|
А.Б.Колдобскій, МІФІ, м.Москва
Прогримів 29.08.49 на Семипалатинському полігоні перший радянський ядерний вибух зрівняв шанси двох світових надгігантів післявоєнного часу, США і СРСР, в гонці за вирішальним перевагою у сфері військових технологій. На жаль, закінчитися досягнутим status quo ця гонка не могла.
По-перше, в наявності була стрімко прогресуюча глобальна поляризація світу, що супроводжувалася швидким зростанням напруженості міжнародної обстановки в цілому, - формувався клімат «холодної війни». Поєднання цих факторів різко підвищувало шанси прямого військового зіткнення, що змушувало обидві наддержави вважати випереджувальний розвиток новітньої військової техніки вищим державним інтересом.
По-друге, щоб стати в другій половині 40-х рр. ядерними державами, і США, і СРСР потрібно було створити і розкрутити жахливі за своєю інерційності маховики національних військово-ядерних комплексів. На прикладі СРСР ми вже бачили, яких сил і засобів це зажадало [1], але ще важливіше те, що зупинити (або хоча б загальмувати) ці маховики, та ще з урахуванням зазначених вище політичних реалій, було неможливо - злісне божество вустами своїх жерців (як не парадоксально, найталановитіших вчених, справжніх патріотів своїх країн) вимагало все нових і нових жертв на вівтар створення вже труднопредставімих за своєю руйнівною мощі систем зброї. Боязкі спроби протистояти цій страшній логікою з боку деяких американських вчених [2] не мали ні найменшого успіху, як не змогла ні на що вплинути фрондерская позиція деяких великих радянських фізиків (зокрема П.Л.Капица [3, 4]). Ще далеко було до перших демаршів А.Д.Сахарова проти надпотужних ядерних випробувань в атмосфері, не скоро пролунає і застереження іде у відставку Д.Ейзенхауера про потенційну небезпеку всемогутнього військово-промислового комплексу для національної безпеки країни. Усвідомлення ж безглуздості накопичення надлишкового обсягу озброєнь навіть і не проглядалося за кількома десятиліттями страху і взаємної ворожнечі. Тоді, в кінці 40-х - початку 50-х, в обстановці ксенофобії та філософії «обложеного табору» останніх років життя Сталіна в СРСР і маккартизму в США, протести і застереження були приречені на повне нерозуміння не тільки політиків (це зрозуміло), що не тільки вчених з ядерних лабораторій і військових інститутів і співробітників оборонної промисловості (що теж не дивно), але і широких верств населення. Так було в США, так було і в СРСР, де в умовах повоєнної розрухи затрачивания все нових мільйонів рублів на гонку озброєнь змушувало багатьох голодувати в самому прямому значенні цього слова.
Нарешті, по-третє, базовий принцип створення нової зброї, здавалося, сам давався в руки. Дійсно, навіть поверхове ознайомлення з ядерною фізикою говорило: звільнити колосальну енергію, приховану в атомному ядрі, можна двома шляхами: розділити найважчі ядра (наявного в природі урану чи одержуваного штучно плутонію) або змусити злитися найлегші (ізотопи водню). Перший з цих шляхів (реакція поділу) і був реалізований в атомній зброї (втім, як ми побачимо далі, інакше й бути не могло). Здавалося, прийшла пора реалізації та другого (реакції синтезу), тим більше що він обіцяв чудові перспективи при вирішенні такої найважливішої для фізиків-зброярів завдання, як необхідну військовими різке збільшення потужності ядерних боєприпасів.
Справа в тому, що спроби здійснити це збільшення в рамках конструкцій ядерних вибухових пристроїв (ЯВУ) розподілу наштовхнулися на серйозні труднощі. У першооснові лежало протиріччя між вимогою збільшення кількості ділиться матеріалу (урану, плутонію) в сверхкритическом стані, з одного боку, і забезпеченням підкритичності конструкції до моменту вибуху, з іншого. Кожна нова кілотонн проектної потужності заряду, починаючи з 70-80 кт, вела до лавиноподібно наростаючим технічним труднощам, які при потужності понад 100 кт ставали непереборними. І хоча дещо пізніше завдяки реалізації нових фізичних ідей і моделей і радянським, і американським вченим і інженерам вдалося реалізувати досить компактні конструкції суто ділильних ЯВУ потужністю кілька сот кілотонн, було вже ясно, що майбутнє - за реакціями синтезу.
Адже матеріали на основі легких елементів критичної маси не мають. При наявності відповідних умов відреагують і грами, і кілограми, які до цього можуть міститися в конструкції в якій завгодно кількості, стан і взаємної конфігурації. З точки зору конструктора, це вже немало, але легкі речовини і як власне ядерна вибухівка надзвичайно ефективні. Наприклад, при повному протіканні реакції ядерного синтезу в оптимальної за складом суміші важкого і надважкого ізотопів водню (дейтерію і тритію) енергії виділяється в 4,2 рази більше, ніж при повному розподілі ядер такої ж маси урану-235!
Отже, принцип створення нового, набагато більш потужного зброї був у наявності. Справа була «за малим» - на практиці забезпечити ті самі умови протікання реакцій синтезу легких елементів. Але це виявилося неймовірно важко ...
Отже, другий етап ядерної гонки стартував. Все починалося знову, але в зовсім інших умовах. І без усвідомлення істоти цих відмінностей неможливо створити версію подій, вільну від очевидних протиріч. Але ж і це непросто - досить ознайомитися з гострою полемікою у пресі не тільки між американськими і російськими дослідниками і очевидцями подій, а й між самими конструкторами радянського термоядерного зброї (ТЯО) - В.Б.Адамского і Г.А.Гончаровим, Ю. С. Смирнова та Л.П.Феоктистова!
Загальним було лише чітке розуміння фундаментальних фізичних основ дії нового зброї - як атомного, так і термоядерного. Вони були відомі ще з середини 30-х рр. - для підпалювання термоядерного пального, безсумнівно, потрібні величезні температури і тиску. Тут (і мабуть, тільки тут) можна провести аналогію зі створенням атомної зброї, коли теж був відомий головний, фундаментальний фізичний принцип (ланцюгова реакція ядерного ділення) і основна ідея його реалізації (створення сверхкритического стану поділяється).
Головним, ключовим моментом у створенні атомної зброї була напрацювання необхідної кількості ділиться матеріалу. Іншими словами, при всій значущості виникали в зв'язку з цим наукових проблем (в рішенні яких, до речі кажучи, дуже ефективно допомогла розвідка) основний все ж була «робота руками» - будівництво і форсована експлуатація величезних рудників і циклопічних комбінатів (подібних заводам-817, - 813 і -418). Найбільш же наукомістка частина робіт (конструювання ЯВУ) була незрівнянно менше. Як ми пам'ятаємо, до моменту отримання першого плутонію на комбінаті-817 все конструкторські роботи в КБ-11 були завершені (і не в одному варіанті), так що між цим моментом і першим атомним випробуванням не минуло й місяця. Так само, в загальному, йшли справи й у американців. Додамо сюди великий «питома вага» організаційного боку справи - створення структури Манхеттенського проекту в США і системи Спеціального Комітету (СК) і Першого Головного Управління (ПГУ) в СРСР [1].
На етапі ж широкого розгортання робіт зі створення ТЯО уранові рудники, дослідні лабораторії, атомні заводи і комбінати в основному були вже побудовані, організаційні структури інтенсивно працювали (мало того, їх наявність саме по собі багато в чому підстьобувало ядерну гонку). Питання напрацювання нових матеріалів, необхідних саме для ТЯО (наприклад тритію і дейтериду літію-6), зрозуміло, вставали, проте їх відносна значимість була незмірно нижче. Головне було в іншому: в пошуку фізичних і технічних шляхів реалізації умов для протікання вибухової реакції синтезу. Іншими словами, якщо створення атомної зброї було все ж в основному проблемою організаційної і інженерно-технічної, то боротьба за володіння ТЯО була «битвою мізків», заочної сутичкою інтелектуальних потенціалів двох наддержав.
Існувало й інше важливе розходження. Основними науковими напрямками при розробці атомної зброї були нейтронна фізика і газодинаміка (гідродинаміка стисливої рідини) [5]. До середини 40-х рр. це були цілком сформовані напрямки фізики з теоретичним, експериментальним і методичним забезпеченням. Створення ж ТЯО зажадало появи абсолютно нових фізичних дисциплін - фізики високотемпературної плазми, надвисоких густин енергії, аномальних тисків і т.д. Ці процеси в природі відбуваються тільки в надрах зірок, і досліджувати їх можна лише за допомогою теорії та математичного моделювання. Далеко не випадкова величезна роль в розробці ТЯО належить не тільки фізикам-теоретикам - Тамм і Теллеру, Сахарову і Бете, - але і математикам - Уламу і Тихонову, Еверетту і Самарському, і багатьом іншим.
