ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ДЕЙТЕРИЕВОЙ БОМБЕ В СССР

И.И. Гуревич, Я.Б. Зельдович, И.Я. Померанчук и Ю.Б. Харитон подготовили материалы «Использование ядерной энергии легких элементов», которые были заслушаны на заседании технического совета Специального комитета при СНК СССР 17 декабря 1945 г. В докладе, сделанном Я.Б. Зельдовичем, рассматривалась возможность возбуждения термоядерной детонации в цилиндре с дейтерием в условиях неравновесного режима горения /6, с. 19/. В 1991 г. этот доклад был полностью опубликован.

Представляет интерес решение технического совета по докладу — первое официальное решение, касающееся работ в СССР по водородной бомбе:

«1. Считать необходимым провести систематические измерения эффективности сечений в ядрах легких элементов, использовав для этого высоковольтный электростатический генератор Харьковского физико-технического института.

2. Поручить профессору Я.Б. Зельдовичу в трехдневный срок подготовить задание по изучению реакций в ядрах легких элементов и представить их на рассмотрение технического совета».

Обращает на себя внимание тот факт, что решение технического совета касается только базы исходных экспериментальных данных и не содержит поручений, относящихся к организации и проведению расчетно-теоретических работ по исследованию возможности создания сверхбомбы.

С июня 1946 г. теоретические исследования возможности использования ядерной энергии легких элементов начали проводиться в Институте химической физики (в Москве) группой в составе С.П. Дьякова и А.С. Компанейца под руководством Я.Б. Зельдовича. Первые итоги работы этой группы были обсуждены на заседании Научно-технического совета Первого главного управления, состоявшемся 3 ноября 1947 г.

ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ДЕЙТЕРИЕВОЙ БОМБЕ В СССР
ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ДЕЙТЕРИЕВОЙ БОМБЕ В СССР

Яков Борисович Зельдович

(1914-1987),

выдающийся физик-теоретик, академик, создатель первых образцов ядерных и термоядерных зарядов, трижды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и четырех Государственных премий, работал в КБ-11 (ВНИИЭФ) в 1948-1965 гг. 

К заседанию НТС ПГУ был подготовлен отчет С.П. Дьякова, Я.Б. Зельдовича и А.С. Компанейца «К вопросу об использовании внутриатомной энергии легких элементов», доклад на его основе представлен Я.Б. Зельдовичем.

Основы подхода в отчете С. П.Дьякова, Я.Б. Зельдовича и А.С. Компанейца — те же, что и в докладе И.И. Гуревича, Я.Б. Зельдовича, И.Я. Померанчука и Ю.Б. Харитона 1945 г. — выяснение условий, при которых может оказаться возможной ядерная детонация в среде из легких ядер, распространяющаяся в результате прохождения ударной волны в условиях отсутствия теплового равновесия между веществом и излучением. Рассматривалась возможность осуществления подобной детонации как в среде из дейтерия, так и в среде из дейтерида природного лития.

Как отметил Я.Б. Зельдович, сделать какие-либо определенные выводы в то время о практической возможности использования ядерной энергии легких элементов без дополнительных теоретических расчетов и экспериментальных исследований не представлялось возможным.

В решении НТС ПГУ от 3 ноября 1947 г. отмечена важность проводимой в Институте химической физики АН СССР работы по исследованию возможности использования энергии легких элементов для развития ядерной физики и, в случае положительного решения этой задачи, для практических целей. Указана необходимость продолжения этих работ, в первую очередь, изучения условий для осуществления реакций в легких элементах с использованием явления детонации при инициировании атомным взрывом.

ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ДЕЙТЕРИЕВОЙ БОМБЕ В СССР

23 апреля 1948 г. Л.П. Берия поручил Б.Л. Ванникову, И.В. Курчатову и Ю.Б. Харитону тщательно проанализировать материалы по системе Фукса—фон Неймана, переданные в 1948 г. Клаусом Фуксом, и подготовить предложения по организации необходимых исследований и работ в связи с получением этих новых материалов /6, с. 112/. Заключения по новым материалам Фукса были представлены Ю.Б. Харитоном, Б.Л. Ванниковым и И.В. Курчатовым 5 мая 1948 г.

Эти материалы дали новый импульс развитию исследований в СССР по проблеме водородной бомбы, которая получила индекс РДС-6. Постановлением Правительства от 10 июня 1948 г., в частности, предусматривалось:

определение предельного диаметра, необходимого для обеспечения горения чистого дейтерия или смеси дейтерия и трития;

анализ влияния различных количеств трития в смеси с дейтерием на скорость реакции;

исследование зажигания дейтерия от смеси дейтерия и трития;

исследование влияния энерговыделения первичного ядерного заряда на процесс зажигания;

исследование влияния физических свойств оболочки РДС-2 на процесс зажигания;

исследование особенностей действия излучения, нейтронов и заряженных частиц в процессе зажигания.

