МОСКВА, 12 авг — РИА Новости. Шестьдесят пять лет назад прошло успешное испытание первого советского термоядерного заряда, ставшего основой для создания стратегического паритета с США. То испытание было и результатом огромного вклада ученых Академии наук СССР в обороноспособность страны.
Термоядерное оружие основано на использовании гигантского количества энергии, выделяющейся в процессе слияния ядер 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.
Начало термоядерного проекта
Советские ученые уже в 1945 году благодаря данным разведки и публикациям в американской печати знали, что США, создавшие собственную атомную бомбу, ведут работы по изучению возможности создания гораздо более мощной термоядерной "супербомбы".
То 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).
"Слойка" и "Лидочка"
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 СССР начались работы по проверке возможности реализации схемы термоядерного заряда, которую предложили у себя американцы, и о которой стало известно благодаря разведке. В такой конструкции энергия от взрыва первичного атомного "запала" зажигала бы термоядерную реакцию в цилиндре с жидким дейтерием. В Советском союзе эта схема, получившая индекс РДС-6т (от слова "труба"), стала приоритетной.
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.
Примечательно, что в США тоже рассматривалась возможность создания термоядерного устройства под условным названием Alarm Clock ("Будильник"), действующего по схеме "слойка" и "начиненного" дейтеридом лития. Но американцы изначально хотевшие создать на основе "слойки" заряд мощностью мегатонного уровня, поняли, что это невозможно, и отказались от такой идеи. Зато заряд в несколько сотен килотонн был реализуем — и это стало предметом работ в СССР.
От исследований к испытанию
Для создания заряда РДС-6с пришлось выполнить большой объем теоретических и экспериментальных исследований, для которых руководство страны создавало все необходимые условия.
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.
Выдающийся вклад математиков
В различных, широко публикуемых материалах о работах тех лет незаслуженно мало пишется о вкладе математиков Академии наук СССР в создание РДС-6с. А ведь те работы, по мнению специалистов, были исключительно важными, они дали огромный импульс развитию в Советском союзе вычислительной техники и математических методов вычислений.
Поэтому исключительно важным было сначала точно понять физические процессы, протекающие при взрыве водородной бомбы, потом создать математические модели (то есть облечь картину взрыва в форму огромного количества уравнений), а затем решить их с помощью расчетных методов (и это при практическом отсутствии тогда в стране в достаточном количестве необходимой мощной электронно-вычислительной техники).
Вычислительным "ядром" советской термоядерной программы стал отдел по атомной проблеме, созданный в Математическом институте имени Стеклова Академии наук (МИАН). Возглавил отдел легендарный математик, будущий трижды Герой социалистического труда и впоследствии президент АН СССР Мстислав Келдыш. Считалось, что он способен лучше всех разбираться в любом приложении математики.
Отдел с самого начала стал очень тесно сотрудничать с учеными из КБ-11, а также специалистами Геофизического института Академии наук. А в 1953 году по решению совета министров СССР на правах самостоятельного института было создано Отделение прикладной математики МИАН, которое было занято математическим обеспечением работ по созданию ядерных и термоядерных зарядов. В составе ОПМ работали многие выдающиеся математики, в частности Андрей Тихонов, Александр Самарский, Константин Семендяев, Израиль Гельфанд и Николай Яненко.
Хотя задачи исключительной сложности решались поначалу вручную, на настольных электромеханических машинах Mercedes и Rheinmetall, результаты были замечательными. Достаточно сказать, что, по расчетным оценкам, мощность взрыва РДС-6с должна была лежать в пределах от 100 до 300 килотонн. Получилось 400 килотонн, и эту погрешность примерно в 30% с учетом новизны и колоссальной сложности тех задач можно считать приличной точностью. Для сравнения, расчетные и экспериментальные значения мощности термоядерных зарядов, испытанных в США в 1954 году, отличались в два и более раза.
Историческая роль РДС-6С
Специалисты подчеркивают, что испытание изделия РДС-6с стало неоценимым по своему значению событием в истории России.
Во–вторых, 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.
Работы по термоядерной программе стали яркой иллюстрацией вклада академической науки в обороноспособность страны, которую академия помогала надежно обеспечивать и в дальнейшем.
В 2018 году стало известно, что специалисты Российской академии наук участвовали в создании новых уникальных образцов оружия, на годы опередивших аналогичные зарубежные разработки и обеспечивающих России стратегический паритет с ведущими военными державами. Наверное, когда-нибудь и о том, что сейчас сделала академическая наука, в рамках допустимого можно будет рассказать.
