Константин Богданов, обозреватель РИА Новости.
Шестьдесят лет назад, 1 ноября 1952 года, США испытали в Тихом океане первое термоядерное устройство. Ядерное оружие начало переход в новую эпоху, в которой пределов для мощности бомб уже практически не было - хватило бы военной задумки.
Первое термоядерное устройство взорвали американцы, а вот кто испытал первую термоядерную бомбу - предмет жарких споров. Создание термоядерного оружия оказалось исключительно сложным проектом, который СССР и США реализовывали независимо друг от друга, приходя, тем не менее, к одним и тем же выводам.
Машина для изменения рельефа
1 ноября 1952 года на атолле Эниветок из группы Маршалловых островов кардинально и необратимо изменился рельеф. Исчез островок Элугелаб, входивший в состав атолла. Произошло это вследствие удачного проведения испытания Ivy Mike - первого взрыва термоядерной бомбы, осуществленного американцами.
Впрочем, назвать "бомбой" то, что испытали на Эниветоке, решительно невозможно. Это была сложная 74-тонная конструкция высотой с двухэтажный дом, фактически высокотехнологичная машина, напичканная криогенным оборудованием, державшим "рабочее тело" термоядерного синтеза (тяжелый изотоп водорода дейтерий) в жидком состоянии при низкой температуре.
Сердцем установки была "колбаса" (Sausage) - продолговатая сборка шесть на два метра, весом около 54 тонн и покрытая стальной 30-сантиметровой оболочкой, под которой крылся "тампер" - еще одна оболочка, но уже из урана, общим весом свыше 4,5 тонн. Деление "тампера" и дало более чем три четверти выхода энергии во взрыве, достигшем невиданной прежде мощности 10,4 мегатонны в тротиловом эквиваленте.
После испытания на кольцевом атолле на месте Элугелаба осталась гигантская воронка диаметром 1900 метров и глубиной до 50 метров. Взрывом и океанскими волнами с острова снесло почти всю растительность.
"Потенциал у этого вина есть", - сказал бы тонкий знаток, оценив результаты. И действительно, более поздний советский отпрыск этого оружия, воплощенный в металл (АН602, больше известен как "кузькина мать"), выдал в 1961 году на Новой Земле 58 Мт мощности.
Но и испаренного без следов островка Элугелаб хватило, чтобы понять: человечество, наконец, заполучило такой огонь, что легко можно сжечь дотла свою тесную коммунальную кухоньку.
Проблема зажигалки для легких ядер
Идея термоядерного оружия кроется в творческом использовании особенностей энергетического баланса ядерных реакций. Оружие на ядерной реакции можно получить в том случае, если реакция с те или иным ядром идет со значительным выходом энергии.
Если посмотреть на таблицу Менделеева, то самое интересное с этой точки зрения в ней находится в начале и в конце. В конце стоят элементы с тяжелыми ядрами, цепная реакция деления которых идет с крупным положительным выходом энергии и тем самым позволяет создавать классическое ядерное оружие на уране-235 или плутонии-239.
А в самом начале таблицы стоят элементы, чьи легкие ядра способны сливаться с выделением энергии (это реакция ядерного синтеза). Причем потенциальный выход энергии (а, следовательно, разрушительная мощь будущего оружия) тут куда как больше, чем при делении тяжелых ядер.
Проблема одна. Если тяжелые ядра еще можно заставить делиться, относительно просто переведя материал через критическую массу (например, мощным сжатием при подрыве), то легким ядрам для синтеза нужны "естественные условия". А естественные условия для легкоядерного синтеза - это звездные температуры (собственно, термоядерные реакции и обеспечивают столь привычное нам горение звезд). Иначе легкие ядра просто не смогут приблизиться друг к другу для слияния (преодолеть кулоновский барьер отталкивания).
Но "зажигалка" для легкого синтеза на руках у военных и ученых была. Это классическая атомная бомба. Значит, задача - подорвать ее так, чтобы запустить термоядерный синтез. Тогда получится такая "превосходная физика", что можно будет опустошать целые континенты.
Наследие Теллера и Сахарова
Физики с обоих берегов Атлантики изрядно поломали себе головы над реализацией такой простой на вид идеи термоядерной "зажигалки".
Еще в 1942 году Эдвард Теллер чисто теоретически предложил схему "Classical Super", представлявшую собой прямолинейную реализацию "зажигалки": атомную бомбу в толще жидкого дейтерия. В 1946 году Теллер, после долгих расчетов и исследований, модернизировал эту сырую схему, превратив ее в "Alarm Clock" ("будильник"): в ней ядерный заряд обертывался 10-15 слоями дейтерия и трития.