Эти работы КБ-11 должно было проводить с участием Физического института АН СССР. Для проведения этих работ в Физическом институте было предписано создать специальную теоретическую группу под руководством И.Е. Тамма. В состав группы вошли С.3. Беленький, А.Д. Сахаров, В.Л. Гинзбург и Ю.А. Романов. Для координации теоретических и расчетных работ и контроля за выполнением заданий было предписано создать при Лаборатории № 2 специальный закрытый семинар под руководством С.Л. Соболева ( Л.Д. Ландау, И.Г. Петровский, С.Л. Соболев, В.А. Фок, Я.Б. Зельдович, И.Е. Тамм, А.Н. Тихонов, Ю.Б. Харитон, К.И. Щёлкин).

Водородная бомба типа «Super» получила индекс РДС-6т. В работах по проекту РДС-6т участвовали многие замечательные ученые, а руководство физическими исследованиями в нем осуществлял выдающийся физик-теоретик Я.Б. Зельдович /6, с. 325, 327/.

К основополагающим фундаментальным проблемам, изучавшимся в этом проекте, относились, в частности: сечения и энергетика DD- и DT-реакций; вопросы максвеллизации ядер и электронов; нейтронно-ядерные взаимодействия в зажигающейся и горящей дейтериевой плазме;

радиационные процессы при нагреве и остывании плазмы в неравновесных условиях;

гидродинамика дейтериевой плазмы.

В начальный период работ по проекту экспериментальные данные по многим определяющим процессам были крайне скудны; вычислительные возможности отсутствовали. Как отмечали авторы итоговой работы по проекту РДС-6т в 1953 г., «совместное решение всех уравнений этой задачи, учитывающих одновременно все процессы, протекающие в системе, практически не выполнимо до развития машинной математической техники. Поэтому приходилось разделять решения трех основных задач: а) гидродинамики; б) кинетики ядерных реакций и диффузии быстрых частиц, возникающих в процессе реакций; в) излучения». Оценку состояния работ по РДС-6т хорошо характеризует решение НТС ПГУ в начале 1951 г., которое приведено в Приложении 3.

Проект РДС-6т был закрыт к 1954 г. /7, с.287/, когда было окончательно установлено отсутствие устойчивого режима горения подобных безымплозивных систем. Однако эти работы оказались исключительно полезными для понимания многих вопросов, связанных с зажиганием и горением термоядерной среды.

* * *

26 октября 1950 г. вышел подробный отчет сотрудников Я.Б. Зельдовича, Н.А. Дмитриева, Г.М. Гандельмана, В.Ю. Гаврилова, «К теории инициатора для “Т”»/6, с. 324/, в котором рассматривались различные схемы инициирования термоядерного горючего (дейтерия) в «трубе»

«В настоящее время нам представляются мыслимыми следующие принципиальные схемы инициирования теплового взрыва в “Т”:

ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ДЕЙТЕРИЕВОЙ БОМБЕ В СССР

В этой схеме капсюль, содержащий смесь TD, богатую Т, при расширении внутреннего заряда объекта обжимается до весьма высокой плотности, и смесь TD воспламеняется за счет энергии, выделяющейся в ходе взрыва объекта. Появляющиеся в ходе горения смеси 14-МэВ-ные нейтроны выходят через оболочку (частично поглощаясь и замедляясь в ней), воспламеняют слой TD, содержащий малую концентрацию Т. Возникающие в ходе горения этого слоя ударная волна и быстрые частицы воспламеняют вплотную прилегающий к этому слою D. Предусмотренный в этом варианте слой инертного вещества, отделяющий капсюль 3 от слоя 4 (рис. 1), с одной стороны, обеспечивает плотность вещества капсюля и задерживает выход излучения, которое образуется при сгорании центрального заряда, в слой 4. С другой стороны, в такой конструкции неизбежны весьма значительные потери п с энергией в 14 МэВ из-за замедления и поглощения их в слое инертного вещества и неизбежного уменьшения телесного угла, под которым капсюль виден из какой-либо точки слоя 4.

Перейдем теперь ко второй мыслимой конструкции (рис. 2).

ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ДЕЙТЕРИЕВОЙ БОМБЕ В СССР

В этой схеме капсюль 3 обжимается сравнительно мало (только ударной волной, вышедшей из оболочки). Кроме того, начало горения вещества капсюля будет, видимо, практически совпадать с моментом выхода излучения, появившегося при сгорании центрального заряда, в слой 4. Наличие этого излучения может значительно затруднить или сделать невозможным воспламенение бедной Т-смеси в слое 4».