На старті: перші ідеї та підходи. Тупики власні і вкрадені (1946 - 1952)
У США ідея про ініціювання термоядерних реакцій в середовищі з дейтерію з допомогою активно розроблюваного тоді ЯВУ поділу вперше виникла, ймовірно, в 1941 р, в ході бесід Е. Фермі і Е.Теллера. Ще в 1942 р Е.Теллер вперше висунув загальну концепцію пристрою, що отримав назву «класичний супер». Щодо цілісний вид вона придбала до кінця 1945 р [6]. Йшлося про порушення за допомогою атомної бомби на основі 235U ядерної детонації в довгому циліндрі з рідким дейтерієм, забезпеченому проміжної «запальний» камерою з дейтериево-тритиевой сумішшю, тому що перетин реакції синтезу дейтерію з тритієм майже в 100 разів більше, ніж ядер дейтерію між собою. Образно кажучи, тритій мав зіграти роль склянки бензину, виплеснутого в велике багаття, щоб розпалити його одним сірником.
У 1946 р було запропоновано використовувати в якості головної фізичної субстанції випромінювання первинного уранового заряду, для чого дейтериево-тритиевую суміш потрібно винести за його межі і оточити обсяг її локалізації непрозорим для випромінювання кожухом. Саме так народився основоположний принцип дії сучасного ТЯО - радіаційна імплозія.
Однак ця пропозиція значно випередило час. Тоді розрахунково-теоретичні методи дослідження найскладніших процесів, що відбуваються в пристрої такого роду (в першу чергу, математичне моделювання), були відсутні, а без них було неможливо і його практичне втілення. Йдеться саме про методи, а не про апаратурних засобах, якими були перші комп'ютери (типу ЕНІАК Д. фон Неймана). Добре відомо, що відставання від США в області ЕОМ радянські вчені компенсували розробками витончених обчислювальних методів, які давали можливість проводити складні розрахунки на дуже примітивною апаратурі (наприклад, на електромеханічних арифмометрах «Мерседес» [7]). Ось де і як позначилися величезні можливості російської та радянської математичної школи!
Залишається назвати лише авторів цієї чудової здогади, оформленої спільної пріоритетною заявкою від 28.05.46 [6]. Це відомий математик, фізик і кібернетик Д. фон Нейман і ... Клаус Фукс! Так-так, саме той К.Фукс, найбільш значимий джерело найважливішої розвідувальної інформації! Він був притягнутий до робіт по «класичному супер», ймовірно, в кінці 1944 р і знав про нього дуже багато. Природно, що з початку 1945 р інформація почала надходити в СРСР. Уже в березні 1945 р було отримано повідомлення про Е.Теллере як про керівника робіт зі створення «надбомби» з вибуховим еквівалентом до 1 млн т тринітротолуолу (ТНТ). Потім надійшли і повідомлення фізико-технічного характеру. Великих сподівань на практичну реалізованість цих проектів не покладалося, але підкреслювалося, що «водневою бомбою» слід займатися принаймні до тих пір, поки не буде доведена її нездійсненність [8].
Втім, до серпня 1945 рці дані будь-яких помітних наслідків не мали. Щоб це сталося, потрібні були Хіросіма і Нагасакі. З початку осені 1945 р ставлення до повідомленням Фукса придбали зовсім інший характер: керівництво СК і ПГУ чудово знало, що Фукс - першокласний фізик, здатний виконати первинну смислове фільтрацію надходить матеріалу.
Цікаво, що в історії створення радянського ТЯО був епізод, що викликає деякі аналогії з листом Г.Н.Флерова Сталіну. 22.09.45 И.В.Курчатов отримав доповідну записку від фізика-теоретика старшого покоління Я.І.Френкеля, де зверталася увага на перспективність використання атомного боєприпасу для «проведення синтетичних реакцій (наприклад, освіти гелію з водню) які ... могли б ще більше підвищити енергію, що звільняється при вибуху основної речовини, - уран, свинець [! - А.К.], вісмут [! - А.К.] »[6]. Я.І.Френкель, без сумніву, не мав доступу до розвідданих з атомної проблеми, і наївність згадки свинцю і вісмуту зайвий раз це доводить. Проте його висока професійна кваліфікація (підтверджена піонерськими роботами з фізики поділу) сумнівів не викликала.
Швидше за все і механізм прийняття рішень про розгортання робіт по ТЯО був до певної міри колишнім - маючи на увазі все, не брати нічого на віру і узгоджувати власні дії з можливостями, обставинами і здоровим глуздом. Величезна заслуга керівництва СК і ПГУ (в першу чергу І.В.Курчатова) в тому, що воно не дозволило проблеми ТЯО потонути в болоті незліченних поточних справ, пов'язаних з розробкою атомної зброї. Втім, об'єктивна обмеженість сил і засобів (кадровий дефіцит в першу чергу) в 1945-1947 рр. свій відбиток на розвиток робіт по ТЯО все ж відклала.
17.12.45 на засіданні технічної ради СК було заслухано підготовлене за дорученням І.В.Курчатова повідомлення І.І.Гуревіча, Я.Б.Зельдовича, І.Я.Померанчука і Ю.Б.Харитона «Використання ядерної енергії легких елементів» [ 9]. У ньому в чисто теоретичному аспекті було розглянуто можливість порушення ядерної детонації в довгому циліндрі з дейтерієм. Важко сказати, чи був як мінімум один з авторів, Ю.Б.Харитон, ознайомлений з інформацією К.Фукса по «супер» (І.І.Гуревіч, зокрема, це категорично заперечував [10]), але в будь-якому випадку мова , безсумнівно, йде про перший цілеспрямованому кроці радянських учених [7].
Інших кроків, однак, не було протягом майже двох років, і роботи в області термоядерних досліджень майже зупинилися. Лише в Інституті хімфізікі в Москві А.С.Компанеец і С.П.Дьяков під керівництвом Я.Б.Зельдовича продовжували теоретичне дослідження проблеми неравновесного ядерного горіння дейтерію. Не можна виключити, що однією з причин такого «забуття» (за яким, безсумнівно, стояла загальна науково-технічна політика керівництва СК і ПГУ) були зустрічі радянського фізика (а «за сумісництвом» і розвідника) Я.П.Терлецкого в Копенгагені 14 і 16 листопада 1945 року з Н.Бором. На питання про «сверхбомба» (саме в такому формулюванні, затвердженої Л.П.Берія [6]) Бор відповів дуже скептично: «Що таке сверхбомба? Це - або бомба більшого ваги, ніж вже винайдена, чи бомба ... з якогось нового речовини ... Перше можливо, але безглуздо, тому що руйнівна сила <...> і так дуже велика, а друге, я думаю, нереально »[курсив мій. - А.К.]. Така відповідь цілком міг сприяти вирішенню максимально зосередити інтелектуальні та матеріальні ресурси СРСР лише на створенні бомби поділу.
З ретроспективної точки зору абсолютно очевидно, що поступове, еволюційний розвиток робіт по ТЯО в СРСР в ці роки було нереальним. Було потрібно якась подія, яке змогло б надати їм настільки ж потужний імпульс, як Хіросіма і Нагасакі, - роботам по атомному зброї. І такою подією, ймовірно, стала інформація, отримана радянським розвідником А.С.Феклісовим від Фукса в Лондоні 13.03.48.
Це була вже друга їхня зустріч. Перша сталася ще 28.09.47, незабаром після повернення Фукса з США до Англії, але будь-яких значущих наслідків вона не мала. Чому - сказати важко; можливо, зіграла роль зайва формалізація запиту (Фукс відповідав на десять питань Феклісова). Зате 13.03.48 в руки радянської розвідки потрапив, по суті, весь проект «класичний супер» станом приблизно на початок 1947 р включаючи значення перетинів реакції взаємодії ядер дейтерію і тритію, загальну конструкцію бомби на принципі радіаційної імплозії і пристрій блоку запалювання. Але в цих документах, як і в більш ранніх, відсутнє основне теоретичне доказ принципової можливості нерівноважного (вибухового) горіння в циліндрі з дейтерієм, така можливість лише постулировалась [6].
Однак на цю обставину (згодом, як ми побачимо, що стало фатальним для долі «класичного супер») уваги ніхто не звернув. Втім, може бути, тоді це і не було головним. Зате для членів вищого політичного керівництва країни (20.04.48 керівництво МДБ СРСР направило російський переклад матеріалів Фукса И.В.Сталину, В. М. Молотова і Л. П. Берія) стало абсолютно ясним інше, істотно важливіше: в США повним ходом йде розробка нового надпотужного зброї, виникла реальна небезпека відставання, яке може стати згубним для країни, необхідно в найкоротший термін приймати відповідні заходи.
