5. ОСНОВОПОЛАГАЮЩИЕ ИДЕИ, ПРИВЕДШИЕ К РАЗРАБОТКЕ РДС-37

Работами по РДС-6с был создан научно-технический задел, который затем использовался в разработке водородной бомбы принципиально нового типа — водородной бомбы на принципе радиационной имплозии. Существенно, что и при разработке РДС-6с, и при разработке РДС-37 важное значение имели данные о характеристиках термоядерных реакций и нейтронно-ядерных взаимодействиях. В этих целях были развернуты широчайшие исследования с привлечением многих академических и отраслевых институтов. О масштабе проводившихся ядерно-физических исследований дают представление программы работ, сформулированные в КБ-11 в начале 1951 г. (см. Приложение 4). Хотя значительная часть работ выполнялась в рамках программы разработки РДС-6с, а также РДС-6т, результаты их непосредственно легли в основу разработки РДС-37.

Получение большого энерговыделения в РДС-6с стимулировало надежды на создание в рамках этого принципа термоядерного заряда мегатонного класca (до 2 Мт). Трудности на этом пути оказались велики. Они были связаны как с невозможностью увеличения массогабаритных параметров заряда (ограниченных возможностями средств доставки), так и с необходимостью исключения из схемы заряда значительных количеств трития. Однако новый проект РДС-6СД в конце 1953 г. стал главным направлением термоядерной программы СССР. Руководил им академик А.Д. Сахаров. Проблематичность решения задачи на этом пути стимулировала развитие других направлений.

История работ над новым физическим принципом конструирования термоядерного оружия в СССР и по созданию первой термоядерной бомбы на этом принципе, которая получила обозначение РДС-37, полна драматизма.

Новый принцип пробил дорогу в жизнь в процессе интенсивных работ по другим направлениям исследований и конструирования термоядерного оружия, которым отдавался приоритет. Этими направлениями были, как ясно из предыдущего изложения, исследования не-обжимаемой цилиндрической системы с жидким дейтерием, в которой ожидалось возникновение ядерной детонации дейтерия под действием ядерного взрыва, и разработка мощного слоеного термоядерного заряда на основе РДС-6с, обжимаемого взрывом химического взрывчатого вещества.

5. ОСНОВОПОЛАГАЮЩИЕ ИДЕИ, ПРИВЕДШИЕ К РАЗРАБОТКЕ РДС-37

Фрагменты документов по газодинамическому атомному обжатию, рассмотренному Я.Б. Зельдовичем и А.Д. Сахаровым в январе 1954 г. 

В начале 50-х годов, наряду с идеей термоядерного усиления энерговыделения ядерных зарядов, обсуждалась другая идея — идея возможности осуществления более эффективного сжатия ядерного материала по сравнению со сжатием, обеспечиваемым взрывом химических В.В. Первоначально эта идея была сформулирована в общем виде как идея использования ядерных взрывов одного или нескольких зарядов для обжатия ядерного горючего, находящегося в отдельном модуле, пространственно отделенном от первичного источника (источников) ядерного взрыва. Авторами этой общей идеи, которая может быть названа идеей «ядерной имплозии», являются В.А. Давиденко, А.П. Завенягин и Д.А. Франк-Каменецкий. В январе 1954 г. Я.Б. Зельдович и А.Д. Сахаров детально рассматривают эту схему/7, с. 128/.

* * *

«Сов. секретно Особой важности

Товарищу Харитону Ю. Б.

Об использовании изделия для целей обжатия сверхизделия РДС-6с

В настоящей записке сообщаются предварительная схема устройства для АО сверхизделия и оценочные расчеты ее действия. Применение АО было предложено В.А. Давиденко.

Схема

5. ОСНОВОПОЛАГАЮЩИЕ ИДЕИ, ПРИВЕДШИЕ К РАЗРАБОТКЕ РДС-37

Предлагаемая система состоит из металлического корпуса <…>, разделенного диафрагмой Д на два приблизительно равных объема. Общий вес конструкции около 26-30 тонн. <…> В одном объеме находится изделие А, в другом — изделие С. Изделия А и С окружены борной заливкой. <…>

Первый период — распространение энергии по изделию А — не рассматриваем; в этом периоде вначале энергия более чем наполовину представляет собой энергию излучения и распространяется по механизму лучистой теплопроводности, однако к концу периода уже вырабатывается ударная волна, скорость которой становится больше скорости диффузии излучения. <…>»

Принципиальное значение имели исследования энергетических процессов ядерного взрыва первичных источников (ядерных зарядов). Особенность схем некоторых из этих зарядов состояла в том, что реализующийся в них уровень энерговыделения был достаточен для того, чтобы основная часть энергии ядерного взрыва выходила из центральной области, содержащей делящиеся материалы, в виде рентгеновского излучения и распространялась по продуктам взрыва химических В.В. Эта особенность ядерного взрыва была изучена еще в 1947-1948 гг. в пионерских работах группы Л.Д. Ландау.

