Колдобский Александр Борисович «Создание термоядерного оружия в СССР: страницы прошлого и значение для настоящего»

Каждая новая килотонна проектной мощности заряда, начиная с 70- 80 кт, вела к лавинообразно нарастающим техническим трудностям

... базовый принцип создания нового оружия, казалось, сам давался в руки. Действительно, даже поверхностное знакомство с ядерной физикой говорило: освободить колоссальную энергию, скрываемую в атомном ядре, можно двумя путями - разделить наиболее тяже 6 лые ядра (имеющийся в природе уран или получаемый искусственно плутоний) или заставить слиться наиболее легкие (изотопы водорода - дейтерий и тритий). Первый из этих путей (реакция деления) был первым и исторически - именно он был реализован в атомном оружии (впрочем, как увидим далее, иначе и быть не могло). Казалось, пришла пора реализации и второго пути (реакции синтеза). Тем более, что он обещал великолепные перспективы при решении такой важнейшей задачи, как требуемое военными резкое увеличение единичной мощности ядерных боеприпасов - с нескольких десятков килотонн (кт) в тротиловом эквиваленте, что было характерно для атомных бомб первого поколения, до сотен килотонн, а желательно - и до мегатонн (Мт). Однако попытки осуществить это в рамках конструкций ядерных взрывных устройств, использующих лишь реакцию деления, столкнулись (как в США, так и в СССР) с серьезнейшими трудностями.
В их первооснове лежало противоречие между требованием увеличения, для роста мощности взрыва, количества делящегося материала (урана, плутония) в сверхкритическом состоянии, с одной стороны, и необходимости обеспечения подкритичности конструкции заряда до момента взрыва - с другой. По этой причине каждая новая килотонна проектной мощности заряда, начиная с 70- 80 кт, вела к лавинообразно нарастающим техническим трудностям, а в диапазоне мощностей свыше 100 кт конструктивное оформление ядерного боеприпаса на основе лишь реакции деления тогда, в конце 40-х гг., оказывалось практически невозможным. Впрочем, и в США, и в СССР были предприняты попытки преодоления этих трудностей.

Советский проект «Дурак» — попытка создать заряд с расчетным энерговыделением не менее 200 кт

Советскими специалистами в начале 50-х гг. были предложены физические принципы чисто делительного заряда с расчетным энерговыделением в 200 - 400 кт. Однако при этом был использован откровенно прямолинейный, экстенсивный подход, неминуемо приводящий к сложности и неуклюжести реализующего его изделия. В КБ-11 (первом и тогда единственном в СССР научно-производственном комплексе по созданию ядерного оружия, позже - Всесоюзном/Всероссийском научно-исследовательском институте экспериментальной физики (ВНИИЭФ), прославленном Арзамасе-16) этот проект получил кличку «Дурак», и о его практическом воплощении всерьез никто не думал. Американцы же прошли этот путь до конца, разработав и испытав 15.11.52 чисто делительное ядерное взрывное устройство «Кинг» мощностью 500 кт. Однако уже тогда было ясно, что этот путь - тупиковый, что будущее в создании зарядов такой мощности (а тем более - мегатонного класса) - в использовании реакций синтеза. Это с полной очевидностью продемонстрировал проведенный двумя неделями раньше первый в истории сверхмощный (10,4 Мт) американский термоядерный взрыв «Майк» - к нему мы еще неоднократно вернемся.
Ведь материалы для осуществления реакций ядерного синтеза критической массы не имеют. При наличии соответствующих условий прореагируют и граммы, и килограммы этих веществ, которые, по той же причине, до создания таких условий могут содержаться в конструкции в каком угодно количестве, состоянии и взаимной конфигурации. Это уже немало, но легкие вещества и как собственно ядерная взрывчатка чрезвычайно эффективны. Например, при полном протекании реакции ядерного синтеза в оптимальной по составу смеси тяжелого и сверхтяжелого изотопов водорода (дейтерия и трития) энергии выделяется в 4,2 раза больше, чем при полном делении ядер в аналогичном (по массе) количестве урана-235!
Неудивительно, что именно эти реакции и стали физической основой нового «сверхоружия», обусловив его «обиходное» название - «водородная бомба». Мы же в этой книге для него будем использовать более «научный» термин «термоядерный», имея в виду взрыв, заряд, оружие, боеприпас и т. п. Для зарядов и устройств, основанных на реакции деления, сохраним название «атомные», объединив термином «ядерное оружие» всю совокупность атомного и термоядерного оружия, обсуждаемую в том или ином контексте.

Ключевой момент в создании атомного оружия — наработка необходимого количества делящегося материала

Главным, ключевым моментом в создании атомного оружия была наработка необходимого количества делящегося материала. А здесь при всей значимости возникавших в этой связи научных проблем (в решении которых, кстати говоря, очень эффективно помогла разведка) основной все же была «работа руками». Здесь имеется в виду проектирование, постройка и форсированная эксплуатация рудников, научно-исследовательских институтов и громадных производственных комбинатов - подобных заводам 817 (получение оружейного плутония), 813 (обогащение урана методом газовой диффузии), 418 (электромагнитное разделение изотопов) и т.д. Что же до наиболее наукоемкой части работ (физическая разработка и конструирование собственно ядерных зарядов и боеприпасов), то здесь объем работ, при всей их сложности и новизне, был несравненно меньше - сроки создания атомного оружия целиком определялись темпами наработки делящегося материала.
Хорошо известно, что к моменту получения первого оружейного плутония на комбинате 817 все необходимые для создания первого советского ядерного взрывного устройства научно-исследовательские и конструкторские работы в КБ-11 были завершены (и не в одном варианте), так что между этим моментом и первым атомным испытанием не прошло и месяца. Так же, в общем, обстояло дело и с созданием американского атомного оружия.

Структура управления советским атомным проектом

Уже через две недели после Хиросимы (20.08.45) Постановлением Государственного Комитета Обороны (ГОКО) - возглавляемого И.В. Сталиным высшего органа государственного управления СССР военного и первого послевоенного времени - был создан наделенный практически неограниченными полномочиями Специальный Комитет (СК) для решения проблем, связанных с созданием ядерного оружия. Возглавлял его нарком внутренних дел и одновременно заместитель Председателя Совнаркома (с 1946 г. Совета Министров СССР) Л.П. Берия. СК был надведомственным, причем преимущественно административным органом. В его состав входили лишь двое ученых: научный руководитель проекта И.В. Курчатов и академик П.Л. Капица (который, впрочем, довольно скоро по собственному желанию покинул, с личного разрешения Сталина, СК и в работах по созданию ядерного оружия в дальнейшем участия практически не принимал). Зато его членами стали видные организаторы советской военной промышленности (Б.Л. Ванников, А.П. Завенягин, М.Г. Первухин). Показательно участие в СК Н.А. Вознесенского - председателя Госплана СССР, высшего органа экономического планирования страны, роль которого в условиях централизованного управления экономикой была огромна, а также Г.М. Маленкова - секретаря ЦК ВКП(б), отвечавшего за работу с партийными организациями на местах.
Несомненно, состав и последующая деятельность СК отражают тот факт, что создание атомного, а позже и термоядерного, оружия в СССР было первоочередным общенациональным проектом, с мобилизацией всех сил и ресурсов страны. Иной подход был заведомо обречен на неудачу. А для текущего управления и повседневного руководства созданием атомной промышленности было организовано Первое главное управление Совнаркома (ПГУ), ставшее ядром будущего «государства в государстве», - Министерства среднего машиностроения СССР (Минсредмаша, впоследствии Минатома). Возглавил ПГУ опытнейший военный инженер, человек несгибаемой воли, великолепный организатор - генерал-полковник Б.Л. Ванников. ПГУ подчинялось только СК.
Пункт 11 Постановления (подписанного лично Сталиным) практически выводил ПГУ из-под всех форм как общеадминистративного, так и партийного контроля, что для СССР было делом беспрецедентным: «Никакие организации, учреждения и лица без особого разрешения ГОКО не имеют права вмешиваться в... деятельность ПГУ, его предприятий и учреждений или требовать справки о его работах... Вся отчетность по указанным работам направляется только СК».

