Первая водородная бомба

Соз­да­ние тер­мо­я­дер­ного оружия явилось пере­ломным момен­том в сере­дине ХХ века. С военно-поли­ти­че­ской точки зрения оно озна­чало воз­мож­ность нео­гра­ни­чен­ного уве­ли­че­ния энер­го­вы­де­ле­ния ядерных арсе­на­лов. С научно-тех­ни­че­ской точки зрения это было исклю­чи­тельно эффек­тив­ное, тех­ноло­гич­ное и эко­но­мич­ное решение про­блемы уве­ли­че­ния энер­го­вы­де­ле­ния и пора­жа­ю­щих фак­то­ров ядерных бое­при­па­сов. С поли­ти­че­ской точки зрения была осо­знана невоз­мож­ность широ­ко­мас­штаб­ных мировых войн.

Первые образцы тер­мо­я­дер­ного оружия были созданы в СССР и США прак­ти­че­ски одно­вре­менно.

Хотя воз­мож­но­сти аме­ри­кан­ского про­из­вод­ства и поз­во­лили США в конце 50-х годов добиться суще­ствен­ного роста мега­тон­нажа ядер­ного арсе­нала по срав­не­нию с СССР, впо­след­ствии этот разрыв был лик­ви­ди­ро­ван, и фун­да­мен­том для этого явились дости­же­ния СССР в раз­ра­ботке первых тер­мо­я­дер­ных зарядов. Можно с уве­рен­но­стью сказать, что если бы нам не удалось создать соб­ствен­ные образцы тер­мо­я­дер­ных зарядов или если бы этот процесс суще­ственно затя­нулся, США вернули бы себе ядерную моно­по­лию, и воз­мож­ность СССР в военном проти­во­сто­я­нии с США была бы сведена прак­ти­че­ски к нулю. Тогда история второй поло­вины XX века могла быть совер­шенно другой.

Соз­да­ва­е­мые в усло­виях глу­бо­кой секрет­но­сти кон­струк­ции водо­род­ных бомб в США и СССР осно­вы­вались на действии одних и тех же физи­че­ских законов, оттал­ки­вались от оди­на­ко­вых тен­ден­ций раз­ви­тия оружия, поэтому есте­ственно, что во многом незави­симо друг от друга ученые Запада и Востока в конеч­ном итоге при­хо­дили к близким резуль­та­там.

С июня 1946 года тео­рети­че­ские иссле­до­ва­ния воз­мож­но­сти исполь­зо­ва­ния ядерной энергии легких эле­мен­тов начали про­во­диться в Москве в Инсти­туте хими­че­ской физики группой в составе С. П. Дьякова и А. С. Ком­па­нейца под руко­вод­ством Я. Б. Зель­до­вича. С 1948 года к решению данной про­блемы при­со­е­ди­ни­лась группа И. Е. Тамма, в которой работал А. Д. Сахаров.

Осенью 1948 года А. Д. Сахаров незави­симо от Э. Теллера при­хо­дит к идее гете­ро­ген­ной схемы с чере­ду­ю­щимися слоями из дейте­рия и U-238, т.е. к схеме ана­ло­гич­ной схеме «будиль­ника». Лежащий в ее основе принцип иони­за­ци­он­ного сжатия тер­мо­я­дер­ного горючего назы­вают «саха­ри­за­цией» («первая идея»).

В конце 1948 года В. Л. Гин­з­бург пред­ло­жил исполь­зо­вать в каче­стве тер­мо­я­дер­ного горючего дейте­рид Li6D («вторая идея»).

По ука­за­нию Б.Л.Ван­ни­кова 8 мая 1949 года Ю. Б. Харитон под­го­то­вил заклю­че­ние по пред­ло­же­нию И.Е.Тамма, отметив, что основ­ная идея пред­ло­же­ния А. Д. Саха­рова «чрез­вы­чайно остро­умна и физи­че­ски наглядна», под­дер­жал работы по «слойке».

С этого времени работы над водо­род­ной бомбой в СССР фак­ти­че­ски про­хо­дили уже по двум раз­лич­ным напра­в­ле­ниям: группа, руко­во­ди­мая Я. Б. Зель­до­ви­чем, по-преж­нему рас­сма­т­ри­вала воз­мож­ность осу­ще­ст­в­ле­ния ядерной дето­на­ции в дейте­рии, группа И. Е. Тамма начала изу­че­ние систем со слоями из урана и тер­мо­я­дер­ного горючего. Водо­род­ная бомба типа Super полу­чила индекс РДС-6т, а водо­род­ная бомба слоеной кон­фи­гу­ра­ции — индекс РДС-6с.

Идея «слойки» и идея при­ме­не­ния дейте­рида лития-6 — «первая» и «вторая» идеи по тер­ми­ноло­гии «Вос­по­ми­на­ний» А. Д. Саха­рова, и стали теми клю­че­выми идеями, которые в даль­нейшем были поло­жены в основу раз­ра­ботки первой совет­ской водо­род­ной бомбы РДС-6с. Однако, несмо­тря на ясность исход­ных физи­че­ских идей «слойки», сфор­му­ли­ро­ван­ных в 1948 году, путь соз­да­ния на их основе реали­стич­ной кон­струк­ции не был простым.

26 февраля 1950 года Совет Мини­стров СССР принял Поста­но­в­ле­ние № 827-808 «О работах по соз­да­нию РДС-6», которое обя­зы­вало Первое главное упра­в­ле­ние, Лабо­ра­то­рию № 2 АН СССР и КБ-11 про­ве­сти рас­четно-тео­рети­че­ские, экс­пе­ри­мен­таль­ные и кон­струк­тор­ские работы по соз­да­нию изделия РДС-6с («Слойка») и РДС-6т («Труба»). В первую очередь должно было быть создано изделие РДС-6с с троти­ло­вым экви­ва­лен­том 1 млн т. и с весом до 5 т.

Был уста­но­в­лен срок изго­то­в­ле­ния 1-го экзем­п­ляра изделия РДС-6с — 1954 год.

Научным руко­во­ди­те­лем работ по соз­да­нию изделий РДС-6с и РДС-6т был назна­чен Ю. Б. Харитон, его заме­сти­те­лями И. Е. Тамм и Я. Б. Зель­до­вич.

Поста­но­в­ле­нием Совета Мини­стров СССР от 28 февраля 1950 года работы над водо­род­ной бомбой были сосре­до­то­чены в КБ-11. В соот­вет­ствии с этим поста­но­в­ле­нием группа И. Е. Тамма была напра­в­лена в 1950 году на посто­ян­ную работу в Арзамас-16. В тот же день было принято Поста­но­в­ле­ние СМ СССР № 828-304 «Об орга­ни­за­ции про­из­вод­ства трития». Вскоре были приняты поста­но­в­ле­ния СМ СССР об орга­ни­за­ции про­из­вод­ства дейте­рида лития-6 и стро­и­тель­ство спе­ци­али­зи­ро­ван­ного реак­тора по нара­ботке трития.

В Челя­бин­ске-65 было нала­жено про­из­вод­ство трития и других спе­ци­аль­ных изо­то­пов. В 1951 году был выведен на про­ек­т­ную мощ­ность 50 МВт реактор АИ. Несколько позднее нара­ботка трития была орга­ни­зо­вана в тяже­ло­вод­ных реак­то­рах, первым из которых был реактор ОК-180. Нара­бо­тан­ный тритий выде­лялся из лити­е­вых мишеней в ваку­ум­ной печи и очи­щался хими­че­ским методом

Раз­ра­бо­тан­ный в 1950–1953 гг. в КБ-11 тер­мо­я­дер­ный заряд РДС-6с, явив­шийся первым тер­мо­я­дер­ным зарядом СССР, пред­ста­в­лял собой сфе­ри­че­скую систему из слоев урана и тер­мо­я­дер­ного горючего, окру­жен­ных хими­че­ским взрыв­ча­тым веще­ством. Для уве­ли­че­ния энер­го­вы­де­ле­ния заряда в его кон­струк­ции был исполь­зо­ван тритий.

Гро­мад­ных усилий с уча­стием боль­шого коли­че­ства людей и больших мате­ри­аль­ных затрат тре­бо­вали про­из­вод­ство вхо­дя­щих в изделие веществ, другие про­из­вод­ствен­ные и тех­ноло­ги­че­ские работы.

Особую роль во всей под­го­товке к испы­та­ниям первого тер­мо­я­дер­ного играли тео­рети­че­ские группы. Их задачей был выбор основ­ных напра­в­ле­ний раз­ра­ботки изделий, оценки и общете­о­рети­че­ские работы, отно­ся­щи­еся к про­цессу взрыва, выбор вари­ан­тов изделий и кури­ро­ва­ние кон­крет­ных рас­четов про­цес­сов взрыва в раз­лич­ных вари­ан­тах. Эти расчеты про­во­ди­лись чис­лен­ными мето­дами, в те годы — в спе­ци­аль­ных мате­ма­ти­че­ских группах, соз­дан­ных при неко­то­рых научно-иссле­до­ва­тель­ских инсти­ту­тах.

Тео­рети­че­ские группы также играли важную роль в опре­де­ле­нии задач, анализе резуль­та­тов, обсу­жде­нии и коор­ди­на­ции почти всех пере­чи­с­лен­ных напра­в­ле­ний работ других под­раз­де­ле­ний объекта и при­вле­чен­ных орга­ни­за­ций».

Общее руко­вод­ство рабо­тами над РДС-6с осу­ще­ст­в­ля­лось И. В. Кур­ча­то­вым. Главным кон­струк­то­ром и непо­сред­ствен­ным руко­во­ди­те­лем работ был Ю. Б. Харитон.

К апрелю 1953 года все эле­менты тер­мо­я­дер­ного заряда РДС-6с были отра­бо­таны.

Испы­та­ние РДС-6с на Семи­па­ла­тин­ском поли­гоне было чет­вер­тым по счету; США к началу 1953 года провели уже 34 ядерных испы­та­ния. Для обес­пе­че­ния безо­пас­но­сти насе­ле­ния Прави­тель­ством СССР были приняты чрез­вы­чайные меры. Из зоны воз­мож­ного ради­о­ак­тив­ного загряз­не­ния было высе­лено 2250 человек и выве­зено 44068 голов скота.

Руко­во­дил испы­та­ни­ями, как и в прежние годы И. В. Кур­ча­тов. К работам на поли­гоне были при­вле­чены лучшие ученые и спе­ци­али­сты нашей страны. На Семи­па­ла­тин­ском поли­гоне широким фронтом шла под­го­товка опыт­ного поля — участка, где рас­по­ла­гались раз­лич­ные соо­ру­же­ния, постройки, техника и другие объекты для изу­че­ния раз­лич­ных аспек­тов воз­действия взрыва.

Сигнал на подрыв РДС-6с был подан в 7.30 утра 12 августа 1953 года. Гори­зонт озарила ярчайшая вспышка, которая слепила глаза даже через тёмные очки. Нео­быч­ные явления, сопут­ству­ю­щие раз­ви­тию взрыва, многие наблю­да­тели фик­си­ро­вали очень тща­тельно, а затем пере­дали свои записи И. В. Кур­ча­тову. Вот что можно в них про­читать:

«Явление наблю­дал 12 августа с.г. с аэро­дрома в пункте «М», в 65-ти км от места взрыва. Ровно в 7 час. 30 мин. утра на гори­зонте в стороне «Поля» вспых­нул яркий белый осле­пи­тель­ный свет, который, несмо­тря на имев­ши­еся затемнён­ные очки, заставил меня на миг закрыть глаза. Осле­пи­тель­ная вспышка мгно­венно пре­вра­ти­лась в огромную бушу­ю­щую и с каждой секун­дой уве­ли­чи­ва­ю­щу­юся на гори­зонте огнен­ную массу. Высоко над гори­зон­том поя­вился шар красно-оран­же­вого цвета, который взо­рвался, и на его месте обра­зо­ва­лось плотное белое облако, имеющее форму гриба, которое, однако, в вершине срав­ни­тельно долго (около 15-20 минут) сохра­няло оран­же­вую окрас­ку…

Далее это облако стало менять свою форму под действием ветра и скры­лось за тучами в 12 часов в юго-запад­ном напра­в­ле­нии… Огнен­ный полушар всплыл, образуя светя­щу­юся головку «гриба» на толстой тёмной ножке. Головка гриба, рас­ши­ря­ясь, плавно под­ни­ма­лась, ножка при этом утонь­ша­лась, осо­бенно в верхней своей части, при­мы­ка­ю­щей к головке; головка быстро гасла и стала тёмной… Резко бро­са­лось в глаза быстрое дви­же­ние во всей массе облака… На верхней части головки поя­ви­лось белое облако, а из верхней части ножки (пыле­вого столба), при­мы­ка­ю­щей к головке, начало фор­ми­ро­ваться облако в виде рас­ши­ря­ю­ще­гося вниз конуса (юбки)… Общее впе­ча­т­ле­ние от взрыва очень сильное. В боевых усло­виях, несо­мненно, взрыв морально подействует на людей, которые будут его наблю­дать со стороны. В жизни я много видел раз­ры­вов и взрывов, но этот взрыв не имеет с ними ничего общего и не может с чем-либо быть сравним. Неза­бы­ва­емы также мои впе­ча­т­ле­ния о тех раз­ру­ше­ниях на зна­чи­тель­ных рас­сто­я­ниях от эпи­цен­тра взрыва, которые я наблю­дал, объез­жая полигон после события».

Успеш­ное испы­та­ние РДС-6с 12 августа 1953 года на Семи­па­ла­тин­ском поли­гоне пол­но­стью под­твер­дило физи­че­ские и кон­струк­тор­ские прин­ципы этого типа водо­род­ной бомбы, а также метод расчета. Изме­рен­ный раз­лич­ными мето­дами полный троти­ло­вый экви­ва­лент рав­нялся 400 кт и в пре­де­лах точ­но­сти изме­ре­ний совпал с рас­чет­ной мощ­но­стью.

«Сводный отчет по испы­та­нию изделия РДС-6с» был написан Я. Б. Зель­до­ви­чем и под­пи­сан И. В. Кур­ча­то­вым, Ю. Б. Хари­то­ном, Я. Б. Зель­до­ви­чем, Е. И. Заба­ба­хи­ным и В. С. Комель­ко­вым 9 сен­тя­бря 1953 года.

Работы по РДС-6с имели про­дол­же­ние. 6 ноября 1955 года в СССР был успешно испытан заряд РДС-27, который пред­ста­в­лял собой модер­ни­за­цию РДС-6с на основе исполь­зо­ва­ния исклю­чи­тельно дейте­рида лития (без исполь­зо­ва­ния трития). Энер­го­вы­де­ле­ние заряда составило 250 кт, что было в 1,6 раза меньше энер­го­вы­де­ле­ния РДС-6с. По своим кон­струк­ци­он­ным каче­ствам это было реаль­ное оружие, а его испы­та­ние про­из­во­ди­лось в составе ави­а­бомбы, сбро­шен­ной с само­лета.

Ученые-физики из Комис­сии по атомной энергии США составили в этой связи доклад, который был пред­ста­в­лен пре­зи­денту. Суть этого доку­мента состоял в том, что Совет­ский Союз про­из­вел «на высоком тех­ни­че­ском уровне водо­род­ный взрыв» и ока­зался в неко­то­ром отно­ше­нии впереди. Авторы доклада кон­ста­ти­ро­вали: «СССР уже осу­ще­ствил кое-что из того, что США наде­я­лись полу­чить в резуль­тате опытов, назна­чен­ных на весну 1954 года».

Лауреат Нобе­лев­ской премии, руко­во­ди­тель первого тео­рети­че­ского отдела в Лос-Аламосе Г. Бете вполне искренне написал: «Я не знаю, как они его сделали. Пора­зи­тельно, что они смогли его осу­ще­ствить».

Какие же уроки можно извлечь из тех событий, которые привели к первому (и чрез­вы­чайно успеш­ному) испы­та­нию первой тер­мо­я­дер­ной атомной бомбы в 1953 году?

• во-первых, это урок целе­на­пра­в­лен­ной раци­о­наль­ной орга­ни­за­ции всех работ по атомной про­блеме;
• во-вторых, это урок того, как надо при­вле­кать всю интел­лек­ту­аль­ную мощь страны для выпол­не­ния госу­дар­ствен­ной задачи;
• в-третьих, это пример того, как необ­хо­димо реа­ги­ро­вать на прорыв в научной сфере, имеющий колос­саль­ное обо­рон­ное зна­че­ние;
• в-чет­вер­тых, это был первый пример соз­да­ния оружия сдер­жи­ва­ния, осно­ван­ного на самых пере­до­вых тех­ноло­гиях, опре­де­ля­е­мых дости­же­ни­ями фун­да­мен­таль­ной науки.

Особое поло­же­ние РДС-6с, как круп­ного события в раз­ви­тии ядерной ору­жей­ной про­граммы нашего госу­дар­ства, состоит в том, что эта раз­ра­ботка лежит на пере­се­че­нии раз­ви­тия раз­лич­ных идей, опре­де­лив­ших облик ядерных и тер­мо­я­дер­ных зарядов разных госу­дар­ств. С одной стороны, эта раз­ра­ботка скон­цен­три­ро­вала в себе основ­ные прин­ципы про­ек­ти­ро­ва­ния ядер­ного оружия, извест­ных в то время, объе­ди­нив их с идеей бустинга, а с другой стороны, РДС-6с оказала прин­ци­пи­аль­ное, если не осно­во­по­ла­га­ю­щее, влияние на соз­да­ние РДС-37 и тем самым вообще на облик тер­мо­я­дер­ного арсе­нала нашей страны. Успеш­ные идеи, взятые из кон­струк­ции РДС-6с, оказали дли­тель­ное влияние на раз­ра­ботку тер­мо­я­дер­ного оружия в нашей стране.

Работа соз­да­те­лей первой водо­род­ной бомбы, в том числе и сотруд­ни­ков КБ-11, была высоко оценена совет­ским прави­тель­ством. 25 августа 1953 года мини­стру сред­него маши­но­стро­е­ния В. А. Малы­шеву были напра­в­лены списки работ­ни­ков КБ-11, пред­ста­в­ля­е­мых к награ­жде­нию. Всего 753 чело­века.