23.04.48 Л.П.Берія направляє матеріали Фукса начальнику ПГУ Б.Л.Ваннікову, а також И.В.Курчатову і Ю.Б.Харитон для підготовки необхідних пропозицій. Ці пропозиції та були покладені в основу підписаного І. В. Сталіним 10.06.48 постанови РМ СРСР «Про доповнення плану робіт КБ-11», яке зобов'язувало створити в КБ-11 спеціальну групу зі створення водневої бомби (РДС-6). Іншою постановою РМ СРСР від того ж дня визначалися найважливіші організаційні заходи. Зокрема, воно зобов'язувало Фізичний інститут АН СРСР (директор - академік С. І. Вавилов), який славився блискучої школою досліджень нерівноважних процесів, «організувати дослідні роботи по розробці теорії горіння дейтерію за завданнями Лабораторії № 2 (Ю.Б.Харитон, Я. Б.Зельдовіч), для чого в дводенний термін створити <...> спеціальну дослідницьку групу під керівництвом члена-кореспондента АН СРСР И.Е.Тамма ... »[6]. Цікаво, що цією ж постановою були поліпшено житлові умови ряду учасників робіт, зокрема, була надана кімната А.Д.Сахарову, молодому співробітнику групи И.Е.Тамма. (Ось так починав роботу над водневою бомбою її майбутній творець!) Того ж дня матеріали Фукса були спрямовані для ознайомлення Я.Б.Зельдовича. Він і очолив роботи з вивчення ядерної детонації дейтерію. У Москві ж, крім групи И.Е.Тамма (С.Е.Беленькій, А.Д.Сахаров, згодом ще В.Л.Гинзбург і Ю.А.Романов), в роботах брали участь А.С.Компанеец і С. П.Дьяков. Доступу до розвідувальної інформації ніхто з них не мав. Цей день, 10.06.48, став днем народження першого конкретного радянського термоядерного проекту - «труби», як він був незабаром охрещений через передбачуваної геометричної форми майбутньої бомби.
Отже, почалося ... Формулювання типу «дводенні терміни», «поліпшення житлових умов» та «найсуворіша персональна відповідальність», такі характерні для «ранньої атомної історії» СРСР, означали в сукупності тільки одне: проект отримав вищий державний пріоритет, він повинен бути виконаний будь- ціною і в найкоротший термін. Що ж до витрат (а якщо потрібно, то і людських життів - у відомстві Л.П.Берія на це звикли дивитися спокійно), то їх передбачалося вважати потім, якщо вважати взагалі.
Природа, однак, іноді виявляється сильніше постанов і загроз. Прокляте доказ можливості детонації дейтерію в «трубі» було недосяжно - рішення втрачав від теоретиків, а без цього про початок проектно-конструкторських робіт не могло бути й мови, оскільки були неясні навіть орієнтовні параметри пристрою. Істота цих труднощів полягала в наступному. Для будь-якої детонації (хімічної або ядерної) існує певний мінімальний радіус детонаційного шнура, нижче якого необхідний вибуховий режим не здійснюється - речовина розлітається раніше, ніж встигає згоріти. Але внаслідок деяких особливостей взаємодії випромінювання з речовиною (наявності так званого зворотного Комптон-ефекту, на значимість якого вперше вказав Е. Фермі) для високотемпературної ядерної плазми існує не тільки нижній, а й верхній граничний радіус. Вся складність була в тому, що теоретичні значення нижнього (разлетних) і верхнього (радіаційного) радіусів виявилися дуже близькими. А якщо врахувати, що надзвичайна складність формального опису процесів в «трубі» не дозволяла обійтися без фізичних припущень, то питання про існування «щілини» допустимих рішень між цими радіусами залишався незрозумілим в принципі; навіть зараз невідомо, чи має ця задача рішення в такій постановці [11].
Проте муки з «трубою» в групі Я.Б.Зельдовича тривали ще досить довго. Забігаючи наперед, скажемо, що тільки в початку 1954 р знамените нараду в Мінсередмаш (за участю І. В. Курчатова, И.Е.Тамма, А. Д. Сахарова, Я.Б.Зельдовича і Л.Д.Ландау), сменившем ПГУ як штабу радянської атомної науки і промисловості, визнало повну безперспективність робіт по «трубі». За образним висловом Ю.Б.Харитона і В.Б.Адамского це були «похорон труби по першому розряду» [5].
Нічого не виходило і в Лос-Аламосі у Е.Теллера з прототипом «труби» - «Супер». Та й вийти не могло - закони фізики однакові і в СРСР, і в США. Однак усвідомлення концептуального глухого кута, в якому опинилася проблема, прийшло до Е.Теллеру «при обтяжуючих обставинах». 27.01.50 в Лондоні заарештований напередодні К.Фукс підписав зізнання про свою багаторічну розвідувальної діяльності на користь СРСР. А всього за 4 дні (31.01.50) президент США Г. Трумен направив комісії з атомної енергії США директиву про відновлення робіт зі створення надбомби. Звичайно, ці 4 дні - майже напевно збіг; скоріше, це була дещо запізніла реакція американського керівництва на перший радянський ядерне випробування (26.08.49). Однак не виключено, що саме провал Фукса став причиною нової директиви Трумена, що з'явилася через півтора місяці і поставила розробку ТЯО в число вищих державних пріоритетів США. Е.Теллер: «... іронія історії <...> - людина, який передав наші атомні секрети Радянському Союзу, надав таке сильне вплив на <...> продовження робіт зі створення водневої бомби» [12].
Незабаром колеги Теллера - математик Станіслав Улам і його помічник Корнелій Еверетт - переконливо показали, що вибуховий протікання синтезу дейтерію в обсязі «супер» навряд чи можливо, більш того, для початкового запалювання термоядерного пального потрібно було б таку кількість тритію, що для його напрацювання з літію в промислових реакторах США довелося б практично заморозити виробництво збройового плутонію для набирав темпи виробництва ЯВУ поділу. Так підтвердилися припущення Генерального консультативного комітету при КАЕ США, члени якого ще в кінці 1949 одностайно заперечували проти розробки водневої бомби, в тому числі і на цій підставі [6]. Втім, дійсність виявилася ще гіршою ... «До кінець 1950 р Теллер був у розпачі, втративши надію на створення працездатною конструкції водневої бомби. Найголовніша програма створення нової зброї США була прийнята на недостатньо продуманої науковій основі »[12].
Заодно стало ясно, що «секрети водневої бомби», що потрапили через Фукса до Курчатову, були, за словами Бете, «не просто марними, а набагато гірше ... [якби радянські фахівці справді скористалися інформацією, що міститься в донесеннях Фукса, то ... - А.К.], нам залишається лише радіти, бо це означає, що їм доводиться розорятися заради проекту нікчемного у військовому відношенні »[12]. Ті скористалися, і дійсно поістратілісь чимало: «труба» даремно «з'їла» майже 6 років роботи кваліфікованості наукової «збірної». Вперше за час робіт по радянському атомному проекту розвідка сприяла закладу найважливішої науково-технічної проблеми в глибокий концептуальний глухий кут. Це слід розуміти, коли в засобах масової інформації заходить, стосовно і до розробки ТЯО, чергова розмова про «могутність радянської розвідки» і «безсиллі радянської науки».
І все ж роль розвідки в історії створення радянського ТЯО недооцінювати не можна - вона величезна, і її головним досягненням, як ми бачили, було ініціювання масштабних робіт по водневій бомбі в СРСР.А крім того ... коли якась об'ємна науково-технічна проблема починає вирішуватися з нуля (та ще, як в нашому випадку, при відсутності повної впевненості в принципової досяжності необхідного результату), невдача розвитку деякою концепції багато в чому компенсується методичними напрацюваннями, що дозволяють успішно вирішувати подібні завдання в рамках вже інших концепцій, і становленню ефективно діючих наукових колективів зі своєю науковою та організаційною ієрархією і поділом праці. А якщо це так, то інші, перспективні, концепції приходять обов'язково.
І вони з'явилися вже на кінець 1948 р З цього моменту радянські і американські зусилля по створенню ТЯО розходяться, щоб знову зустрітися до кінця здавався нескінченно далеким 1955 р
«Слойка» (1948 - 1954 рр.)
В кінці серпня 1946 р Е.Теллер випустив звіт, в якому запропонував нову, альтернативну «класичному супер», схему термоядерної бомби, яку він назвав «будильник». Запропонована ним конструкція складалася з чергуються сферичних шарів матеріалів, що діляться і термоядерного пального (дейтерій, тритій і, можливо, їх хімічні сполуки). Ця система мала цілу низку потенційних переваг. Швидкі нейтрони, народжені при реакціях в шарах термоядерного пального, повинні були викликати ділення в сусідніх шарах матеріалів, що діляться, що повинно було приводити до помітного збільшення енерговиділення. В результаті іонізаційного стиснення термоядерного пального в процесі вибуху мала сильно збільшитися його щільність і різко зрости швидкість термоядерних реакцій. Необхідність неравновесного режиму термоядерного горіння була відсутня, але був потрібний атомний ініціатор великої потужності. Ці вимоги були тим більш значними, що від «будильника» як цільової альтернативи «класичного супер» потрібно було отримати подібну (мегатонну) потужність. У вересні 1947 р Е.Теллер запропонував використовувати нове термоядерна пальне - дейтерид літію-6 (6LiD). Це повинно було привести до значного збільшення напрацювання тритію в процесі вибуху і тим самим помітно збільшити ефективність термоядерного горіння. Однак і проект «будильника» вже не здавався багатообіцяючим і перспективним, в першу чергу через майже нездоланних тоді проблем ініціювання [6].
Важко сказати, чи знав про ці ідеї Теллера А.Д.Сахаров, коли у вересні-жовтнi 1948 р він, аналізуючи альтернативні (стосовно «трубі») схеми водневої бомби, прийшов до фізично аналогічною схемою. Швидше за все не знав. Тоді він, рядовий співробітник групи Я.Б.Зельдовича, не мав доступу до матеріалів розвідки, а як повинні були (і вміли) тримати язик за зубами ті, хто його мав, ми добре знаємо [1]. У всякому разі, дослідники історії радянського термоядерного проекту одностайно відзначають концептуальну незалежність Сахаровскіх розробок. Та й сам Андрій Дмитрович, органічно нездатний до брехні (ні тоді, ні пізніше), своє авторство по обговорюваної розробці підкреслював цілком виразно. Залишається в черговий раз дивуватися тому, наскільки подібні шляху вирішення найскладніших проблем однакового цільового призначення в різних країнах, навіть в умовах глибокої секретності. Цікаво, що згадане вище явище іонізаційного стиснення термоядерного пального, що є фізичною основою дії цього пристрою, до сих пір серед російських атомників відомо як «цукруванням».
16.11.48 И.Е.Тамм офіційно звернувся з листом до С. І. Вавілова, де повідомив про «принципову можливість досягнення ядерної детонації дейтерію в спеціальному пристрої, що поєднує дейтерій (або важку воду) з природним ураном-238» [курсив мій. - А.К.] [6]. Більш своєчасної ідеї тоді запропонувати було не можна. Згадаймо про колосальні труднощі, які відчувала в ті дні молода радянська атомна промисловість з напрацюванням ядерного пального для першої радянської атомної бомби, було ясно, що навіть в разі її вдалого випробування саме виробництво збройового 235U і / або 239Pu з'явиться лімітуючим фактором розгортання радянського ядерного потенціалу, у всякому разі, протягом осяжного часу. А тут з'являється можливість використання в якості ефективного ядерного матеріалу дешевий 238U, при виробництві збройового урану взагалі аналізований як виробничі відходи!
Щодо суті полягає в наступному. У звичайній атомну бомбу 238U не тільки марний (вторинними нейтронами він практично не ділиться), а й шкідливий, оскільки в інших ядерних реакціях, що конкурують з розподілом, жадібно «виїдає» ці нейтрони, такі потрібні для розвитку ланцюгового процесу. Саме тому для створення атомної бомби потрібно уран високого (понад 90%) збагачення. Однак ситуація кардинально змінюється, коли на шар 238U обрушуються нейтрони термоядерного синтезу, в середньому майже в 10 разів більше енергетичні, ніж нейтрони розподілу; 238U у своїй ділиться чудово, вартість для опанування кожної кілотонни потужності багаторазово зменшується. Дуже заманливо!
Втім, не виключено, що ці міркування стали грати роль пізніше, а тоді нова конструкція, названа «слойкою», розглядалася лише в своєму первинному значенні - як перспективна схема бомби синтезу. Як би там не було, 20.01.49 А.Д.Сахаров здав перший звіт по «слойке», а 03.03.49 В.Л.Гинзбург в своєму звіті запропонував новий матеріал - 6LiD, - ідеально підходив як термоядерного пального. (Цікаво, що спочатку В.Л.Гинзбург хотів лише посилити «цукруванням» за рахунок реакції захоплення нейтронів 6Li. Лише після ознайомлення з новими даними по перетинах реакцій синтезу в журналі «Physical Review» від 15.04.49 стало ясно, що головна цінність 6LiD зовсім в іншому.)
Як уже зазначалося, через істотно більш високого перетину взаємодії ядер дейтерій-тритієва суміш підпалюється набагато легше, ніж чистий дейтерій (для чого Е.Теллер і припускав використовувати її в якості основи ініціюючого пристрою «супер»). Але ціною такого використання було б фактичне припинення напрацювання збройового плутонію, на що в США ніхто не пішов би. Тим більше не реалістично було б орієнтуватися на швидке освоєння промислового виробництва тритію в СРСР, де і плутонію-то до описуваного часу навіть на одну бомбу не встигли напрацювати. Крім цього, тритій дуже нетехнологічен (все-таки при нормальних умовах це газ) і радіоактивний: з періодом напіврозпаду 12,4 року він перетворюється в стабільний гелій-3, один з найбільш «шкідливих» нуклідів, інтенсивно «пожирає» дорогоцінні нейтрони без будь-якої користі. Це обмежує термін функціональної придатності боєприпасу декількома місяцями. Звичайно, ці труднощі в принципі можна подолати (що історія згодом і довела), але от якою ціною і за який час ...
Всіх зазначених недоліків позбавлений 6LiD - легке кристалічна речовина білого кольору, - радіонуклідів не містить і, головне, жадібно захоплює нейтрони ділення, перетворюючись при цьому в ... тритій, а дейтерій вже напоготові! І тут вступає в гру основна перевага «слойки». При правильно обраних параметрах конструкції в ній внаслідок «цукруванням» і ударної хвилі від вибуху ініціатора досягається величезне стиснення термоядерного пального. Ось чого не вистачало «супер» і «трубі», ось коли відкривається пряма дорога до водневій бомбі! Радянські ядерники встали на цей шлях через «слойку». Про те, як пройшли його Е.Теллер і його колеги, нижче.
11.04.49 С.И.Вавилов офіційно інформував про «слойке» Л.П.Берія. 08.05.49 Ю.Б.Харитон направив Б.Л.Ваннікову висновок КБ-11 по «слойке», гаряче підтримавши цей проект: «Основна ідея пропозиції надзвичайно дотепна і фізично наочна» [6]. 29.08.49 пройшло успішне випробування першої ядерної бомби РДС-1 - найважливіша подія для термоядерного проекту, оскільки воно дозволило переорієнтувати значну частину наукового потенціалу і виробничих потужностей системи ПГУ. А масла у вогонь, за класичними канонами гонки озброєнь, різко додала вже згадана директива Трумена від 31.01.50. Вже на четвертий день після неї на засіданні СК було розглянуто питання «Про заходи щодо забезпечення розробки РДС-6». Відповідно до рішення СК від 26.02.50 було прийнято постанову СМ СРСР, яке зобов'язало ПГУ, Лабораторію № 2 АН СРСР і КБ-11 організувати розрахунково-теоретичні, експериментальні та конструкторські роботи по створенню виробів РДС-6с ( «слойка») і РДС- 6т ( «труба»). В першу чергу повинно було бути створено виріб РДС-6с вагою до 5 т з тротиловим еквівалентом 1 Мт. Постанова передбачала використання тритію не тільки в конструкції РДС-6т, але і в конструкції РДС-6с. Було встановлено термін виготовлення першого примірника вироби РДС-6с - 1954 р Науковим керівником робіт зі створення обох виробів призначили Ю.Б.Харитон, його заступниками - И.Е.Тамм і Я.Б.Зельдович. Зокрема, станом на 1 травня 1952 р слід виготовити модель вироби РДС-6с з малою кількістю тритію і провести в червні її полігонне випробування, а до жовтня надати пропозиції щодо конструкції повномасштабного вироби. Постанова про те створити в КБ-11 розрахунково-теоретичну групу для робіт по РДС-6с під керівництвом И.Е.Тамма (пізніше, в березні 1950 р туди увійшли А.Д.Сахаров і Ю.А.Романов).
В той же день, 26.02.50, було прийнято постанову СМ СРСР «Про організацію виробництва тритію», а потім інші постанови про будівництво спеціалізованого важководного реактора по напрацюванні тритію і про організацію виробництва 6LiD [6]. Наступні події показали, наскільки далекоглядним було це останнє рішення. Проте досить скоро стало ясно, що задані терміни нереальні. Не останню роль в затягуванні робіт зіграло продовження досліджень по «трубі», хоча їх безперспективність початку виявлятися цілком чітко. Як би там не було, постановою РМ СРСР від 29.12.51. директивний термін випробування РДС-6с було перенесено на березень 1953 р при продовженні робіт також і по РДС-6т (останні були практично згорнуті до кінця 1952). Це було прямим наслідком реакції вищого політичного керівництва СРСР на перше в світі випробування термоядерного вибухового пристрою «Майк», проведеного США на атолі Елугелаб в Тихому океані 01.11.52. Вже 02.12.52 Л.П.Берія звернувся до керівників ПГУ і И.В.Курчатову з запискою, в якій, зокрема, говорилося: «И.В.Курчатову. Рішення завдання створення РДС-6с має першорядне значення. Судячи з деяких що дійшли до нас даними, в США проводилися досліди, пов'язані з цим типом виробів [курсив мій. - А.К.]. При виїзді з А.П.Завенягіним в КБ-11 передайте Ю.Б.Харитон, К.І.Щелкін, Н.Л.Духову, И.Е.Тамма, А.Д.Сахарову, Я.Б.Зельдовича, Е .І.Забабахіну і М.М.Боголюбова, що треба докласти всіх зусиль до того, щоб забезпечити успішне завершення науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт, пов'язаних з РДС-6с. Передайте це також Л.Д.Ландау і А.Н.Тихонова »[6].
Зазначена записка вельми цікава. Вона свідчить про те, що «Майк» асоціювався у Берія ні з принципово новою конструкцією термоядерного вибухового пристрою (а він, як ми побачимо далі, саме таким і був), а з конструкцією типу «слойки» (а може бути, і «труби »). І добро б тільки Берія помилявся з цього приводу (в кінці кінців він був чудовим організатором і першокласним катом, але не фізиком), але помилялася і «кінцева інстанція» - теоретики КБ-11. Л.П.Феоктистов, майбутній член-кореспондент АН СРСР і конструктор першого радянського серійного зразка ТЯО, а тоді молодий співробітник групи Я.Б.Зельдовича, згадує: «У 1953 році ми <...> були впевнені, що <...>« слойкою »ми не тільки наздоганяємо, але навіть перегонимо Америку. <...> Звичайно, ми вже тоді чули про випробування «Майк», але <...> в той час ми думали, що багаті американці підірвали «будинок з рідким дейтерієм» <...> за схемою, близькою до «трубі» Зельдовича. <...> Тільки кілька років тому [приводиться цитата відноситься до 1998 року - А.К.] я дізнався про справжнє призначення досвіду, його глибокому змісті ... »[13].
Однак істина проясниться пізніше. А тоді, в 1953 р, на «слойку» було кинуто всі наявні сили (що також добре видно з записки Л.П.Берія), вона ставала «національною гордістю». На скажений темп робіт не вплинула ні смерть І. В. Сталіна (05.03.53), ні арешт самого Берія (04.07.53); роботи по створенню нових зразків ядерної зброї зберегли вищу пріоритетність і у нового політичного керівництва країни.
15.06.53 И.Е.Тамм, А.Д.Сахаров і Я.Б.Зельдович підписали заключний звіт по розробці РДС-6с. Для підвищення потужності бомби (що було надзвичайно важливо як у військово-технічному, так і в політичному сенсі) на останньому етапі конструювання вироби було передбачено використання певної кількості тритію (хоча, як зазначалося вище, можна було обійтися і 6LiD). З огляду на це проектне енерговиділення було оцінено значенням 300 ± 100 кт. Важливо підкреслити, що це була бомба, придатна саме для бойового використання (а не громіздке стаціонарне пристрій, як «Майк»). 12.08.53 вона була успішно випробувана на вежі Семипалатинського полігону. Четверте за рахунком радянське ядерне випробування стало видатним досягненням радянської оборонної науки і техніки, і слова І. В. Курчатова, звернені з глибоким поклоном до А.Д.Сахарову: «Тобі, рятівникові Росії, спасибі!» - були аж ніяк не порожній фразою.
Потужність бомби РДС-6с склала 400 кт, що не йшло ні в яке порівняння з десятками кілотонн ЯВУ поділу першого покоління. Вона була першим в світі доставляються термоядерним боєприпасом (ТЯБП); «Майк», в якому в якості термоядерного пального використовувався рідкий дейтерій при температурі, близькій до абсолютного нуля, дійсно вдавав із себе громіздке пристрій розміром з двоповерховий будинок і масою близько 65 т [5]. І інших технологічних альтернатив у Теллера і Улама в той час не було, оскільки промислове здобуття влади та тритію, і 6LiD було налагоджено в США лише через деякий час. «Слойка» була першим в світі термоядерним вибуховим пристроєм, в конструкції якого використовувався 6LiD високого збагачення по 6Li (його в природному літії трохи, лише близько 7,4%, решта - 7Li). Це дозволило, по-перше, різко підвищити технологічність виробництва ЯБП, а по-друге, домогтися високої точності прогнозу енерговиділення знову конструюються ЯВУ. Ось де і коли позначилася далекоглядність керівництва радянського термоядерного проекту, прийняв рішення про виробництво цього найважливішого ядерного матеріалу ще в початку 1950 р! Нарешті, принцип «слойки», в поєднанні з відкритими пізніше сучасними принципами устрою ТЯО, дозволив згодом конструювати ТЯБП практично необмеженої потужності.
Але саме «слойка» відкрила еру «брудних» бомб, що поєднують високу загальну потужність з великим питомим енерговиділенням з розподілу. Нагадаємо, що саме реакція поділу (а не синтезу) є джерелом найбільш небезпечних радіонуклідів - стронцію-90 і цезію-137, - визначальними (в залежності від типу і потужності вибуху) місцеву, регіональну або глобальну радіаційну і радіоекологічну обстановку. У «слойке» вклад реакції синтезу в сумарне енерговиділення не перевищував 15-20%, що було близько до теоретичної межі. По суті, це була бомба розподілу на 238U, лише незначно посилена тритієм і 6LiD. Не випадково її випробування 12.07.53 (до того ж проведене в найбільш несприятливих з точки зору радіаційних наслідків умовах - наземний вибух) стало причиною найсильнішого локального та регіонального радіоактивного забруднення: на території полігону і оточуючих його областей Казахстану і Росії випало 82% стронцію-90 і 75% цезію-137 з сумарного їх кількості, викинутого в атмосферу за весь час функціонування Семипалатинського полігону взагалі [14]!
Втім, про екологію тоді замислювалися лише деякі. Але сумніви залишалися і у конструкторів; і сумніви дуже серйозні. Головним з них була практична неможливість за розумної потужності атомного ініціатора домогтися за схемою «слойки» мегатонни енерговиділень - ТЯБП виходив дуже громіздким і незграбним (хоча, як ми побачимо, адміністративне рух до таких «виродкам» в якийсь момент було зроблено). У той же час колосальне енерговиділення при вибуху «Майка» (10,4 Мт) було тоді вже відомо И.В.Курчатову і його колегам. Вставав тривожне запитання: як вдалося американцям домогтися цього безвідносно до компактності пристрою?
Відповіді поки не було, і в цих умовах було прийнято рішення про вдосконалення та подальший розвиток «слойки». А.Д.Сахаров про останні дні 1953 р .: «... мене викликав до себе Малишев [тоді міністр Мінсредмаша. - А.К.] і попросив <...> викласти, як мені бачиться виріб наступного покоління <...> його принцип дії і приблизні характеристики. <...> У мене була ідея, не дуже оригінальна і вдала, але в той момент вона здавалася <...> багатообіцяючою. <...> Я написав необхідну доповідну. <...> Через два тижні я був запрошений на засідання Президії ЦК КПРС. <...> Результатом засідання були два постанови <...> СМ і ЦК КПРС. Одне з них [під назвою «Про створення нового типу потужної водневої бомби» від 20.11.53 [8]. - А.К.] зобов'язувало наше Міністерство [Мінсередмаш. - А.К.] в 1954-1955 рр. розробити і випробувати той виріб, який я так необережно анонсував. <...> Інша <...> зобов'язувало ракетників розробити під цей заряд [виділено шрифтом А.Д.Сахарову. - А.К.] міжконтинентальну балістичну ракету. <...> Вага заряду <...> і весь масштаб ракети було прийнято на основі моєї <...> записки. Це зумовило роботу величезної конструкторсько-виробничої організації [ОКБ С.П. Королева. - А.К.] на довгі роки. Саме ця ракета [Р-7, SS-6. - А.К.] вивела на орбіту перший штучний супутник Землі в 1957 р і корабель з Юрієм Гагаріним в 1961 г. »
Перервемо на деякий час А. Д. Сахарова. Неважко зрозуміти, що мова тут якраз йде про «слойке» субмегатонного класу (який отримав в згаданій постанові індекс РДС-6сД), для доставки якої до мети справді потрібна була б вся міць розробленої до осені 1957 р прославленої корольовської «сімки». У той же час роботи з удосконалення «слойки» йшли і за іншими напрямами: в першу чергу шляхом здешевлення конструкції і підвищення її технологічності. Підсумком цих робіт став досвідчений ТЯБП РДС-27, випробуваний 06.11.55 на Семипалатинському полігоні. Ціною деякого зниження потужності (близько 250 кт) в порівнянні з прототипом РДС-6с було досягнуто повна відмова від тритію, і в такому вигляді виріб, в принципі, могло бути прийнято на озброєння в серії. Необхідно зауважити, що це було перше в світі випробування зі скиданням ТЯБП з літака (типу Ту-16).
Але тоді вже було зрозуміло, що це було б паліативним рішенням. «Слойка» в її первісному варіанті відживала свій короткий вік, і рішення РМ СРСР від 19.07.55, яке передбачало відстрочку випробування РДС-6сД (яке так і не відбулося), по суті, лише констатувало стан справ, але не визначало для цієї конструкції ніяких перспектив. Занадто багато найважливіших подій відбулися за два з невеликим роки після її першого тріумфу.
А тепер продовжує А.Д.Сахаров: «Той заряд [РДС-6сД. - А.К.], під який все це [конструювання корольовської ракети. - А.К.] робилося <...> проте встиг "випаруватися", і на його місце прийшло щось зовсім інше ... »[15].
Що ж саме?
Істина, що прийшла з туману. Фінал (1954 - 1955 рр.)
01.03.54 у атола Бікіні в Тихому океані стався американський випробувальний термоядерний вибух нечуваної досі потужності - 15 Мт! Цей вибух ( «Браво»), до сих пір найбільш потужний з усіх, вироблених США, призвів до трагічних наслідків. Інтенсивними радіоактивними випаданнями був накритий знаходився на відстані більше 200 км від Бікіні японський траулер «Фукурю-мару». 23 рибалки, які отримали дозу на рівні, ймовірно, близько 200 рентген, були змушені протягом довгого часу лікуватися від гострої променевої хвороби, а один з них (радист траулера А.Кубояма) 23.09.54 помер в лікарні, по-видимому, від негативних побічних наслідків опромінення [16].
Радянських ядерників вибух «Браво» шокував. Стало ясно: в змаганні за володіння ТЯО США вирвалися вперед, і рішення, які потрібно було приймати негайно, повинні бути найбільш значними і відповідальними за весь час ядерної гонки. Не забарився вже згадуваний вище остаточну відмову від «труби». На одній з нарад в КБ-11 за участю керівництва підприємства і всіх провідних фахівців И.Е.Тамм зажадав категоричної відмови не тільки від «труби», а й від «національної гордості» - «слойки». Л.П.Феоктистов, тоді початківець конструктор зброї, згадує: «У відповідь на чиюсь репліку:" Навіщо так різко? Давайте розвивати старе і шукати нове ", - послідувало <...> енергійне вираз И.Е.Тамма:" Ні-ні. Людина консервативний. Якщо йому залишити старе і доручити нове, він робитиме тільки старе. Ми повинні завтра оголосити: "Товариші, все, що ви робили до сих пір, нікому не потрібно. Ви безробітні ". Я впевнений, що ми через кілька місяців досягнемо мети ". І мудрий Тамм мав рацію »[13].
А тепер повернемося в Лос-Аламос на 4 роки тому. До честі Теллера і Улама в зневірі з приводу кончини «супер» (яка була обтяжена і особистісним конфліктом) вони перебували недовго. Те, що для створення бомби потрібні колосальні ступеня стиснення термоядерного пального, вони до початку 50-х рр. розуміли не гірше, ніж Сахаров, Тамм і Зельдович. Але чудова ідея їх отримання прийшла Уламу при роботі в дещо інший області - підвищення ефективності ЯБП ділення шляхом створення двоступеневої бомби, коли вибух допоміжного плутонієвого заряду викликає імплозійное стиснення основного (також плутонієвого або уранового). А що, якщо таким же чином побудувати схему і термоядерної бомби: просторово розділити який ініціює (атомний) і енерговиделяющій (термоядерний) вузли і сфокусувати на останньому механічну енергію і нейтронний потік від вибуху ініціатора? Для такої фокусування потрібно належним чином направити ударну хвилю по навколишнього матеріалу. Стиснення має бути колосальним.
Але справжній прорив був ще попереду. Коли Улам в початку 1951 року повідомив про цю схему Теллеру (з яким на той час встиг помиритися), той у відповідь запропонував свій варіант, за словами Улама, «ймовірно, більш зручний і загальний» [6]: стиснення термоядерного вузла зручніше здійснити не механічною енергією і нейтронним потоком, а випромінюванням, що виходить під час вибуху ініціатора, для чого треба було вжити заходів щодо забезпечення найбільшої прозорості для цього випромінювання стінок ініціюючого вузла.
Спільний звіт Теллера і Улама від 09.03.51, по суті, завершив історію американського ТЯО - працездатна схема була знайдена. Інша справа, що для її практичної реалізації потрібні були майже два роки найскладніших розрахункових і інженерних робіт, і лише випробування «Майк» 01.11.52 підвело під ними риску.
А ось американський шлях від стаціонарного пристрою до транспортабельної бомби виявився досить довгим; як ми бачимо, більше року. Це було прямим наслідком вже згаданої затяжки в освоєнні виробництва 6LiD. Лише в травні 1952 року в Ок-Рідж почалося будівництво заводу з виробництва 6Li, а в експлуатацію він був пущений тільки в середині 1953 р Показово, що навіть в конструкції першого американського транспортабельного ТЯБП (вже відомий читачеві вибух «Браво» 01.03.54 ) застосовувався 6LiD щодо низького збагачення (близько 40%), а в інших випробуваннях цієї серії використовувався навіть LiD на основі природного літію (7,4% 6Li). Саме це, мабуть, і стало причиною великих розбіжностей розрахункових і істинних значень енерговиділення перших американських ТЯБП (в два і більше разів), оскільки ядерні властивості 7Li на той час були ще недостатньо вивчені. Ймовірно, проблеми з 6Li зіграли роль і в тому, що перше випробування ТЯБП при скиданні з літака ( «Черокі») в США провели лише 21.05.56 (в СРСР - ще 06.11.55). Однак, як ми побачимо далі, і в питанні літакового випробування «справжньої», двоступінчастої, водневої бомби радянські зброярі обігнали своїх американських колег-суперників.
А тоді, на початку 1954 році, вони, як і вимагав И.Е.Тамм, стали «безробітними» - в тому сенсі, що, володіючи вже завдяки «трубі» і «слойке» величезним методичним досвідом термоядерних досліджень, концептуально виявилися на нулі, знаючи тільки, що «труба» безнадійна, «слойка» є малоперспективною, і в той же час вихід є (що показали «Майк» і «Браво»).
Вже з початку 1954 рв КБ-11 стали з'являтися двоступеневі (з просторовим розділенням атомного ініціатора і енерговиделяющего термоядерного вузла) схеми термоядерних зарядів. Перші з них, як неважко бачити, були спробою реалізації ідеї Улама про матеріальне стискуванні термоядерного пального. Характерною рисою цих схем стало використання для максимальному ступені стиснення термоядерного вузла кількох ініціаторів - від двох до схемою «бритва» Д.А.Франк-Кам'янецького до 12 - 16 в «канделябрі» А.П.Завенягіна. Навіть він, суто адміністративний керівник дуже високого рангу, в описуваний час заступник міністра (а пізніше і міністр) Мінсредмаша, визнав за необхідне і доречним внести свій вклад в загальні зусилля, хоча «канделябр» розглядався в КБ-11 лише як інженерний курйоз, та й сам Завенягин в цьому сенсі ні на що, зрозуміло, не претендував [7]. Головним його завданням було не створення нової конструкції, а підтримку в колективі геть унікальною обстановки «мозкового штурму», подібної до якої в КБ-11 не було ні до, ні після описуваних подій.
Автор схильний погодитися з тими свідками, які пов'язують цю обстановку зі свіжими вітрами наступаючої хрущовської «відлиги». Хоча, зрозуміло, суворі режимні вимоги ніхто не відміняв, думалося, коїлося і дихалося набагато легше, ніж за часів Берії і Мексики. Формально в цей час в КБ-11 було два теоретичних відділу (Сахарова і Зельдовича), проте їх розділяли, за словами Л.П.Феоктистова, лише «відомості на видачу зарплати» [17]. Все робилося спільно, злагоджено і надзвичайно результативно. Виник могутній колектив однодумців.
Через дуже короткий час стало ясно, що будь-якій схемі механічного обтиску спочатку властиві громіздкість і слабка фізична ефективність. Треба було шукати щось інше - і рішення прийшло. Однак конкретні обставини його появи є, мабуть, самої загадкової сторінкою історії радянського термоядерного проекту. Щоб проілюструвати цю думку, наведу з мінімальними коментарями уривки з спогадів учасників створення першої радянської «справжньої» термоядерної бомби, що описують цей епізод.
Г.А.Гончаров: «Новий механізм обтиску <...> вторинного термоядерного вузла енергією випромінювання первинної створення атомної бомби був відкритий. Це сталося в березні-квітні 1954 г. »[6].
Ю.Б.Харитон, В.Б.Адамского, Ю.Н.Смірнов: «... одного разу Зельдович, увірвавшись в кімнату молодих теоретиків Г.М.Гандельмана і В.Б.Адамского, що знаходилася проти його кабінету, радісно вигукнув:" Треба робити не так, будемо випускати з кульового заряду випромінювання! "» [5].
Л.П.Феоктистов: «Чутка приписувала ці основоположні думки <...> то Я.Б.Зельдовича, то А.Д.Сахарову, то обом, то ще комусь, але завжди в якійсь невизначеній формі: начебто, здається тощо. <...> Я був добре знайомий з Я.Б.Зельдовича. Але жодного разу не чув від нього прямого підтвердження з цього приводу (як, втім, і від Сахарова) »[13].
А.Д.Сахаров (в своїх спогадах назвав концепцію радіаційного обтиску термоядерного вузла «третьої ідеєю»): «Мабуть, до" третьої ідеї "одночасно прийшли кілька співробітників наших теоретичних відділів. Одним з них був я. Мені здається, що я вже на ранній стадії розумів основні фізичні і математичні аспекти "третьої ідеї". В силу цього <...> моя роль в прийнятті та здійсненні "третьої ідеї", можливо, була однією з вирішальних. Але також, безсумнівно, дуже велика була роль Зельдовича, Трутнева та інших і, можливо, вони розуміли і передбачали перспективи і труднощі "третьої ідеї» не менше, ніж я. У той час нам (мені, у всякому разі) ніколи було думати про питання пріоритету <...> а заднім числом відновити всі деталі обговорень неможливо, та й чи треба? .. »[15].
Цілком логічний в зв'язку з цим уїдливий коментар ще одного учасника подій - В.І.Рітуса: «Викладаючи поява" третьої ідеї "в чотирьох фразах, А.Д.Сахаров чотири рази використовує слова" мабуть "," мені здається "," можливо "," може бути ", але так і не називає конкретних осіб, які висловили" третю ідею ", і скоріше, говорить про своє розуміння цієї ідеї. Відповісти на пріоритетні питання Андрій Дмитрович чомусь вважає неможливим, та й непотрібним. З чого б це? »[18]. А Г.А.Гончаров додає (і теж цілком справедливо): «Відзначимо, що в той же час А.Д.Сахаров чітко говорить про пріоритет своєму і В.Л.Гинзбург, коли мова йде про" першої "і" другої " ідеях - "слойки" і використанні 6LiD »[8].
Слід ще раз підкреслити: всі цитовані вище висловлювання щодо «третьої ідеї» належать не історикам і журналістам, а безпосереднім учасникам подій. З огляду на це уявляю читачеві право самому сформулювати свою думку.
Прямими свідоцтвами про використання розвідданих на цій його стадії автор не має (відверто тенденційні і технічно неграмотні публікації не береться до уваги). А в такому разі навіть, здавалося б, цілком певні думки можна тлумачити неоднозначно, може бути, навіть всупереч цієї думки. Ось наочний приклад. Л.П.Феоктистов: «Оцінюючи той період і вплив американського" фактора "на наш розвиток, можу з упевненістю сказати, що у нас не було креслень або точних даних, що надійшли ззовні. Але і ми були не такими, як за часів Фукса і першої атомної бомби, а значно більше розуміють, підготовленими до сприйняття натяків і напівнатяками [курсив мій. - А.К.]. Мене не покидає відчуття, що в ту пору ми не були цілком самостійними »[13].
Начебто все зрозуміло ... Але звернімо увагу на слова про «розуміють і підготовлених» фахівцях! В описаній вище атмосфері «мозкового штурму», коли рішення майже зримо висіло в повітрі, досить було комусь кинути, наприклад, мимохідь або навіть випадково, лише три слова: «стиснення випромінюванням ініціатора», - як все тут же стало б ясно всім ! Багаторічний досвід термоядерних досліджень, помножений на небачену ще атмосферу творчого пошуку, не пройшов даром. І ці три слова могли виходити навіть не від Сахарова, Зельдовича або Тамма, а від безіменного фізика, математика або інженера КБ-11, - цього вистачило б.
Могло бути, звичайно, і по-іншому ... Л.П.Феоктистов про свою поїздку в Ліверморської національної лабораторії (один з двох головних центрів розробки ядерної зброї в США) в другій половині 90-х рр .: «Там мені розповіли одну історію, яка гаряче обговорювалася в Америці і майже невідома <...> в Росії. Незабаром після випробування «Майк» в поїзді <...> доктор Уілер перевозив надсекретний документ, що стосується новітнього ядерного пристрою. З невідомих <...> причин документ зник - він на кілька хвилин був залишений без нагляду в туалеті [! - А.К.]. Незважаючи на всі вжиті заходи - був зупинений поїзд, оглянуті всі пасажири, узбіччя залізничної колії - документ не був виявлений. На моє пряме запитання: чи можна було по документу отримати інформацію про технічні деталі і пристрої в цілому? - я отримав ствердну відповідь »[19].
Історія, звісно, захоплююча. Однак у людей, знайомих з правилами зберігання, використання, перевезення та пересилання секретної документації (не кажучи вже про «надсекретної»), вона здатна викликати лише напад сміху, як би «гаряче» вона ні «обговорювалася». Можна припустити, що тільки почуття делікатності завадило Л.П.Феоктистова, прекрасно знає ці правила, зреагувати на «моторошний» розповідь саме таким чином. Але якщо залишити осторонь анекдоти і поставити питання серйозно (хоча і наївно): могла чи «третя ідея» бути плодом зусиль розвідки? - відповідь мислимо тільки один: звичайно, могла, і завдання розвідки тут гранично спрощувалася, тому що підсумком її роботи в даному випадку могли бути навіть не креслення або секретні звіти, а ті ж три «магічних» слова, як в «Піковій дамі» Пушкіна.
Втім, про «крадіжках секретів» при створенні ТЯО розмова ще попереду, а зараз повернемося в КБ-11. Результати інтенсивних робіт 1954 р створенню термоядерного заряду нової конструкції були 24.11.54 обговорені на засіданні НТС КБ-11 під головуванням І. В. Курчатова. А 03.02.55 була завершена розробка технічного завдання на конструкцію досвідченого термоядерного заряду на новому принципі, який отримав найменування РДС-37. На той час був завершений визначальний етап його розрахунково-теоретичного обґрунтування. Однак розрахунково-теоретичні праці та уточнення конструкції РДС-37 тривали аж до остаточного складання і відправки вироби на полігон.
25.06.55 був випущений звіт, присвячений вибору конструкції і розрахунково-теоретичного обгрунтування заряду РДС-37, і тридцять один співробітник КБ-11, які підписали його, назавжди увійшли в новітню технологічну історію. А 22.11.55 о 9 год 47 хв на Семипалатинському полігоні на висоті 1500 м (носій - літак Ту-16, командир екіпажу - полковник ВПС СРСР Ф.П.Головашко, якому за цей політ було присвоєно звання Героя Радянського Союзу) була успішно випробувана перша радянська двоступенева термоядерна бомба. Її проектна потужність склала близько 3,6 Мт, проте для зменшення більш ніж ймовірних серйозних руйнувань за межами полігону вона була навмисне (заміною частини 6LiD на пасивний матеріал) зменшено до половини номіналу і склала близько 1,7 Мт. Це був перший в світі випадок планового зменшення енерговиділення ТЯБП, який ще раз підтвердив високу надійність розроблених радянськими ядерниками методів його прогнозування. Тритій в конструкції РДС-37 не застосовувався, як і (на відміну від вибуху «Браво») посилення енерговиділення за рахунок 238U. Ця остання обставина в поєднанні зі значною висотою підриву дозволило різко зменшити радіаційні наслідки випробування.
Але і при половинному енерговиділення РДС-37 «натворила справ». У селищах, що лежать на відстані 60-70 км від епіцентру вибуху, була зруйнована частина будинків, а випадки втрати засклення в вікнах була відзначені навіть в м Семипалатинську (175 км) і далі - аж до 350 км. На жаль, постраждали і люди. В одному з селищ, віддаленому на 60 км від епіцентру, при обвалі стелі загинула дівчинка трьох років. В одному з вичікувальних районів для особового складу (36 км від епіцентру) в результаті обвалу траншеї засипали землею шість солдатів охорони полігону, при цьому один з них помер від задухи. Осколками скла і уламками будівель були легко поранені двадцять шість чоловік в сільській місцевості і шістнадцять - в м Семипалатинську [20].
Хоча після випробування і було знайдено пояснення настільки аномальної, майже в 5 разів перевищує прогностичні значення, впливу ударної хвилі (рідко зустрічається поєднання розподілів вітру і температури по висоті, в умовах якого ударну хвилю як би «притискає» до землі), стало ясно: для проведення таких вибухів Семипалатинський полігон непридатний. Надалі всі випробування мегатонного класу проводилися лише на Новоземельском полігоні.
У розвитку радянського ТЯО було ще чимало славних сторінок. У 1957 р у знову організованому другому підприємстві по конструюванню ядерної зброї (Челябінськ-70, нині - РФЯЦ ВНДІТФ, м Снежинськ) був створений перший радянський серійний ТЯБП (конструктори - Е.І.Забабахін, Ю.А.Романов і Л. П.Феоктістов). До 1958 в ході робіт Ю.Н.Бабаева і Ю.А.Трутнева в схему радянських ТЯБП було внесено важливе вдосконалення, яка визначила їх сучасний вигляд [5]. А до середини 60-х рр. маститі зброярі Г.А.Гончаров і І.А.Курілов (працювали ще над РДС-37) разом з молодими теоретиками В.В.Пінаевим і В.Н.Міхайловим (майбутнім міністром Мінатому Росії) створили ТЯБП з дуже високими питомими характеристиками [ 21]. З цього часу в конструюванні ЯО між СРСР і США настав паритет.
Але все це було лише розвитком принципу, вперше реалізованого в конструкції РДС-37. В області основоположних ідей і концепцій, які лягли в основу ТЯО, ядерна гонка, по суті, закінчилася.
Ще раз про «крадіжку ядерних секретів»
Повертаючись до ролі розвідки у радянському термоядерному проекті, можна виділити три групи епізодів. Перша містить документально підтверджені факти наявності розвідданих з певних питань - згадаймо розпорядження Берія про ознайомлення з такими суворо обмежене коло провідних фахівців. Друга об'єднує події, де вплив розвідки як би неявно - в тому сенсі, що воно прямо не зафіксовано документально, але в загальному контексті подій виглядає майже безсумнівним. В основному це стосується прийняття рішень на рівні політичного керівництва країни; на думку автора, саме цей аспект діяльності радянської розвідки по термоядерного проекту мав найбільш важливе значення. Нарешті, яскравим прикладом подій третьої групи є «ідея з туману» 1954 року про радіаційної імплозії як про основний принцип дії термоядерної бомби. У них роль розвідки оцінюється, в загальному, тими ж словами, що і опис подій: «ймовірно», «мабуть», «не виключено», «здається», «начебто» і т. Д. Тут кожен має право на свою точку зору. Загалом же, в історії термоядерного проекту, як і більш раннього атомного, розвідка була дуже важливим і активним гравцем команди, і її роль при цілком з'ясовних розбіжності в оцінці подробиць не слід ні перебільшувати, ні принижувати, а тим більше доводити будь-який з цих підходів до логічної абсолютизації.