Берия, Курчатов, Харитон

Л.П. Берия быстро придал всем работам по проекту необходимый размах и динамизм. Этот человек, явившийся олицетворением зла в новейшей истории страны, обладал... огромной энергией и работоспособностью. Наши специалисты не могли не отметить его ум, волю и целеустремленность. Убедились, что он первоклассный организатор, умеющий доводить дело до конца...» 10 Сходного мнения придерживается ветеран атомной отрасли, впоследствии - один из ее руководителей, А.М. Петросьянц: «Будучи по природе своей очень умным человеком, с хорошей технической хваткой, он (Берия. - А.К.) среди всех высших руководителей страны оказался наиболее подготовленным в вопросах технической политики... В процессе создания... бомбы его роль была в полном смысле слова неизмеримой».

К этому можно добавить: далеко не случайно именно Берия возглавил и другое важнейшее направление - создание советского ракетного оружия. Однако не будем забывать и о других, помимо «технической хватки», обстоятельствах. Берия был одним из наиболее близких к Сталину людей в высшем руководстве страны и пользовался почти полным доверием «вождя», что обеспечивало ему значительную степень самостоятельности в принятии оперативных решений. К нему стекались все разведанные данные по атомной проблеме, и вряд ли эти данные использовались бы столь же быстро и эффективно, руководи проектом кто-либо другой. Далее, у Берии были неограниченные возможности по привлечению армии заключенных для строительства колоссальных заводов, комбинатов, научно-исследовательских институтов и закрытых городов зарождающейся атомной промышленности. И только у Берии, как высшего руководителя режимных органов и контрразведки, была реальная возможность создания эффективной системы обеспечения секретности работ по проекту. А при всей очевидности «перехлестов» в этом вопросе, наблюдавшихся в советской атомной отрасли в течение почти полувека (о чем далее), строгая секретность во всем, что касается ядерного оружия, была необходимой тогда и остается таковой в наши дни. Но всего этого было мало - при всем организационном таланте Лаврентия Павловича.

Совершенно необходимы были, как минимум, еще два человека. «Исходные требования» к первому - научному руководителю проблемы в целом - были поистине уникальными. Он должен был прекрасно разбираться в физико-техническом существе сложнейших проблем и уметь принимать, часто единолично, часто немедленно, единственно правильные решения по ним - без права на ошибку. Он должен был уметь объединять усилия всех участников проекта, поставив дело таким образом, чтобы все их личные качества эффективно служили интересам дела - для чего он должен был иметь непререкаемый авторитет как в ядерной отрасли, так и вне ее, вплоть до высшего руководства страны. Наконец, он должен был обладать «абсолютным слухом» при оценке очередности решения фантастических по своим масштабам задач отрасли, оптимально сочетая требования текущего дня и перспективу. И такой человек нашелся.
Им стал великий советский ученый Игорь Васильевич Курчатов. Этот высокий, чудовищно энергичный человек, с искрящимися глазами и широкой окладистой бородой (за что во всей отрасли и был известен как «Борода»), обладал всеми указанными качествами в полной мере. Автор вполне разделяет мнение абсолютного большинства ветеранов и действующих работников отрасли, что, не будь академика И.В. Курчатова, судьба атомного проекта (а с ним, возможно, и история страны и мира) сложилась бы совершенно иначе. Совершенно прав один из создателей советского термоядерного оружия, академик Ю.А. Трутнев: «Курчатов - этот великий ученый и великий организатор - основал целую отрасль... И все это - в тяжелейшие годы послевоенной разрухи».

Требования к другому были несколько иными. Он, также физик-профессионал высочайшей квалификации, должен был стоять непосредственно «у колыбели» ядерного оружия как такового, полностью осознавая, какие невероятные силы готовы теперь вырваться в мир, сколько опасностей сопутствует созданию нового оружия - не говоря уж о его производстве и испытаниях. И, чтобы суметь парировать эти опасности, этот второй человек должен был стать воплощением внимательности, педантичности, обладать врожденным чувством опасности и интуитивным видением оптимального способа избежать ее - ни на минуту не забывая при этом о необходимости быстрейшего создания ядерного оружия как о главной цели всех работ. Таким человеком и стал легендарный главный конструктор советского ядерного оружия, академик Юлий Борисович Харитон - с его знаменитым жизненным кредо: «Мы должны знать в десять раз больше, чем нам нужно сегодня».

Толчок к развитию работ по термоядерному оружию в СССР

С ретроспективной точки зрения совершенно очевидно: постепенное, эволюционное развитие работ по термоядерному оружию в СССР в эти годы выглядело нереальным. Требовалось какое-то событие, которое смогло бы придать им столь же мощный импульс, как Хиросима и Нагасаки - работам по созданию атомного оружия. И таким событием, вероятно, стала информация, полученная советским разведчиком A.C. Феклисовым от Фукса в Лондоне 13.03.48. Это была уже вторая их встреча. Первая произошла еще 28.09.47, вскоре после возвращения Фукса из США в Англию, но каких-либо значимых последствий она не имела. Почему - сказать трудно; возможно, сыграла роль излишняя формализация запроса (Фукс отвечал на десять вопросов Феклисова), не исключены и другие причины. Зато 13.03.48 в руки советской разведки попал, по существу, весь проект «классический супер» по состоянию примерно на начало 1947 г., включая значения сечений взаимодействия ядер дейтерия и трития, общую конструкцию бомбы, основанную на принципе радиационной имплозии, и устройство блока зажигания. Но в этих документах (как и в более ранних, также полученных с помощью разведки) отсутствовало основополагающее теоретическое доказательство принципиальной физической возможности взрывного термоядерного горения в длинном цилиндре с дейтерием - такая возможность лишь постулировалась. Однако на это обстоятельство (впоследствии, как увидим, ставшее роковым для судьбы «классического супера») внимания никто не обратил.
Впрочем, может быть, тогда это и не было главным. Зато для членов высшего политического руководства страны (20.04.48 руководство МТБ СССР направило русский перевод материалов К. Фукса в адрес И В. Сталина, В.М. Молотова и Л.П. Берия) стало совершенно ясным другое, существенно более важное обстоятельство: разработка нового сверхмощного оружия идет в США полным ходом, возникла реальная опасность отставания, которое может стать гибельным для страны. Необходимы ответные меры, и их надо было принимать в кратчайший срок. 23.04.48 Л.П. Берия направляет материалы Фукса начальнику ПГУ Б.Л. Ванникову, И.В. Курчатову и Ю.Б. Харитону для подготовки необходимых предложений по работам с целью создания термоядерного оружия.

10.06.48, материалы Фукса были направлены Л.П. Берией в для ознакомления Я. Б. Зельдовичу - ведущему теоретику КБ-11 еще со времени создания атомной бомбы. Он и возглавил там работы по изучению ядерной детонации дейтерия и возможностей ее практической реализации в ядерном взрывном устройстве. В Москве же, помимо группы И.Е. Тамма (сам Тамм, С.З. Беленький, А.Д. Сахаров, впоследствии еще В.Л. Гинзбург (будущий академик) и Ю.А. Романов), в работах участвовали упомянутые ранее А С. Компанеец и С.П. Дьяков. Доступа к разведывательной информации никто из них не имел. Этот день, 10.06.48, стал днем рождения первого конкретного советского термоядерного проекта - «трубы», как он был вскоре окрещен в КБ-11 из-за предполагаемой геометрической формы будущей бомбы.