Чистые схемы Теллера были чреваты изрядным количеством проблем и сложностей. Даже переход к куда более практичном твердому термоядерному горючему (дейтериду лития), предложенный физиком в 1947 году, не решал системных проблем.
Первый серьезный подход к снаряду состоялся только в 1951 году. Один из сотрудников Теллера (математик Станислав Улам, уроженец Львова) предложил разнести в двухступенчатой конструкции термоядерный заряд и первичную ядерную "зажигалку" (триггер), а воздействие на легкие ядра вести "радиационной имплозией" - за счет мощного потока излучения от подрываемого триггера.
Этот механизм, получивший прозвище "схема Теллера-Улама", и позволил американцам перейти к практической части термоядерных испытаний, начавшейся на атолле Эниветок 60 лет назад. До того осуществлялись тестовые подрывы ядерных зарядов с термоядерным усилением (например, испытание George в мае 1951 года), но собственно термоядерными устройствами в классическом понимании они не были.
Россия сделала сама
В последнее время почему-то принято считать, что всю работу советского ядерного проекта обеспечила хорошая работа разведки, буквально выносившая из американского Лос-Аламоса горы секретной информации.
Собственно, для чисто ядерного проекта это действительно справедливо. Команда Игоря Курчатова, конечно, делала бомбу самостоятельно: напомним, что одна из легендарных расшифровок индекса советских бомб (РДС) выглядит как "Россия делает сама", и в этом не было лукавства. Однако отечественные физики напропалую пользовались результатами добытых разведкой американских расчетов и экспериментов, чтобы сократить себе время на отработку тупиковых технологических вариантов.
А вот советский термоядерный проект развивался действительно практически самостоятельно. Теллеровский "классический супер" с 1948 года просчитывал Яков Зельдович; у нас эта схема получила кличку "труба". Но как раз тупиковую "трубу" делали на основе смутных разведданных, полученных "оттуда" как раз тогда, когда от него уже готовы были отказаться сами американцы.
Однако уже теллеровский "будильник" к началу 1950 года независимо воспроизвели Андрей Сахаров и Виталий Гинзбург. Гинзбург же еще в марте 1949 года предложил перейти от жидкого дейтерия к твердому дейтериду лития. В конце 1953 года Виктор Давиденко предложил двухступенчатую конструкцию заряда. Полностью же "схема Теллера-Улама" с радиационной имплозией ("третья идея", как она названа в воспоминаниях Сахарова) выкристаллизовалась в головах советских физиков только к весне 1954 года.
Устройство - еще не боеприпас
Но до этого еще было далековато, а на руках имелись интересные идеи. Ошибочно полагая, что испытанный Ivy Mike - это "труба"-переросток с точки зрения конструкции, советские разработчики, уже понявшие все проблемы этой схемы, сосредоточились на более перспективной "слойке": 12 августа 1953 года было испытано изделие РДС-6с, официально именуемое отныне "первой советской термоядерной бомбой".
В отличие от эниветокской этажерки, советский "термояд" за счет применения твердого дейтерида лития получился куда компактнее: хотя его и испытывали стандартным подрывом на вышке, при желании РДС-6с мог нести бомбардировщик Ту-16. Тут пролегает тонкая грань между устройством, являющимся, в сущности, демонстратором физической технологии, и боеприпасом - составным элементом собственно оружия.
Несмотря на формальный приоритет в создании термоядерного оружия, сахаровская "слойка" показала себя не с лучшей стороны: КПД по энерговыходу не превысил 20%. Расчеты показали, что "приличную" термоядерную бомбу с тротиловым эквивалентом свыше 750 кт на "слойке" создать невозможно: структура разваливается и теряет эффективность.
В 1954 году американцы рванули на атолле Бикини устройство Shrimp ("Креветка"), построенное по схеме Теллера-Улама c использованием твердого дейтерида лития. Именно поэтому в США до сих пор считают, что первую термоядерную бомбу сделали именно они: РДС-6с, мол, имеет "неклассическое" устройство, а "настоящее" термоядерное оружие - это дизайн Теллера и Улама, и только.
По итогам испытаний на Бикини, по "креветочной" схеме с декабря 1955 года в США начали делать четырехмегатонные бомбы Mk-21. Советский Союз испытал свой первый боеприпас схемы Теллера-Улама (РДС-37) тоже в 1955 году, 22 ноября. К слову, опять успели хоть в чем-то, да раньше: РДС-37 стала первой в мире бомбой мегатонной мощности, испытанной методом сброса с самолета. Аналогичное американское испытание прошло только в мае 1956 года.
С этого момента идет отсчет "руководящей и направляющей" роли термоядерных боеприпасов на войне. Сверхдержавы обрели, наконец, сверхоружие - и сверхвозможности по взаимному уничтожению.
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции
