Укрощение термояда. как советский союз создал и испытал первую в мире водородную бомбу

Принцип действия

Конструктив водородной бомбы сформирован на использовании энергии, выделяемой в процессе реакции термоядерного синтеза лёгких ядер. Аналогичный процесс происходит внутри звезды, где воздействие сверхвысоких температур вместе с гигантским давлением заставляют ядра водорода сталкиваться. На выходе образуются утяжелённые ядра гелия. В процессе часть массы водорода преображается в энергию исключительной силы. Именно поэтому звёзды являются постоянными источниками энергии.

Физики переняли схему деления, заменив изотопы водорода таким элементами, как дейтерий и тритий. Однако изделию всё равно дали название водородная бомба на основании базовой схемы. В ранних разработках ещё использовались жидкие изотопы водорода. Но впоследствии основным компонентом стал твёрдый дейтерий лития-6.

Дейтерий лития-6 уже содержит тритий. Но чтобы его выделить, требуется создать пиковую температуру и грандиозное давление. Для этого под термоядерное горючее конструируется оболочка из урана-238 и полистирола. По соседству устанавливается небольшой ядерный заряд мощностью несколько килотонн. Он служит триггером.

При взрыве заряда оболочка урана переходит в плазменное состояние, создавая пиковую температуру и грандиозное давление. В процессе нейтроны плутония контактируют с литием-6, что позволяет выделяться тритию. Ядра дейтерия и лития коммуницируют, образуя термоядерный взрыв. Таков принцип действия водородной бомбы.

Рис. 2 Ядерное деление атомов урана

Возможные последствия взрыва водородной бомбы

В первую очередь водородная бомба — это оружие массового поражения. Оно способно уничтожать не только взрывной волной, как на это способны тротиловые снаряды, но и радиационными последствиями. Что происходит после взрыва термоядерного заряда:

• ударная волна, сметающая всё на своём пути, оставляя после себя масштабные разрушения;
• тепловой эффект — невероятная тепловая энергия, способна расплавить даже бетонные конструкции;
• радиоактивные осадки — облачная масса с каплями радиационной воды, элементами распада заряда и радионуклидами, движется по ветру и выпадает в виде осадков на любом удалении от эпицентра подрыва.

Вблизи ядерных полигонов или техногенных катастроф на протяжении десятилетий наблюдается радиоактивный фон. Последствия применения водородной бомбы очень серьёзные, способные нанести вред будущим поколениям.

Чтобы наглядно оценить эффект поражающей силы термоядерного оружия, предлагаем посмотреть краткий ролик подрыва РДС-6 на полигоне Семипалатинска.

Последствия

Чудовищный взрыв на Новой Земле, вопреки надеждам Андрея Дмитриевича, не привёл к немедленному заключению договора о запрещении испытаний ядерного оружия. Обе стороны как с цепи сорвались: только за один следующий год более 200 взрывов отравили атмосферу Земли. Только 5 августа 1963 года, опомнившись, СССР, США и Англия подписали многосторонний международный договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой. В дальнейшем к этому договору присоединились многие страны. Спустя годы некоторые из участников водородного проекта в СССР и США раскаялись в том, что они тогда сделали. Другие остались при своих убеждениях. Впрочем, большинство из них уже в мире ином. А термоядерное ружьё всё ещё висит на стене нашего общего дома, грозно напоминая об известном сценическом законе…

Метки: СССР, Тайны 20 века, взрыв, оружие, США, бомба, вооружение, Холодная война, Новая Земля, Сахаров

Кузькина мать

50-мегатонную бомбу создавали в страшнейшем напряжении. Ведь Никита Хрущёв заранее объявил на весь мир дату и даже мощность будущего взрыва (беспрецедентный поступок!). Ошибка исключалась! Сахаров, активно участвуя в работах и называя будущую бомбу «гвоздём программы», пытался убедить Хрущёва не нарушать первыми действующий тогда мораторий на испытание ядерного оружия. Но тщётно! Наш правитель спал и видел, как он покажет этим янки супербомбу — ту самую обещанную им кузькину мать. Утром 30 октября 1961 года, когда делегаты XXII Съезда КПСС дружно голосовали за вынос тела Сталина из Мавзолея, стратегический бомбардировщик Ту-95, выкрашенный специальной белой краской, подлетал к одному из островов архипелага Новая Земля. Восьмиметровое железное тело не поместилось в расширенный бомболюк и торчало «головой» наружу, как чудовищный младенец, рвущийся из чрева матери… Световую вспышку видели в Сибири, на Аляске и в Северной Европе. За сотни километров на материке в прибрежных домах вылетели стекла. Во всей Арктике на час прервалась радиосвязь. Клубящийся гигантский гриб поднялся на высоту 67 километров, а радиоактивное облако через три часа после взрыва занимало площадь 100 на 200 километров. Скалы близлежащих островов архипелага превратились в ровную поверхность, словно их прогладили громадным утюгом…

Первые испытания

В СССР экспериментальный термоядерный взрыв впервые произвели 12 августа 1953 года. В 7:30 утра на полигоне Семипалатинска была подорвана водородная бомба РДС-6. Стоит сказать, что это было четвёртое тестирование атомного оружия в Советском Союзе, но первое термоядерное. Масса бомбы составляла 7 тонн. Она могла бы свободно разместиться в бомболюке бомбардировщика Ту-16. В сравнение приведём пример Запада: американская бомба Ivy Mike весила 54 тонны, и для неё был построен 3-этажный корпус, схожий на дом.

Советские учёные пошли дальше американцев. Чтобы оценить силу разрушения, на полигоне был построен городок из жилых и административных зданий. Разместили по периметру военную технику от каждого рода войск. Всего в зоне поражения разместилось 190 различных объектов недвижимого и движимого имущества. Вместе с этим учёные подготовили более 500 видов всевозможной измерительной аппаратуры на полигоне и в воздухе, на самолётах наблюдателях. Были установлены кинокамеры.

Бомбу РДС-6 установили на 40-метровой железной башне с возможностью дистанционного подрыва. Все следы прошлых испытаний, радиационный грунт и т. п. были удалены с полигона. Наблюдательные бункеры усилили, а рядом с башней, всего в 5 метрах, соорудили капитальное укрытие для аппаратуры, регистрирующей термоядерные реакции и процессы.

Взрыв. Ударная волна снесла всё, что было установлено на полигоне в радиусе 4 км. Такой заряд смог бы свободно превратить в пыль 30-тысячнй городок. Приборы зафиксировали ужасающие экологические последствия: стронций-90 почти 82%, а цезий-137 около 75%. Это зашкаливающие показатели радионуклидов.

Мощность взрыва оценили в 400 килотонн, что 20 раз превзошло американский аналог Ivy Mike. По исследованиям 2005 года, от испытаний на Семипалатинском полигоне пострадало более 1 млн человек. Но эти цифры намеренно занижены. Главные последствия — онкология.

Рис.3 Андрей Сахаров, изобретатель термоядерного оружия в СССР

История создания военного термояда

Первым идею термоядерной бомбы в 1941 году подал Энрико Ферми в разговоре с Эдвардом Теллером. Для гениального итальянца, в своё время предлагавшего режиму Муссолини финансировать ядерную программу и переехавшего в Америку после отказа, военный термояд был «просто хорошей физикой». А не слишком сильный учёный Теллер обладал талантом организатора-лоббиста, будучи к тому же ярым антикоммунистом. Из них получилась хорошая парочка. В СССР начало первых работ по термоядерной программе относится к 1945 году, когда И.В. Курчатов получил информацию об исследованиях, ведущихся в США. Несмотря на то, что у нас ещё не было атомной бомбы, решили параллельно работать и над водородной. Многие видные советские учёные (П.Л. Капица, Л.Д. Ландау и другие), предвидя перспективы такой работы, под различными предлогами уклонялись от неё. Научную часть проекта возглавил И.Е. Тамм, который и включил молодого физика Сахарова в список разработчиков. Именно Сахарову принадлежит основная идея в создании столь мощной бомбы. Он понимал весь ужас содеянного, но свою работу оправдывал, как и его учитель Тамм, тем, что это «рай для физика-теоретика». Да, это была фантастическая физика и… Наши учёные использовали схемы, разрабатываемые американцами, — шло захватывающее сражение холодной войны. Предстояли колоссальные расчёты, и пока в Штатах ждали новые быстродействующие ЭВМ, в Союзе поступили проще: мобилизовали все математические институты и отделы Академии наук. Каждый рассчитывал свой участок вслепую. Был резко увеличен приём студентов на физико-математические факультеты университетов. В результате к 1950 году СССР стал мировым лидером по числу математиков. Первый вариант термоядерной бомбы был просчитан и… выброшен в корзину. Наши поняли ошибку американцев раньше их самих.