Концептуальный тупик и выход из него

Проклятое доказательство возможности детонации дейтерия в «трубе» было недостижимо - решение ускользало от теоретиков, а без этого о начале проектно-конструкторских работ не могло быть и речи, поскольку были неясны даже примерные, ориентировочные параметры устройства. Существо этих затруднений, применительно к геометрии «трубы», заключалось в следующем. Для любой детонации (химической или ядерной) есть некоторый минимальный радиус детонационного шнура, ниже которого требуемого взрывного режима не существует - вещество разлетается раньше, чем успевает сгореть. Но для высокотемпературной ядерной плазмы - а именно с ней приходилось в данном случае иметь дело - вследствие некоторых особенностей взаимодействия излучения с веществом (наличия так называемого обратного комптон-эффекта, на значимость которого впервые указал Э. Ферми), существует не только нижний, но и верхний предельный радиус.
Вся трудность была в том, что теоретические значения нижнего (разлетного) и верхнего (радиационного) радиусов оказывались очень близкими. А если учесть, что чрезвычайная сложность формального описания процессов в «трубе» не позволяла обойтись без физических допущений, то вопрос о существовании «щели» допустимых решений между этими радиусами оставался неясным в принципе. По мнению одного из крупнейших советских теоретиков-ядерщиков, академика Л.П. Феоктистова, даже в конце 90-х гг. было неизвестно, имеет ли эта задача решение в такой постановке. Тем не менее мучения с «трубой» в группе Я.Б. Зельдовича продолжались еще довольно долго.
Забегая вперед, скажем, что только в начале г. знаменитое совещание в Министерстве среднего машиностроения, сменившем ПГУ в качестве штаба советской атомной науки и индустрии, признало полную бесперспективность работ по «трубе». По образному выражению участников совещания Ю.Б. Харитона и В.Б. Адамского (а в нем, наряду с министром В.А. Малышевым, приняли участие также И.В. Курчатов, И.Е. Тамм, А.Д. Сахаров, Я.Б. Зельдович, Л. Д. Ландау и другие крупнейшие физики), это были «похороны трубы по первому разряду». Ничего не получалось и в Лос-Аламосе у Э. Теллера с прототипом «трубы» - «супером». Да и получиться не могло - законы физики одинаковы по обе стороны океанов.

Как свидетельствуют американские исследователи проблемы Д. Хирш и У. Метьюз, «... к концу 1950 г. Теллер был в отчаянии, потеряв надежду на создание работоспособной конструкции водородной бомбы. Главнейшая программа создания нового оружия США была принята на недостаточно продуманной научной основе». А заодно стало ясно, что «секреты водородной бомбы», попавшие через Фукса к Курчатову и его коллегам, были, по словам Бете, «не просто бесполезными, а гораздо хуже...». Если советские специалисты, действительно, воспользовались информацией, содержащейся в донесениях Фукса, то (продолжает Бете) «нам остается лишь радоваться, ибо это означает, что им приходится разоряться ради проекта, никчемного в военном отношении». Те, скорее всего, воспользовались - и действительно поистратились немало: «труба», в смысле иллюзорности достижения конечной цели, понапрасну «съела» почти 6 лет работы квалифицированнейшей научной «сборной» из КБ-11 и московских институтов. Впервые за время работ по советскому атомному проекту разведка способствовала заведению важнейшей научно-технической проблемы в глубокий концептуальный тупик.

... концепции появились уже к концу 1948 г. С этого момента советские и американские усилия по созданию термоядерного оружия расходятся по разным дорогам, чтобы снова встретиться к концу казавшегося бесконечно далеким 1955 г. «Слойка» (1948 - 1954 гг.) В конце августа 1946 г. Э. Теллер (совместно с Р. Рихтмайером) выпустил отчет с предложением новой, альтернативной «классическому суперу» схемой термоядерной бомбы, которую он назвал «будильник». Предложенная им конструкция состояла из чередующихся сферических слоев делящихся материалов и термоядерного горючего (дейтерий, тритий и, возможно, их химические соединения), окружающих размещенный в центре атомный инициатор (заряд деления на основе урана-235 или плутония). Быстрые нейтроны, рожденные при реакциях в слоях термоядерного горючего, должны были вызвать деления в соседних слоях делящихся материалов, что приводило бы к заметному увеличению энерговыделения В результате ионизационного сжатия термоядерного горючего в процессе взрыва должно было происходить сильное увеличение его плотности и, как следствие этого, резко возрастать скорость термоядерных реакций. Главным преимуществом предложенной схемы было отсутствие необходимости осуществления взрывного режима термоядерного горения.
Это было уже немало - вспомним, что его физическая недостижимость оказалась роковой для судьбы как «супера», так и «трубы». К тому же в сентябре 1947 г. Э. Теллер выпустил новый отчет, в котором предложил использовать в «будильнике» в качестве термоядерного горючего дейтерид лития-6. Его включение в конструкцию должно было приводить к сильному увеличению наработки трития в процессе взрыва и, тем самым, заметно увеличивать эффективность действия заряда. Однако конструкция требовала большой мощности атомного инициатора - порядка одной десятой общей мощности заряда. А от «будильника», как целевой альтернативы «классическому суперу», требовалось получить сходную - мегатонную или даже многомегатонную мощность. Поэтому проект «будильника» и не показался Э. Теллеру сколько-нибудь многообещающим и перспективным, в первую очередь именно из-за проблем инициирования, которые для такого заряда выглядели непреодолимыми.
Трудно сказать, знал ли об этих идеях Э. Теллера А.Д. Сахаров, когда в сентябре - октябре 1948 г. он, анализируя альтернативные (по отношению к «трубе») схемы водородной бомбы, пришел к физически аналогичной схеме. Скорее всего, не знал - тогда он, рядовой сотрудник группы Я.Б. Зельдовича, не имел доступа к материалам разведки, а как должны были (и умели) держать в этом смысле язык за зубами те, кто его имел, хорошо известно из истории создания советской атомной бомбы. Во всяком случае, исследователи (часто они же и участники) истории советского термоядерного проекта (как уже отмечалось, часто придерживающиеся различных мнений и взглядов на многие ее аспекты) единодушно отмечают концептуальную независимость сахаровских разработок.

Любопытно, что даже упомянутое выше явление ионизационного сжатия термоядерного горючего, являющееся физической основой действия такого устройства, до сих пор среди российских атомщиков известно, по фамилии Сахарова, как «сахаризация».

В отличие от «будильника», проект которого погубили излишние амбиции (требование достижения мегатонных мощностей), идея А.Д. Сахарова была более «приземленной». Он, вероятно, исходил не из этих, в общем-то достаточно произвольных, требований, а от технически достижимых возможностей. Они же были таковы: задавшись величиной энерговыделения атомного инициатора в 20 - 30 кт (реальность чего была уже достоверно известна), в рамках такой конструкции можно было получить общую мощность заряда порядка 200 - 300 кт, а при использовании трития - даже несколько больше. Тогда, в конце 40-х гг., это выглядело весьма многообещающе. Поэтому идея А. Д. Сахарова быстро получила практическую поддержку.
Уже 16.11.48 И.Е. Тамм обратился с письмом на имя С.И. Вавилова, где, имея в виду именно ее, сообщил о «принципиальной возможности достижения ядерной детонации дейтерия в специальном устройстве, сочетающем дейтерий (или тяжелую воду) с природным ураном-238» (выделено мной - А. К.). Более своевременной идеи тогда предложить было нельзя. Вспомним о колоссальных трудностях, которые испытывала в те дни молодая советская атомная промышленность с наработкой делящегося материала для первой советской атомной бомбы, и было ясно, что даже в случае ее удачного испытания именно производство оружейного урана-235 и/или плутония-239 явится лимитирующим фактором развертывания советского ядерного потенциала - во всяком случае, в течение обозримого времени. А тут появляется возможность использовать в качестве эффективного ядерного горючего не эти дорогостоящие материалы, а дешевый «отвальный» уран-238, при производстве оружейного урана-235 вообще рассматриваемый как производственные отходы - или же вообще природный уран!
Существо дела заключается в следующем. В «обычной» атомной бомбе уран-238 не только бесполезен (вторичными нейтронами деления он практически не делится), но и вреден, поскольку в других ядерных реакциях, конкурирующих с делением, жадно «выедает» эти нейтроны, столь нужные для развития цепного процесса. Именно поэтому для атомной бомбы требуется уран высокого (свыше 90 %) обогащения по урану-235. Однако ситуация кардинально меняется, когда на слой урана-238 обрушиваются нейтроны термоядерного синтеза, имеющие (в среднем) почти в 10 раз большую энергию, чем вторичные нейтроны деления. Ими-то уран- 238 делится прекрасно, при этом стоимость получения каждой килотонны мощности многократно уменьшается. Очень заманчиво!