5. ОСНОВОПОЛАГАЮЩИЕ ИДЕИ, ПРИВЕДШИЕ К РАЗРАБОТКЕ РДС-37

Лев Давидович Ландау

(1908-1968),

выдающийся физик XX века, академик, активный участник Атомного и Термоядерного проектов (1945-1955), основатель школы теоретической физики в СССР, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и трех Государственных премий, лауреат Нобелевской премии

5. ОСНОВОПОЛАГАЮЩИЕ ИДЕИ, ПРИВЕДШИЕ К РАЗРАБОТКЕ РДС-37

Давид Альбертович Франк-Каменецкий

(1910-1970),

выдающийся физик-теоретик, активный участник разработки первых атомных и термоядерных зарядов, основатель научной школы, трижды лауреат Государственной премии, в КБ-11 работал с 1947 г. по 1956 г.

* * * 

Эта идея содержит принципиальное представление о двухстадийном ядерном заряде. С самого начала в отношении возможности ее реализации возник ряд вопросов, которые можно объединить в две группы.

Первая группа вопросов относилась к самому понятию «ядерной имплозии». Хорошо изученная к тому времени схема работы ядерного заряда предполагала обжатие ядерного (или ядерного и термоядерного, как в РДС-6с) материала сферическим взрывом химических ВВ, в котором сферическая симметрия имплозии определялась исходной сферически-симметричной детонацией взрывчатки. Было очевидно, что в гетерогенной структуре из первичного источника (источников) и обжимаемого вторичного модуля аналогичные первоначальные возможности для реализации сферически-симметричной «ядерной имплозии» отсутствуют. Этот вопрос был тесно связан с другим вопросом: что является носителем энергии взрыва первичного источника и как осуществляется этот перенос энергии ко вторичному модулю?

Вторая группа вопросов была связана и с тем, что должен представлять собой вторичный модуль, на который воздействует ядерная имплозия.

Первоначально предполагалось, что перенос энергии ядерного взрыва первичного источника в двухстадийном заряде должен осуществляться потоком продуктов взрыва и создаваемой ими ударной волной, распространяющейся в гетерогенной структуре заряда. В январе 1954 г. этот подход был проанализирован Я.Б. Зельдовичем и А.Д. Сахаровым. При этом за основу физической схемы вторичного модуля было решено взять аналог внутренней части заряда РДС-6с, то есть «слоеную» систему сферической конфигурации. Таким образом, было сформулировано конкретное представление о двухстадийном заряде на принципе гидродинамической имплозии.

Следует отметить, что это была исключительно сложная система, с точки зрения реальных вычислительных возможностей того времени. Основная проблема состояла в том, каким образом в подобном заряде можно было бы обеспечить близкое к сферически-симметричному режиму сжатие вторичного модуля, поскольку скорости распространения ударных волн вокруг модуля и внутри него отличались не слишком сильно.

Через несколько месяцев работ по этому проекту их результаты трансформировались в принцип, в рамках которого перенос энергии первичного модуля осуществлялся рентгеновским излучением, а для формирования направленности переноса энергии первичный и вторичный модули заключались в единую оболочку (как и в случае гидродинамической имплозии в январском проекте 1954 г.), обладавшую хорошим качеством для отражения рентгеновского излучения, а внутри заряда были обеспечены меры, облегчавшие перенос рентгеновского излучения в нужном направлении.

В ходе этой работы Ю.А. Трутнев предложил способ концентрации энергии рентгеновского излучения в материальном давлении, позволивший более эффективно осуществлять радиационную имплозию. А.Д. Сахаров так описывает возникновение идеи радиационной имплозии в КБ-11 /8/: «По-видимому, к “третьей идее” одновременно пришли несколько сотрудников наших теоретических отделов. Одним из них был я. Мне кажется, что я уже на ранней стадии понимал основные физические и математические аспекты “третьей идеи”. В силу этого, а также благодаря моему ранее приобретенному авторитету, моя роль в принятии и осуществлении “третьей идеи”, возможно, была одной из решающих. Но также, несомненно, очень велика была роль Зельдовича, Трутнева и некоторых других, и, быть может, они понимали и предугадывали перспективы и трудности “третьей идеи” не меньше, чем я».

