От «слойки» до «кузькиной матери»

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.

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.

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».

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.

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.

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».