«Слойка» Сахарова — атомная бомб с термоядерным усилением (бустированием)

А.Д. Сахаров выпустил первый отчет по «слойке». А 03.03.49 с выходом отчета B.Л. Гинзбурга на сцене появился уже известный нам по «будильнику» важнейший ядерный материал - дейтерид лития-6, идеально подходивший в качестве термоядерного горючего. Интересно, что сначала предложение B.Л. Гинзбурга имело в основе лишь идею усиления «сахаризации» за счет реакции захвата нейтронов литием-6. И лишь после ознакомления (из публикации в журнале «Physical Review» от 15.04.49) с новыми данными по сечениям реакций синтеза B.Л. Гинзбургу стало ясно, что главная ценность дейтерида лития-6 заключается совсем в другом.
Как уже указывалось, из-за существенно более высокого сечения взаимодействия ядер дейтерий-тритиевая смесь поджигается гораздо легче, чем чистый дейтерий (для чего и предполагалось использовать ее в качестве основы инициирующего устройства «супера»). Но упоминалось и о том, что, несмотря на перспективность (хотя и не обещавшую стопроцентного успеха) масштабного использования трития в схемах типа «супера», ценой такого использования явилось бы фактическое прекращение наработки оружейного плутония, на что в США никто не пошел бы. Тем более нереалистично было бы ориентироваться на быстрое освоение промышленного производства трития в СССР, где и плутония-то к описываемому времени даже на одну бомбу не успели еще наработать. Помимо этого тритий очень нетехнологичен (все-таки при нормальных условиях это газ). К тому же он еще и радиоактивен: с периодом полураспада 12,4 года он превращается в стабильный гелий-3. Эго существенно ограничивает срок функциональной пригодности термоядерного боеприпаса на основе (или с использованием) трития. Конечно, эти трудности в принципе преодолимы (что история развития термоядерного оружия впоследствии и доказала), но вот какой ценой и за какое время...
Всех указанных недостатков лишен дейтерид лития-6. Радионуклидов он не содержит, при нормальных условиях он представляет собой легкое кристаллическое вещество белого цвета. Но главное - его ядерно-физические свойства. Литий-6 жадно захватывает нейтроны деления, образующиеся при взрыве атомного инициатора, превращаясь при этом в... тритий, а дейтерий уже наготове! И тут вступает в игру основное достоинство «слойки». При правильно выбранных параметрах конструкции в ней, вследствие «сахаризации» и ударной волны от взрыва инициатора, достигается огромная степень сжатия термоядерного горючего. Впрочем, то, что эффективность термоядерного горения тем выше, чем больше плотность горючего, было понятно из самых общих соображений. Задача состояла в том, чтобы достигнуть не просто больших - колоссальных, доселе невиданных, степеней его сжатия в десятки и сотни миллионов атмосфер. Вот чего не хватало «суперу» и «трубе», вот когда открывается прямая дорога к водородной бомбе! Советские ядерщики встали на этот путь через «слойку».

РДС-6с («слойка») — 1950-1953 гг.

В соответствии с решением СК от 26.02.50 было принято Постановление СМ СССР. Оно обязывало ПТУ, Лабораторию № 2 АН СССР и КБ-11 организовать расчетно-теоретические, экспериментальные и конструкторские работы по созданию изделий РДС-6с («слойка») и РДС-6т («труба»). В первую очередь должно быть создано изделие РДС-бс с тротиловым эквивален 25 том 1 Мт и весом до 5 т. Постановление предусматривало использование трития не только в конструкции РДС-6т, но и в конструкции РДС-бс. Научным руководителем работ по созданию изделий РДС-бс и РДС-6т был назначен Ю.Б. Харитон, его заместителями И.Е. Тамм и Я.Б. Зельдович. В части, касающейся РДС-бс, постановление обязывало изготовить к 1 мая 1952 г. модель изделия РДС-бс с малым количеством трития и провести в июне 1952 г. полигонное испытание этой модели для проверки и уточнения теоретических и экспериментальных основ РДС-бс. К октябрю 1952 г. должны быть предоставлены предложения по конструкции полномасштабного изделия РДС-бс. Постановление предписывало создать в КБ-11 расчетно-теоретическую группу для работ по РДС-бс под руководством И.Е. Тамма (для чего позже, в марте 1950 г., в КБ-11 прибыли А.Д. Сахаров и Ю.А. Романов, в апреле - сам И.Е. Тамм).

В тот же день, 26.02.50, было принято Постановление СМ СССР «Об организации производства трития». Вскоре были приняты постановления СМ СССР о строительстве специализированного тяжеловодного реактора по наработке трития и об организации производства дейтерида лития-6. Последующие события показали, насколько дальновидным было это последнее решение. Тем не менее довольно скоро стало ясно, что заданные сроки подготовки к испытанию РДС-6с (1952 г.) нереальны. Не последнюю роль в затягивании работ сыграло продолжение исследований по «трубе», хотя их бесперспективность уже тогда начала выявляться вполне отчетливо.

РДС-бс был успешно испытан на башне Семипалатинского полигона. Четвертое по счету советское ядерное испытание стало выдающимся достижением советской оборонной науки и техники, и слова И.В. Курчатова, обращенные, с глубоким поклоном, к А.Д. Сахарову: «Тебе, спасителю России, спасибо!», были, отнюдь, не пустой фразой - «Майк» был серьезнейшим вызовом, ответ на него нужно было давать незамедлительно. И он был дан, и вполне достойный. Мощность заряда РДС-бс составила 400 кт, что не шло ни в какое сравнение с десятками килотонн бомб 27 деления первого поколения. Он вполне мог стать основой первого в мире доставляемого термоядерного боеприпаса - «Майк», в котором в качестве термоядерного горючего использовался жидкий дейтерий при температуре, близкой к абсолютному нулю, действительно представлял из себя громоздкое устройство размером с двухэтажный дом и весом около 65 т. И иных технологических альтернатив у Теллера и Улама в то время не было, поскольку промышленное получение и трития, и дейтерида лития-6 было налажено в США лишь спустя некоторое время.
«Слойка» была первым в мире термоядерным взрывным устройством, в конструкции которого использовался дейтерид лития-6 с высоким обогащением по литию-6 (его в природном литии немного, лишь около 7,4 %, остальное - литий-7). Это позволило, во-первых, резко повысить технологичность производства термоядерного оружия, а во-вторых, добиться высокой точности прогноза энерговыделения вновь конструируемых устройств. Вот где и когда сказалась дальновидность руководства советского термоядерного проекта, принявшего решение о производстве этого важнейшего ядерного материала еще в начале 1950 г.! Но именно «слойка» открыла эру «грязных» бомб, сочетающих высокую общую мощность с большим удельным энерговьщелением по делению.
Напомним, что именно реакция деления (а не синтеза) является источником наиболее опасных радионуклидов - стронция-90 и цезия-137, определяющими, в зависимости от типа и мощности взрыва, местную, региональную или глобальную радиационную и радиоэкологическую обстановку. В «слойке» вклад реакции синтеза в суммарное энерговьщеление не превышал 15 - 20 %, что было близко к теоретическому пределу.
По существу это была бомба деления на уране-238, лишь незначительно усиленная тритием и дейтеридом лития-6.
Неслучайно ее испытание 12.07.53 (к тому же проведенное в наиболее неблагоприятных, с точки зрения радиационных последствий, условиях - наземный взрыв) явилось причиной сильнейшего локального и регионального радиоактивного загрязнения - на территории полигона и окружающих его областей Казахстана и России выпало 82 % стронция-90 и 75 % цезия-137 из суммарного их количества, выброшенного в атмосферу за все время функционирования Семипалатинского полигона вообще! Впрочем, об экологии тогда задумывались лишь немногие. Но сомнения оставались - и сомнения очень серьезные.

Существо проблемы, увы, лежало в самой концепции «слойки». В самой общей форме оно заключалось в следующем: единственно мыслимое в ее рамках положение атомного инициатора (заряда деления) - в центре конструкции. Соответственно, как ударная волна от его взрыва, обжимающая слои дейтерида лития-6 и урана-238, так и вторичный поток энергии расходятся в объеме заряда просто по основным законам геометрии. При этом, естественно, теряется необходимая плотность энергии, что физически ограничивает количество «работающих» слоев (следовательно, и общее энерговыделение). Чтобы избежать этого, надо было увеличивать мощность инициатора.
Как уже говорилось, в пределах разумной конструкции она должна быть порядка одной десятой от общей мощности заряда, так что для мегатонного энерговыделения потребовался бы инициирующий заряд деления мощностью около 100 кг. Но мы уже знаем (как знали об этом, естественно, и в КБ-11), с какими огромными трудностями связано создание такого заряда. В частности, масса химической взрывчатки при любой компоновке инициатора составляла бы десятки тонн. Ясно, что военная ценность такой конструкции была ничтожна - термоядерный боеприпас получался очень громоздким и неуклюжим (хотя, как увидим, административное движение к таким «уродам» в какой-то момент было предпринято). В то же время колоссальное энерговыделение при взрыве «Майк» (10,4 Мт) было тогда уже известно Курчатову и его коллегам, и вставал тревожный вопрос: как удалось американцам добиться этого, даже, в общем, безотносительно к компактности устройства? Усовершенствованием чего-то типа «слойки»? Непохоже...