История создания первой водородной бомбы в СССР

Физики ведущих держав мира знали теорию извлечения термоядерного синтеза ещё в 30-е годы ХХ столетия. Плотное развитие термоядерной концепции пришлось на период Второй мировой войны. Ведущим разработчиком стала Германия. Немецкие учёные до 1944 года усердно вели работы по активации термоядерного синтеза через уплотнение ядерного топлива с применением обычной взрывчатки. Однако эксперимент никак не мог завершиться успехом из-за недостаточных температур и давления. Поражение Рейха поставило точку в термоядерных исследованиях.

Однако война не помешала СССР и США заниматься аналогичными разработками с 40-х годов, пусть и не так успешно, как немцы. К моменту испытаний обе сверхдержавы подошли примерно в одно время. Американцы стали пионерами в практической фазе исследований. Взрыв состоялся 1 ноября 1952 года на коралловом атолле Эниветок, что в Тихом океане. Операция получила секретное название Ivy Mike.

Специалисты накачали 3-этажное строение жидким дейтерием. Полная мощность заряда составила 10,4 мегатонны в тротиловом эквиваленте. Получилось в 1 000 раз мощнее, чем было в сброшенной на Хиросиму бомбе. После подрыва островок Элугелаб, который стал центром размещения заряда, бесследно исчез с лица земли. На его месте образовалась воронка диаметром в 1 милю.

Рис.1 Подрыв Ivy Mike 1 ноября 1952 года

Взрыв на полигоне «Сухой Нос»

Спустя 8 лет, 30 октября 1961 года, СССР взорвал 58-мегатонную «Царь-бомбу» АН602 над архипелагом Новая Земля на высоте 4 км. Снаряд был сброшен самолётом Ту-16А с высоты 10,5 км на парашюте. После подрыва ударная волна трижды обогнула планету. Огненный шар достиг в диаметре 5 км. Световое излучение обладало поражающей силой в радиусе 100 км. Ядерный гриб вырос на 70 км. Грохот распространился на 800 км. Мощность взрыва составила 58,6 мегатонны.

Учёные признались, они подумали о том, что начала гореть атмосфера и выгорать кислород, а это бы означало конец всему живому на земле. Но опасения оказались напрасными. Впоследствии было доказано, что цепная реакция от термоядерного подрыва не грозит атмосфере.

Корпус АН602 был рассчитан на 100 мегатонн. Никита Хрущёв впоследствии шутил, что объём заряда был уменьшен из-за боязни «побить все окна в Москве». На вооружение оружие не поступило, но это был такой политический козырь, который невозможно было покрыть в то время. СССР продемонстрировал всему миру, что он способен решить задачу любого мегатоннажа ядерного вооружения.

Рис.4 Подрыв АН602

«Слойка»

Уже в 1949-м советские физики полностью переключились на оригинальную модель Сахарова-Гинзбурга. Идею «слойки», которая подразумевала атомный заряд, окружённый несколькими слоями лёгких и тяжёлых металлов, подал Андрей Дмитриевич Сахаров, а Виталию Лазаревичу Гинзбургу пришла мысль использовать в бомбе литий наряду с дорогим искусственно получаемым тритием. И хотя американцы первыми в мире испытали термоядерное устройство мощностью 10,4 мегатонны (оно было большим и неперемещаемым) 1 ноября 1952 года, они не сумели опередить русских в создании водородного оружия. Уже через полгода, 12 августа 1953 года, Советский Союз испытал первую перемещаемую водородную бомбу. Как говорится, процесс пошёл… Кстати, слегка отвлёкшись от основного повествования, не могу не рассказать, что Андрей Дмитриевич Сахаров с сожалением вспоминал некоторые эпизоды тех лет. Например, когда он обратился к контр-адмиралу ВМФ П.Ф. Фомину с «рационализаторским» предложением: выпустить у берегов США из-под воды торпеду со 100-мегатонным термоядерным зарядом, дабы разом стереть с лица земли все порты восточного побережья. «Да вы, учёные, совсем озверели! — воскликнул Фомин. — Мы, моряки, привыкли бороться с врагом в открытом бою, а не уничтожать мирное население!».