В отчете делается вывод, «что в результате реакции смеси TD, окруженной тяжелым веществом, ударная волна, распространяясь по тяжелому веществу, нагревает и сжимает смесь TD (эта предварительная часть процесса не рассмотрена). В нагретой смеси начинается реакция и происходит быстрое нарастание температуры, достигающей 100-200 кэВ. При этом больше половины Т сгорает за время меньше 2-10—9 с.

Таким образом, показана возможность создания весьма мощного импульса n с энергией 14 МэВ, который может быть применен для воспламенения смеси TD, находящейся вне тяжелого вещества».

* * * 

Следует отметить, что этот проект был закрыт по предложению ученых КБ-11 еще задолго до испытания РДС-37.

При разработке РДС-6т получили принципиальные экспериментальные данные о сечениях термоядерных реакций и взаимодействия ядер термоядерного горючего с нейтронами. В Приложении 4 в приведены фрагменты плана ядерно-физических исследований, которые КБ-11 считало необходимым выполнить для решения данной проблемы. Эти исследования определяли фундаментальные параметры термоядерных процессов и явились одной из основ при дальнейшей разработке термоядерных зарядов, включая РДС-37.

Похожие книги из библиотеки

Асы США пилоты F4U «Corsair»

Первый прототип XF4U-I поднялся в воздух 29.мая 1940 г., решение о серийном производстве новых истребителей было принято 29 мая 1940 г. На самолет был установлен самый крупногабаритный и самый мощный на тот момент звездообразный двигатель воздушного охлаждения Пратт-энд-Уитни R-2800. Огромный мотор требовал соответствующего воздушного винта: пропеллер самолета XF4U-1 имел самый большой среди одномоторных самолетов диаметр. Большой диаметр породил проблему клиренса. Чтобы не делать чрезмерно длинные стойки основных опор шасси инженеры фирмы Чэнс-Воут предложили установить опоры в изломах крыла типа «обратная чайка». За счет использования весьма необычного крыла истребитель приобрел неповторимый силуэт.

Британские асы пилоты «Спитфайров» Часть 1

Впервые пулеметы «Спитфайров» открыли огонь по реальной цели 6 сентября 1939 г., через три дня после объявления Великобританией войны Германии. В 6 ч 45 мин расположенная в Кэньюдоне, графство Эссекс, радиолокационная станция раннего предупреждения засекла приближение с востока группы неопознанных самолетов. Через несколько минут операторы уточнили данные — приближается не одна, а пять групп по шести-двенадцати самолетов в каждой. Из-за отказа аппаратуры неверно было определено направление, с которого подходили самолеты — фактически они шли не с востока, откуда ожидалось появление немецкой авиации, а с запада. Несколько подразделений истребителей были подняты в воздух на перехват обнаруженных самолетов и направлены в район устья Темзы. Эхосигналы от истребителей операторы РЛС воспринимали как появление новых групп самолетов противника. За короткое время количество групп самолетов «противника» возросло до двенадцати. Поступающая информация о воздушной обстановке говорила за то. что люфтваффе решило нанести массированный удар по Лондону. В 6 ч 55 мин была объявлена тревога всем силам ПВО восточной Англии, в Лондоне завыли сирены воздушной тревоги.

Прим.: Полный комплект иллюстраций, расположенных как в печатном издании, подписи к иллюстрациям текстом.

Эволюция вооружения Европы. От викингов до Наполеоновских войн

Книга известного ученого Джека Коггинса представляет подробнейший обзор эволюции вооружения Европы. Исследование включает историю развития оружия, обмундирования и классификацию военных чинов, характерных для ведущих мировых держав. Применение различных видов оружия рассматривается на примере ведения боя у викингов, испанцев, британцев, шведов и французов.

Перед читателем возникает целостная картина развития военного дела Европы, важным этапом которого стало появление огнестрельного оружия.

Линейные корабли ’’Дюнкерк” и ’’Страсбург”

«Дюнкерк» и «Страсбург» запомнились не только тем, что стали первыми французскими капитальными кораблями, построенными после первой мировой войны. Они полноправно считаются первенцами нового поколения боевых судов- поколения быстроходных линкоров, ставших символом морской мощи в 30-40-х годах. Таким образом, в истории военного кораблестроения они могут претендовать на такое же почетное место, что и построенный после русско- японской войны английский «Дредноут». Ведь именно закладка «Дюнкерка» стимулировала новый виток гонки морских вооружений, конечно, не такой масштабный, как перед первой мировой войной, но вызвавший появление суперлинкоров доселе невообразимых размеров и мощи: кораблей типов «Бисмарк», «Литгорио», «Айова», «Ямато», «Ришелье» и других.