Историческое значение «слойки» состояло не только в том, что она была первым в СССР и в мире доставляемым термоядерным боеприпасом - со всеми вытекающими отсюда военными и политическими последствиями. Страшная мощь термоядерного взрыва 12 августа 1953 г., как оказалось, сыграла немаловажную роль в становлении философии нового ядерного мира. Свидетельствует один из высших руководителей советского ядерного комплекса, «главный инженер атомной отрасли» академик А.П. Александров: «Когда Игорь Васильевич [Курчатов - А.К.] вернулся после этих испытаний в Москву, я поразился каким-то его совершенно непривычным видом. Я спросил, что с ним, он ответил: «Анатолиус [обычная форма обращения ИВ. Курчатова к рассказчику - А.К.]! Эго было такое чудовищное зрелище! Нельзя допустить, чтобы это оружие начали применять!»
Первая реакция - часто самая верная, так произошло и в данном случае. Обратим внимание: Курчатов сказал именно «начали применять», не добавляя сюда ни «продолжали разрабатывать», ни «не запретили» и т.п. Необыкновенно дальновидный человек, Курчатов уже тогда, вероятно, понял, раньше и лучше, чем многие другие, что ядерное оружие, именно благодаря своей невероятной, фантастической мощности, полностью отличается по своей сути от всех созданных до этого вооружений. Речь здесь идет вовсе не об «угрызениях совести», «сомнениях», «раскаяниях», «страхом перед содеянным», «осознании антигуманного характера деятельности» и т. п., что задним числом усердно пытались приписать советским ядерщикам «демократические средства массовой информации» во второй половине 80-х и 90-х гг.

РДС-27 — советская одностадийная ядерная бомба с термоядерным усилением типа «Слойка» (в США конструкцию называли «Alarm Clock»)

В то же время работы по усовершенствованию «слойки» шли и по другим направлениям - в первую очередь по пути удешевления конструкции и повышения ее технологичности. Итогом этих работ стал выполненный по этой схеме опытный термоядерный боеприпас РДС-27. В нем, по сравнению с прототипом РДС-бс, ценой некоторого уменьшения мощности был достигнут полный отказ от трития, и в таком виде изделие, в принципе, могло быть уже тогда принято на вооружение в серии.

Вопросы безопасности носителя при испытаниях термоядерной бомбы

... возникали очень непростые вопросы обеспечения безопасности самолета-носителя (следовательно, и его экипажа) при неминуемом воздействии двух главных поражающих факторов ядер но го взрыва - светового излучения и ударной волны. В особенности много проблем доставляло именно световое излучение, по вполне понятной причине - принципиального различия скоростей пространственного распространения поражающих факторов. Ударная волна, хотя сначала и распространяется со сверхзвуковой скоростью, довольно быстро ее теряет. Поэтому у экипажа самолета-носителя, дополнительно ко времени между сбросом бомбы и ее подрывом, есть еще некоторое время на увеличение расстояния от центра взрыва - пока ударная волна «догонит» самолет. Если же скорость полета сравнима со скоростью звука, то это - немаловажный фактор безопасности. А вот со скоростью света не потягаешься - он-то настигает мгновенно. Чтобы уменьшить плотность падающего излучения за счет увеличения расстояния, в запасе только время между сбросом бомбы и ее подрывом. Впрочем, во всех упомянутых выше случаях оба вопроса достаточно успешно решались, поскольку энерговыделение при взрывах не превышало 60 кт (а чаще - значительно меньше).
Но для РДС-27 с его проектным энерговыделением 200 - 250 кт проблема выглядела совершенно иначе. С самого начала было ясно, что для этой цели может быть использован лишь бомбардировщик с боевой нагрузкой не менее 6 т (проектная масса РДС-27) и скоростью не менее 900 км/ч. В СССР таким требованиям к тому времени удовлетворял лишь реактивный бомбардировщик Ту-16, созданный в ОКБ А. Н. Туполева и начавший поступать на вооружение ВВС в начале 1954 г. К концу 1955 г. он был уже хорошо освоен экипажами элитного 35-го бомбардировочного полка, специально сформированного для проведения воздушных ядерных испытаний, а четыре раза (в 1954 г.) - уже применялся в качестве самолета-носителя. Этот опыт был, конечно, полезен, но в случае с РДС-27 рамки его использования, как уже отмечалось, были существенно ограничены.
Впрочем, характер необходимых защитных мероприятий стал ясен с самого начала.
Во-первых, для уменьшения обоих указанных выше поражающих факторов при сбросе бомбы следовало использовать тормозной парашют, позволяющий увеличить удаление самолета от центра взрыва.
Во-вторых, для снижения воздействия светового излучения необходимо было всемерное увеличение отражающей способности тех элементов конструкции самолета (или, что то же самое, уменьшение способности поглощающей), которые подвергнутся этому воздействию. Поскольку высота полета существенно превышала проектную высоту подрыва, речь шла о нижней полусфере самолета (крылья и фюзеляж), с которых был удален обладающий высокой поглощающей способностью заводской лак, а все элементы темного цвета (опознавательные знаки и др.) тщательно покрыты светоотражающей краской. Было также модифицировано остекление пилотской кабины - во избежание поражения зрения членов экипажа.
Наконец, в-третьих, для предотвращения возможных механических повреждений при прохождении ударной волны некоторые элементы конструкции самолета были подкреплены или усилены.
Все перечисленные мероприятия были выполнены непосредственно на полигоне силами его служб. О безопасности на территории полигона (тем более - за его пределами) вопрос не стоял, поскольку опыт испытания РДС-бс свидетельствовал об отсутствии в этом смысле сколько-нибудь серьезных ожидаемых проблем.

Ветеран ядерных испытаний, сотрудник одного из исследовательских институтов Минсредмаша Н.З. Тремасов вспоминает в этой связи горячие споры среди участников испытаний: сгорит самолет от светового излучения или нет? Тремасов вовсе не исключает, что эти споры слышали и летчики. Сомнения оказались напрасными - испытания РДС-27 06.11.1955 оказались полностью успешными. Бомба, сброшенная на парашюте с высоты 12 км, сработала на высоте около 1500 м на проектную мощность (250 кт), а тщательный осмотр самолета-носителя Ту-16 после приземления никаких повреждений не обнаружил. Не пострадал и экипаж, а использование его членами аналогий по поводу воздействия на самолет ударной волны на долгие годы вошли в фольклор военных ядерщиков. Командир экипажа В.Ф. Мартыненко (впоследствии за участие в испытаниях ядерного оружия удостоенный звания Героя Советского Союза): «Словно вылетели на железнодорожный переезд на телеге без рессор». Штурман А.Н. Кириленко: «Как оглоблей по фюзеляжу». Сказалось крестьянское происхождение обоих.

Гонка за мегатоннами

... у атолла Бикини в Тихом океане прогремел американский испытательный термоядерный взрыв доселе неслыханной мощности - она достигла 15 Мт! Этот взрыв («Браво»), до сих пор являющийся наиболее мощным из всех, произведенных США, привел к трагическим последствиям. Интенсивными радиоактивными выпадениями был накрыт находящийся на расстоянии более 200 км от Бикини японский траулер «Фукурю-мару». 23 рыбака, получившие дозу на уровне, вероятно, около 200 рентген, были вынуждены в течение долгого времени лечиться от острой лучевой болезни, а один из них (радист траулера А. Кубояма) 23.09.54 скончался в больнице - по-видимому, от негативных побочных последствий облучения.
Советских ядерщиков взрыв «Браво» поверг в шок. А ведь за ним, в рамках серии испытаний США «Кэстл», с интервалом около месяца последовали «Ромео» (11 Мт), «Янки» (13,5 Мт), и еще два взрыва несколько меньшей мощности, но также мегатонного класса (6,9 и 1,69 Мт). Стало ясно: в соревновании за обладание термоядерным оружием США вырвались вперед, и решения, которые нужно было принимать немедленно, должны быть наиболее значительными и ответственными за все время ядерной гонки. Последовал уже упоминавшийся выше окончательный отказ от «трубы». В свете явной бесперспективности этой схемы такое решение выглядело вполне логичным, но надо было идти дальше. И на одном из совещаний в КБ-11 с участием руководства предприятия и всех ведущих специалистов И.Е. Тамм потребовал категорического отказа не только от «трубы», но и от «национальной гордости» - «слойки».
Участник совещания Л.П. Феоктистов вспоминает: «В ответ на чью-то реплику: «Зачем так резко? Давайте развивать старое и искать новое», - последовало ... энергичное выражение И.Е. Тамма: «Нет-нет. Человек консервативен. Если ему оставить старое и поручить новое, он будет делать только старое. Мы должны завтра объявить: «Товарищи, все, что вы делали до сих пор, никому не нужно. Вы безработные». Я уверен, что мы через несколько месяцев достигнем цели». И мудрый Тамм оказался прав».