Важным научно-техническим достижением было создание первичного атомного заряда для первого двухстадийного термоядерного заряда РДС-37. При его разработке, помимо обеспечения необходимого уровня энерговыделения, было важно создать оптимальные условия для выхода рентгеновского излучения в объем, занимаемый термоядерным модулем. Другая важная задача была связана с существенным уменьшением вероятности предетонации, то есть возникновения нейтронного инициирования цепной реакции раньше необходимого времени. Этими работами руководил Я.Б. Зельдович.

Существенную роль в развитии принципа радиационной имплозии сыграл Д.А. Франк-Каменецкий, который в конце 1954 г. совместно с А.Д. Сахаровым выпустил отчет, в котором анализировались многие научные аспекты нового принципа и возможности его применения для создания различных типов термоядерных зарядов.

5. ОСНОВОПОЛАГАЮЩИЕ ИДЕИ, ПРИВЕДШИЕ К РАЗРАБОТКЕ РДС-37

Корпус термоядерной бомбы в Музее ядерного оружия РФЯЦ-ВНИИЭФ. В таком корпусе испытывались многие заряды, в том числе РДС-6с и РДС-37

Похожие книги из библиотеки

Легкий танк M41

В 1944 году на вооружение армии США начал поступать легкий танк М24 «Чаффи». Однако уже первые бои показали, что ни по вооружению, ни по бронированию «Чаффи» не может тягаться с немецкими средними танками. После окончания Второй мировой войны и последовавшим вскоре охлаждением отношений между бывшими союзниками американцы здраво рассудили, что «Чаффи» вряд ли сможет справиться и с советскими танками. Поэтому в 1946 году был дан старт проектированию нового легкого танка, в конструкции которого был бы учтен опыт Второй мировой войны. Предполагалось создание семейства из трех танков — легкого, среднего и тяжелого — с близкими конструктивно-компоновочными решениями и внешним видом. Все три машины позднее были реализованы в металле; легкий получил известность как М41, средний — М47 и тяжелый — М103.

F4U Corsair

Периодическое научно-популярное издание для членов военно-исторических клубов. В феврале 1938 года американский Флот объявил конкурс на создание скоростного высотного истребителя. Команда разработчиков фирмы Воут под руководством главного конструктора Рекеа Бейселя создала один из лучших на тот момент истребитель для флота – XF4U-1.

Прим. OCR: по сути данное издание представляет собой фотоальбом (свыше 250 фото) с кратким описанием наиболее известных модификаций самолета.

Линкоры США Часть 1

Старые, медленные и неуклюжие, они были лишены гламура. Они сопровождали конвои и обстреливали побережье. Они так и не вступили в бой с себе подобными, хотя предназначались как раз для этого, но суровая военная реальность оказалась иной. Они были слишком стары — самому молодому на момент начала Второй мировой войны стукнуло 18 лет, самому старому исполнилось 28 лет. Некоторые из них прошли капитальный ремонт с заменой силовой установки, что позволило поднять максимальную скорость до 23 узлов, но большинство сохранили исходные силовые установки и не могли разогнаться стремительнее 20 узлов. Они изначально не являлись прекрасными, а многочисленные ремонты и модернизации в еще большей степени исказили их не самый красивый лик. Они влипли в историю: оказались в нужное время в нужном месте. Место называлось Перл-Харбор! Время — раннее воскресное утро 7 декабря 1941 г. Но они уже вошли в историю, приняв участие в знаменитой битве в проливе Суригао и выиграв ее — последнее в истории сражение линейных кораблей. Они пришли к берегам Японии спустя четыре года после Перл-Харбора. Они — старые линкоры ВМС США, которые нещадно критиковали, которые по всем статьям проигрывали быстроходным американским линкорам новых проектов. Они первыми пошли под резак газосварки после окончания воины…

Легкие танки Т-40 и Т-60

Советский легкий плавающий танк Т-40 и его сухопутный наследник— Т-60 всегда привлекали внимание как конструкторов, так и историков создания и развития техники. Не обошел эту тему и «Моделист-конструктор» (см. «М-К» № 2 за 1978 г. и № 1 за 1994 г.).

И это неудивительно. Ведь если роль Т-40 в боевых действиях была скромна — слишком быстро он сошел со сцены, то Т-60 стал третьим по числу выпущенных и участвовавших в Великой Отечественной войне (после Т-34 и Т-70) советским танком. Широкое применение в этой боевой машине автомобильных узлов и агрегатов дало возможность привлечь к ее массовому производству целый ряд машиностроительных предприятий, что позволило в тяжелейшие для страны первые годы войны резко увеличить выпуск столь необходимой фронту техники.