалем удалось обнаружить и исследовать средневековый могильни...
28.08.2020
28 августа 1743 года родился Антуан Лоран Лавуазье — основатель современной химии и член ненавидимой французами корпорац...
Наверх