Против столь кардинального подхода поначалу резко возражало и руководство Минсредмаша, предпочитая «синицу в руках» - «слойку» (да еще с учетом ее «неосторожно анонсированной» А.Д. Сахаровым модификации РДС-бсД) - «журавлю в небе», причем такому «журавлю», которого и видно пока не было, была лишь уверенность в его существовании. В этом смысле и министерство вполне можно было понять - спрос-то за обеспечение безопасности страны на «ядерном направлении» был с Малышева и его аппарата.
Поэтому полностью «слойка» оставлена и не была. Она, в виде РДС-27, дорабатывалась до боевого изделия в качестве своеобразной «страховки» - на случай неудачи тех принципиально новых подходов, за которые ратовал И.Е. Тамм и которые, по его инициативе, все же стали развиваться в КБ-11 с начала 1954 г. Мы уже знаем - «страховка» сработала, однако всего через две недели сработали и «новые подходы». Да так сработали, что все предыдущие подходы в один момент стали историей.

Путь которым прошли Эдвард Теллер и Станислав Улам

К чести Теллера и Улама, в унынии по поводу кончины «супера» (которая была отягощена и личностным конфликтом) они пребывали недолго. То, что для создания бомбы нужны колоссальные степени сжатия термоядерного горючего, Теллер и Улам к началу 50-х гг. понимали не хуже, чем Сахаров, Тамм и Зельдович. Но замечательная идея их получения пришла Уламу при работе в несколько другой области разработки ядерного оружия - повышения эффективности ядерных боеприпасов деления (атомных зарядов) путем создания двухступенчатой бомбы, когда взрыв вспомогательного плутониевого заряда вызывает сжатие основного (также плутониевого или уранового) по схеме имплозии.
Нам пора подробнее познакомиться с этим удивительным явлением, без использования которого современное ядерное оружие просто немыслимо. Рассмотрим, например (модельно, разумеется!), взрыв некоторого достаточно компактного устройства (заряда) на основе химической взрывчатки, равномерно распределенной по его объему. Результатом этого «привычного» для нас, так сказать, «обыкновенного» взрыва является расходящаяся в среде за пределами заряда ударная волна, которая при распространении теряет плотность передачи энергии. Как помним, именно это обстоятельство оказалось роковым для «слойки» - в рассматриваемом смысле замена химической взрывчатки на ядерную принципиально картины не меняет. А теперь изменим конструкцию заряда на основе химической взрывчатки. Выполним ее в виде «пояса» - пустотелого сферического заряда, собранного из отдельных, но одновременно инициируемых на подрыв элементов. Каждый такой элемент состоит из взрывчатки двух типов, с существенным различием скоростей детонации - в этом случае он будет работать в качестве так называемого фокусирующего элемента.
При правильной конструкции заряда и высокой степени синхронизации подрыва его результатом будет сферически сходящаяся детонационная волна. Взрыв будет направлен не вовне, а внутрь, при этом плотность энергии в сходящейся ударной волне от периферии к центру резко возрастает. Если в полости конструкции поместить какой-либо объект (например, плутониевую сферу), то при прохождении фронта ударной волны возникает огромное давление, обеспечивающее ударное сжатие делящегося материала и его переход из подкритического состояния в надкритическое с последующим ядерным взрывом. Это и есть имплозия - «взрыв внутрь», обеспечивающий достижение очень высоких плотностей энергии.

Казалось бы, вот он, готовый механизм обжатия термоядерного горючего. Однако первые же оценки показали: энергии химической взрывчатки, которой хватает при имплозии для требуемой степени обжатия делящегося материала в атомной бомбе, явно недостаточно для синтезного материала в бомбе термоядерной. И Улам об этом знал - как, конечно, знали и специалисты КБ-11. А что, если (рассуждал Улам) все же попытаться использовать для имплозий но го обжатия термоядерного горючего энергию атомного инициатора? Конечно, создать атомный «фокусирующий элемент» нельзя, да и вообще конструкция, в которой инициирующий заряд и синтезный материал объединены в один узел, обречена. В лучшем случае в итоге получится что-то вроде концептуально бесперспективного «будильника», о котором Улам также, несомненно, знал. Но ведь можно поступить иначе - пространственно разделить инициирующий (атомный) и энерговыделяющий (термоядерный) узлы и попытаться сфокусировать на оболочке последнего механическую энергию и нейтронный поток от взрыва инициатора. Дня такой фокусировки нужно надлежащим образом направить ударную волну от этого взрыва по окружающему материалу. Сжатие, по оценкам Улама, в этом случае должно быть колоссальным.

Но настоящий прорыв был еще впереди. Когда Улам в начале 1951 г. сообщил об этой схеме Теллеру (с которым к тому времени успел помириться), тот в ответ предложил свой вариант, по словам Улама, «более удобный и общий». Что это был за вариант - об этом чуть ниже, но именно за него Теллер получил (и заслуженно!) неофициальное, но от этого не менее почетное звание «отца водородной бомбы». Совместный отчет Теллера и Улама от 09.03.51 по существу концептуально завершил историю американского термоядерного оружия - работоспособная схема была найдена.

... американский путь от стационарного устройства до транспортабельной бомбы оказался достаточно долгим и тернистым. Начался он со своеобразного «зигзага». Как и в уже известной читателю истории с бомбой деления большой мощности («Кинг»), специалисты Лос-Аламоса в полной мере продемонстрировали технологическую прямолинейность: основные физические принципы «Майка» (использование в качестве термоядерного горючего жидкого дейтерия, для чего требовалось сложная и громоздкая криогенная техника) были реализованы в конструкции «доставляемого» термоядерного боеприпаса ТХ-16 с проектным энерговыделением 6-8 Мт.
В 1954 г. ТХ-16 был доведен до передачи его в серийное производство и на вооружение. Была произведена малая серия (5 единиц) этих зарядов, имевших невиданные еще, поистине циклопические размеры: длина - 7,5 м, диаметр - 1,57 м. Масса чудовища составляла около 19 т. Испытания этого заряда не проводились ни в стационарном варианте, ни, тем более, в режиме бомбардировочного вылета. Однако «доставляемость» и этой, и следующих ранних конструкций американских термоядерных боеприпасов была в немалой степени условной: первые серийные американские авиационные водородные бомбы Мк-17 и Мк-24, разработанные на основе испытанных в серии «Кэстл» устройств, имели те же размеры и вес, что и ТХ-16, при примерно удвоенном энерговыделении (10 - 15 Мт). Их (вместе) было произведено гораздо больше - 305, но в режиме бомбардировочного вылета они также не испытывались.

Расхождения расчетных и истинных значений энерговыделения первых американских термоядерных боеприпасов

Вероятно, гораздо более значимой была другая причина - большие расхождения расчетных и истинных значений энерговыделения первых американских термоядерных боеприпасов (в два раза и более). Это было прямым следствием уже упомянутой затяжки в освоении в США производства обогащенного по литию-6 дейтерида лития. Лишь в мае 1952 г. в Ок-Ридже началось строительство завода по производство лития-6 высокой степени обогащения. В эксплуатацию он был пущен только в середине 1953 г., и к началу серии «Кэстл» требуемых количеств американцам получить не удалось.
Например, в конструкции устройства, взорванного в опыте «Браво», применялся дейтерид лития с относительно низким обогащением по литию-6 (около 40 %), а в других испытаниях этой серии использовался даже природный литий (7,4 % лития-6, остальное - литий-7). Ядерные же свойства лития-7 и смесей изотопов лития различного состава к тому времени были еще недостаточно изучены - отсюда и проблемы с прогнозом энерговыделения. Как бы то ни было, первое испытание водородной бомбы (с энерговыделением 1,7 Мт) при сбрасывании его с самолета США провели лишь 21.05.56 (испытание «Чероки»). К тому времени СССР провел успешные авиационные испытания не только боевого варианта бестритиевой «слойки» РДС-27 (об этом читатель уже знает), но и «настоящей», двухступенчатой водородной бомбы мегатонного класса.

«Водородная бомба - это когда землю заливают жидким водородом, все замораживая»

... степень понимания даже физических основ нового оружия, не говоря уже о частностях, за пределами очень узкого (в масштабах страны) круга людей, привлеченных к его разработке, вполне соответствовала уровню секретности работ - она была близка к нулю, в том числе и в среде технических специалистов. Как пример, об этом свидетельствует фрагмент лекции по химии, прочитанной уже в 1950 г. проректором МГУ проф. Г.Д. Вовченко: «Водородная бомба - это когда землю заливают жидким водородом, все замораживая».

«Третья идея» — концепция радиационного обжатия термоядерного узла

... рентгеновское излучение обладает важнейшим в данном случае качеством: оно сравнительно легко проходит сквозь не слишком толстые и плотные преграды, эффективно поглощаясь в более толстых. Вот оно, решение!
Во-первых, в отличие от «слойки», надо пространственно разделить инициирующий (заряд деления) и энерговыделяющий (синтезный) узлы.
Во-вторых, атомный инициатор надо конструктивно оформить так, чтобы он в момент взрыва выпустил рентгеновское излучение («... будем выпускать из шара излучение!», по Зельдовичу).
Наконец, в-третьих, надо сфокусировать это излучение на энерговыделяющем узле, чтобы, поглотившись в его оболочке и нагрев ее до миллионов градусов, оно и обеспечило то огромное давление (сотни миллионов атмосфер), которое, как уже знаем, является залогом обеспечения работоспособности термоядерной бомбы.

Так советские ученые пришли к основополагающему принципу современного термоядерного заряда - радиационной имплозии. Именно он сработал у Теллера и У лама в «Майке» и «Браво», именно он независимо (впрочем, этот аспект создания термоядерного оружия мы еще обсудим) был положен советскими учеными в основу принципиально новой, в сравнении со «слойкой», конструкции термоядерного заряда, получившего индекс РДС-37. Конечно, физические, расчетные и инженерные трудности при реализации этой конструкции были огромны. «Игра шла» на миллионных долях секунды, на микронных допусках, на необходимости решения огромных объемов расчетных задач в принципиально новой постановке. Но когда виден главный путь, все частные проблемы преодолимы - да еще в описанной выше обстановке сплоченности и эмоционального подъема, царившей тогда в КБ-11.

... принцип радиационной имплозии при обжатии термоядерного узла в СССР был реализован на три года позже, чем в США. Причем задача разведки здесь предельно упрощалась, так как итогом ее работы в данном случае могли быть даже не украденные из туалета чертежи или секретные отчеты, а те же упомянутые выше три «магических» слова - как в «Пиковой даме» Пушкина. Однако здесь автор должен обозначить свою личную позицию: «позже» в данном случае по смыслу, отнюдь, не значит «вследствие».

РДС-37 — первая советская двухступенчатая термоядерная бомба, 1954-1955 гг.

Результаты интенсивных работ 1954 г. по созданию термоядерного заряда новой конструкции были 24.12.54 обсуждены на заседании НТС КБ-11 под председательством И.В. Курчатова. А 03.02.55 была завершена разработка технического задания на конструкцию опытного термоядерного заряда на новом принципе, который получил наименование РДС-37. К тому времени был завершен определяющий этап его расчетнотеоретического обоснования. Однако расчетно-теоретические работы и уточнение конструкции РДС-37 продолжались вплоть до окончательной сборки и отправки изделия на полигон.

Хотя тритий в конструкции РДС-37 и не применялся (только дейтерид лития-6), ее проектное энерговыделение составляло невиданную еще для советских ученых и военных величину - 3,6 Мт! Почти в 10 раз мощнее «слойки»!

Вопросы безопасности испытаний термоядерной бомбы РДС-37

Первый был связан с полигоном как таковым. Близкий по своим очертаниям к кругу диаметром около 200 км, Семипалатинский полигон вполне годился для проведения испытаний ядерных зарядов с энерговыделением вплоть до нескольких сотен килотонн. Однако при взрыве мегатонного класса нельзя было дать никаких гарантий отсутствия сильных разрушений не только на территории полигона (включая важные постоянные объекты его инфраструктуры), но и за ее пределами ...

С другой стороны, альтернатив испытанию РДС-37 на Семипалатинском полигоне не было. Второй ядерный полигон СССР, Новоземельский, громадные безлюдные пространства которого практически не ограничивали мощность взрыва, в то время только начинал свою деятельность, и его инфраструктура ни в коей мере не отвечала необходимым требованиям для проведения столь сложного и ответственного испытания. Второй вопрос касался безопасности самолета-носителя и его экипажа. Даже с учетом невиданной еще ожидаемой мощности взрыва было принято (вероятно, на уровне высшего политического руководства СССР) решение отказаться от относительно «спокойного» наземного (башенного) варианта испытания и сразу провести его в режиме боевого бомбардировочного вылета.

Решения были приняты по обоим упомянутым направлениям. Первое было кардинальным и, как показали последующие события, весьма дальновидным: заменой части активного материала заряда на пассивный снизить ожидаемое энерговыделение примерно вдвое, т.е. до величины 1,6 - 1,7 Мт. Это было первое в мировой практике преднамеренное, плановое уменьшение мощности опытного термоядерного заряда. Оно не только оказалось спасительным с точки зрения безопасности испытаний, но и свидетельствовало о высоком уровне понимания советскими учеными и инженерами сложнейших процессов, протекающих при термоядерном взрыве.
Способы же обеспечения безопасности самолета-носителя и его экипажа были, в общем, сходны с уже использованными при испытании РДС-27, но масштаб ожидаемых проблем был в случае с РДС-37 несравненно большим. Соответственно, и решать их следовало с гораздо большей тщательностью. Для этого технических возможностей полигона с очевидностью не хватало, и Ту-16 был отправлен «домой» - на производственную базу ОКБ А.Н. Туполева в подмосковном г. Жуковском. Там и был выполнен полный комплекс работ по снижению последствий поражающего воздействия на самолет и экипаж светового излучения и ударной волны взрыва до приемлемых величин. Саму же 6-тонную бомбу с этой же целью оснастили тормозным парашютом площадью 9 м3.

Испытания РДС-37: необходимость посадки бомбардировщика с термоядерной бомбой на борту, пятикратное превышение расчётного действия ударной волны

... в 9 ч 30 мин «доработанный» Ту-16 с РДС-37 в бомболюке под управлением майора ВВС СССР Ф.П. Головашко поднялся с «полигонного» аэродрома Жана Семей, неподалеку от г. Семипалатинска. Так начался один из самых драматических дней в истории создания и испытаний советского ядерного оружия. Набор высоты (до 12 км) прошел штатно, однако к началу выполнения предшествующего бомбометанию холостого захода на цель (что необходимо для настройки полигонного оборудования), вопреки прогнозам метеослужбы, резко испортилась погода. Полигон закрыло сплошной облачностью. О визуальном бомбометании нечего было и думать, и экипаж получил разрешение на холостой заход на цель с использованием радиолокационной установки самолета.
Вот тут-то и поступил доклад экипажа об отказе радиолокационного прицела. Прицельное сбрасывание бомбы стало невозможным. Впервые за всю историю ядерных испытаний встал вопрос о вынужденной посадке самолета с экспериментальной термоядерной бомбой чудовищной мощности на борту. А это чрезвычайная ситуация,

22.11.55 в 8 ч 34 мин самолет с тем же экипажем и с той же бомбой на борту вновь поднялся в воздух. Сброс состоялся в 9 ч 47 мин с высоты 12 км по радиолокатору. Барометрические датчики дали команду на подрыв на высоте 1550 м. К тому времени Ту-16, летевший со скоростью 885 км/ч, удалился от центра взрыва на расстояние около 15 км. Произошедшее дальше показалось людям и в воздухе, и на земле чем- то фантастическим, не имеющим отношения к нашему миру. Самолет, оборудованный защитными экранами, сквозь которые не было видно солнца, залил яркий свет - это продолжалось около 10 с. Открытые части тела людей ощутили жар - сильнее, чем на самом солнцепеке в безоблачную летнюю погоду. Подошедшая через 225 с после взрыва ударная волна, как пушинку, подбросила самолет весом более 75 т вверх и вперед по курсу, почти с трехкратным ускорением. Впрочем, экипажу удалось быстро выровнять самолет. Никаких повреждений на Ту-16 после приземления и тщательного осмотра обнаружить не удалось.
С земли же все выглядело еще гораздо грандиознее и с куда большими потерями. На месте раскаленно-белого неба в полгоризонта возникло громадное, сначала ярко-красное, потом багровое, грибовидное облако взрыва, которое поднялось на высоту более 15 км (рис. 2). Нижняя его граница находилась на высоте около 1,5 км, а диаметр составлял более 30 км. А по местности прокатилась ударная волна невероятной силы. Не оставив вообще ничего уцелевшего в радиусе до 40 км от эпицентра взрыва, она вызвала значительные разрушения и на значительно большем расстоянии. Так, в городке испытателей, удаленном на 70 - 75 км, были разрушены легкие постройки, многие дома лишились крыш, а стекла из окон вылетели даже в г. Семипалатинске (170 - 180 км). По отдельным же направлениям действия ударной волны прослеживались на удалении до 350 км (!) от эпицентра. К сожалению, пострадали и люди. В одном из поселков за пределами полигона, удаленном на 60 км от эпицентра, при обвале потолка погибла девочка трех лет. В одном из выжидательных районов для личного состава (36 км от эпицентра взрыва) в результате обвала траншеи были засыпаны землей шесть солдат охраны полигона, при этом один из них умер от удушья. Осколками стекла и обломками строений были легко ранены 26 людей в сельской местности и 16 - в г. Семипалатинске.

РДС-37 сумела «натворить дел» и при половинном энерговыделении - лучше не думать о том, каковы были бы последствия при полном... Хотя после испытания и было найдено объяснение столь аномальному, почти в 5 раз превышающему прогностические значения, воздействию ударной волны (редко встречающееся сочетание распределений ветра и температуры по высоте, в условиях которого ударную волну как бы «прижимает» к земле), стало ясно: для проведения таких взрывов Семипалатинский полигон непригоден. В дальнейшем все испытания адерных зарядов мегатонного класса проводились лишь на Новоземельском полигоне.

«Изделие 49» — принцип Трутнева-Бабаева: изменение способа передачи энергии от инициирующего ядерного заряда к синтезному узлу

В 1957 г. во вновь организованном втором предприятии по конструированию ядерного оружия (Челябинск-70, ныне - РФЯЦ ВНИИТФ, г. Снежинск) под руководством Е.И. Забабахина, Ю.А. Романова и Л.П. Феоктистова был создан первый советский серийный термоядерный боеприпас. В 1958 г. в ходе работ Ю.Н. Бабаева и Ю.А. Трутнева в схему заряда было внесено важное усовершенствование, реализованное в знаменитом «изделии 49» и во многом предопределившее современный облик советских термоядерных боеприпасов.
А к середине 60-х гг. маститые оружейники Г.А. Гончаров и И.А. Курилов (работавшие еще над РДС-37) вместе с молодыми теоретиками В.В. Пинаевым и В.Н. Михайловым (будущим министром Минатома России) создали термоядерный боеприпас с очень высокими удельными (по соотношению энерговыделение/масса) характеристиками. С этого времени в развитии ядерного оружия между СССР и США наступил паритет.

Вопрос о роли разведки в создании термоядерного оружия советскими ядерщиками

... посылка о «случайном характере» открытия Улама и Теллера и о «невероятном совпадении» такого же, но независимого, в СССР, весьма сомнительна. Если в обеих странах, при примерно одинаковом уровне развития соответствующих технологий, прилагаются огромные, возведенные в ранг высших государственных приоритетов, усилия по решению одной и той же масштабной научно-технической проблемы, то вероятность и крупных открытий в данной области, и их независимых совпадений резко увеличивается - примеров тому в мировой истории очень много. Да и мало ли таких случаев знает история естествознания вообще, и было бы странно искать происки спецслужб в практически одновременном открытии планеты Нептун Леверье и Адамсом, в параллельном развитии основ дифференциального исчисления Ньютоном и Лейбницем, в независимой первоначальной формулировке квантовой механики Шредингером и Гайзенбергом и т д. Да что залезать глубоко в историю - ярким примером является описанная выше «слойка».
А теперь об американском ответе на вопрос «кто украл». Ввиду того, что кандидатура Фукса «отпала» (хотя и это, по мнению Д Хирша и У. Метьюза, понимают в США далеко не все), обвинение в «шпионской деятельности» было предъявлено ... радиоактивным осадкам после взрыва «Майк», отбор и последующий анализ которых, якобы, дал в руки советским ядерщикам решающую информацию о радиационной имплозии как об основном принципе действия «настоящей» водородной бомбы. Список крупнейших американских ученых и специалистов, придерживающихся этой (до сих пор широко распространенной) версии буквально поражает. Эго и уже известный читателю X. Бете, и научный руководитель Манхэттенского проекта Р. Оппенгеймер, и председатель Национального управления научных исследований и разработок США В. Буш, и бывший директор Ливерморской национальной лаборатории (второго после Лос-Аламоса исследовательского центра по созданию ядерного оружия в США) Г. Йорк, и др. Но это не так - и об этом свидетельствуют абсолютно согласованные комментарии такой версии со стороны всех ведущих советских термоядерщиков.

Наиболее определенно высказался Ю. Б. Харитон (а уж ему- то имеет смысл верить!): «... организация работ (по отбору и анализу проб - А. К.) у нас в то время еще на недостаточно высоком уровне и полезных результатов не было получено...»; «... радиохимический анализ проб в принципе не мог дать каких-либо сведений о реальной конструкции (выделено мной - А.К.) этого («Майк» - А.К.) устройства». Столь же однозначно высказывается по этому вопросу и Л.П. Феоктистов, которого как мы видели, никак нельзя обвинить в ура-патриотизме. Автор, в течение ряда лет профессионально занимавшийся вопросами анализа радиоактивности проб внешней среды, должен подтвердить правоту российских атомщиков.
Действительно, в ряде случаев по составу этих проб можно сделать определенные заключения о параметрах испытанного заряда. Например, наличие в пробе бериллия-7 и повышенной концентрации трития свидетельствует о наличии термоядерного энерговыделения, короткоживущий уран-237 говорит об использовании в конструкции термоядерного заряда урана-238. По определенным сочетаниям техногенных радионуклидов можно приближенно оценить мощность устройства, относительный вклад энерговыделений по делению и синтезу, характер и дату проведения испытания, иногда состав атомного инициатора и еще кое-что. Но восстановить по этим данным конструкцию заряда действительно, как говорит Харитон, невозможно.

Дело в том, что обсуждаемая задача относится к классу так называемых обратных некорректных, очень нелюбимых математиками и, в отличие от прямых задач, часто не имеющих однозначных решений. Иными словами, следуя некоторому достаточно сложному рецепту, относительно легко, с использованием множества ингредиентов, сварить вкусный соус (прямая задача). Но вот определить по пробе соуса, не зная рецепта, состав ингредиентов, режим приготовления, да заодно еще и конструкцию плиты, на которой он готовился (обратная задача) - это гораздо труднее, если возможно вообще. Аналогия с анализом радиоактивных выпадений от ядерных испытаний - довольно близкая. По результатам этого анализа можно было, по крайней мере в принципе и в любом случае при наличии отработанных методик отбора и анализа проб (чего, как мы видели, у СССР не было), делать вывод о чрезвычайно высокой степени сжатия термоядерного горючего, ибо огромные плотности нейтронных потоков в этом случае «накладывают отпечаток» на их состав. Но мы уже видели, что необходимость достижения такого сжатия уже с начала 50-х гг. не была тайной для Сахарова, Зельдовича и их коллег. А вот как достигнуть этого - на этот вопрос анализ проб в принципе не мог ответить, а именно он и был главным, определяющим.