У зв'язку з цим важко пройти повз двох поглядів на роль розвідки у створенні радянського ТЯО, що мають, на подив, широке ходіння на Заході.Вони тісно взаємопов'язані і являють собою досить яскравий приклад того, як концептуальне оману тягне за собою оману приватне, технічне. Концептуальне оману, яке здобуло однаково широке поширення як серед американських вчених, так і серед політиків, влучно сформулював відомий американський фізик Р.Лепп: це «мовчазне припущення, що для того, щоб мати зброю, ворог повинен красти секрети» [22]. Питання було в тому, як інтерпретувати цю своєрідну аксіоматичну посилку стосовно історії створення ТЯО. У формулюванні Х.Бете це звучить наступним чином: «... в силу <...> випадкового характеру відкриття Уламом і Теллером працездатною схеми водневої бомби було б абсолютно неймовірним збігом, якби російський проект йшов аналогічним шляхом» [12]. Ну а оскільки російські все-таки пішли «аналогічним шляхом» (хоча тут є цікаве питання, про що нижче), то, як їм вдалося «вкрасти секрети» - з урахуванням того, що інформація від К.Фукса, скоріше, вводила в оману , ніж допомагала?
Хто шукає той завжди знайде. «Знайшли» і американці, але відповідь була невірний. Та й мало було у нього шансів виявитися вірним, оскільки некоректною була явна постановка питання. Почнемо з того, що посилка про «випадковий характер» відкриття Улама і Теллера і про «неймовірний збіг» такого ж, але незалежного, в СРСР, є сумнівною. Якщо в обох країнах, при приблизно однаковому рівні розвитку відповідних технологій, додаються величезні, зведені в ранг вищих державних пріоритетів, зусилля за рішенням однієї і тієї ж масштабної науково-технічної проблеми, то ймовірність і великих відкриттів у цій галузі різко збільшується, - прикладів того в світовій історії дуже багато. Було б дивно шукати підступи спецслужб у відкритті планети Нептун Левер'є і Адамсом, в паралельному розвитку основ диференціального обчислення Ньютоном і Лейбніцем, в незалежній первісної формулюванні квантової механіки Шредінгер і Гейзенбергом і т.д.
А тепер про американському відповіді на питання «хто вкрав?». З огляду на те, що кандидатура Фукса «відпала» (хоча і це розуміють в США далеко не всі [12]), звинувачення в «шпигунської діяльності» було пред'явлено <...> радіоактивним опадам після вибуху «Майк», відбір і подальший аналіз яких нібито дав в руки радянським ядерників вирішальну інформацію про радіаційної імплозії як про основний принцип дії «справжньої» водневої бомби. Список найбільших вчених і фахівців, які дотримуються цієї досі широко поширеною версією буквально вражає. Це і Р.Оппенгеймер, і Х.Бете, і В. Бушем, і колишній директор Ліверморської національної лабораторії г.Йорк, і інші.
Але це не так - і про це свідчать абсолютно узгоджені коментарі такої версії з боку всіх провідних радянських термоядерщікі. Найбільш виразно висловився Ю.Б.Харитон: «... організація робіт [з відбору та аналізу проб. - А.К.] у нас в той час була ще на недостатньо високому рівні і корисних результатів не було отримано ... »[23]; «... радіохімічний аналіз проб в принципі не міг дати будь-яких відомостей про реальну конструкції [курсив мій. - А.К.] цього пристрою »[5]. Настільки ж однозначно висловлюється з цього питання і Л.П.Феоктистов [24], якого, як ми бачили, ніяк не можна звинуватити в ура-патріотизмі.
Автор, протягом ряду років професійно займався питаннями аналізу радіоактивності проб зовнішнього середовища, повинен підтвердити правоту російських атомників. Дійсно, в ряді випадків за складом цих проб можна зробити певні висновки про параметри випробуваного заряду. Так, наявність 7Ве і підвищеної концентрації тритію свідчить про наявність термоядерного енерговиділення, 237U - про використання в конструкції заряду 238U (триступеневий ТЯБП). З певних сполученням техногенних радіонуклідів можна приблизно оцінити потужність пристрою, відносний внесок енерговиділень з розподілу і синтезу, характер проведення випробування, іноді склад атомного ініціатора і ще дещо. Але відновити за цими даними конструкцію заряду справді неможливо.
Справа в тому, що обговорювана завдання належить до класу так званих зворотних (або некоректних), дуже нелюбимих математиками і на відміну від прямих часто не мають однозначних рішень. Іншими словами, слідуючи деякому досить складного рецептом, щодо легко з використанням безлічі інгредієнтів зварити смачний соус (пряма задача). Але ось визначити по пробі соусу, не знаючи рецепта, склад інгредієнтів, режим приготування, так заодно ще й конструкцію плити, на якій він готувався (зворотна задача), - це набагато важче, якщо можливо взагалі.
Аналогія з аналізом радіоактивних випадінь від ядерних випробувань досить близька. За результатами цього аналізу можна було - принаймні в принципі і в будь-якому випадку при отработанности методик відбору та аналізу проб (чого, як ми бачили, у СРСР не було) - робити висновок про надзвичайно високого ступеня стиснення термоядерного пального, бо величезні щільності нейтронних потоків в цьому випадку «накладають відбиток» на їх склад. Але ми вже бачили, що необхідність досягнення такого стискування вже з початку 50-х рр. була таємницею для Сахарова, Зельдовича і їхніх колег. А ось як досягти цього - на це питання аналіз проб в принципі не міг відповісти, а саме він і був головним, визначальним.
Цікаво, що, доводячи наявність так званих негласних джерел інформації у радянських атомників, багаторазово згадуються в цій статті Д.Хірш і У.Метьюз [12] мимоволі видали їх наявність ... у себе. Л.П.Феоктистов: «Захопившись, автори в своєму прагненні довести факт запозичення наводять аргументи, з яких абсолютно ясно [курсив мій. - А.К.] слід щось дуже важливе. А саме: між американськими і російськими водневими бомбами немає різниці, вони - близнюки з побудови та технічними даними ... Пряме підтвердження, можна сказати, офіційне »[25]. Коментуючи цю думку Л.П.Феоктистова, директор і науковий керівник РФЯЦ-ВНДІТФ (колишній Челябінськ-70), найбільший російський фахівець з ядерної зброї академік Е.Н.Аврорін резонно зауважує: «Цікаво, звідки про це дізналися Д.Хірш і У .Метьюз? Серед розробників ядерної зброї про це ходить чимало легенд. Згідно з однією з них США підняли <...> відсік потерпілої аварію [в 1968 р - А.К.] підводного човна [К-129. - А.К.], в якому знаходилися ЯБП. Якщо висновок Д.Хірша і У.Метьюза заснований на <...> цієї операції, то у розробників сучасного ядерної зброї він викликає посмішку »[26].
Втім, і питання Е.Н.Авроріна, швидше за все, повисне в повітрі, як і безліч інших, дуже цікавих питань з обговорюваної проблеми. Про це, звичайно, можна шкодувати, але що від цього зміниться? Картину історії створення ТЯО, самого руйнівного зброї сучасності, «машини судного дня», тільки й можна, напевно, писати загальними, широкими мазками, знаючи при цьому напевно, що деякі сторінки (не виключено, що і дуже важливі) не стануть частинами цієї картини ніколи.
Список літератури
1. Колдобскій А.Б. Радянський атомний проект. До історії створення атомної бомби. - Фізика, № 28, 31/98.
2. Юнг Р. Найяскравіше тисячі сонць. - М .: Атомиздат, 1960, с. 190.
3. Капіца П.Л. Про науку і влади. - М .: Наука, 1990, с. 39.
4.Тімербаев Р. Про ставлення академіка Капіци та деяких інших радянських учених до атомного проекту, до атомну бомбу і до контролю над нею. - Ядерний контроль, 1998, № 1, т. 37, с. 62.
5. Харитон Ю.Б., Адамський В.Б., Смирнов Ю.Н. Про створення радянської водневої (термоядерної) бомби. - УФН, 1996, т. 166, № 2, с. 201.
6. Гончаров Г.А. Основні події історії створення водневої бомби в СРСР і США. - УФН, 1996, т. 166, № 10, с.1095.
7. Гончаров Г.А. До історії створення радянської водневої бомби. - УФН, 1997, т. 167, № 8, с. 903.
8. Адамський В.Б., Смирнов Ю.Н. Ще раз про створення радянської водневої бомби. - УФН, 1997, т. 167, № 8, с. 899.
9. Гуревич І.І., Зельдович Я.Б., Померанчук І.Я., Харитон Ю.Б. Використання ядерної енергії легких елементів. - УФН, 1991, т. 161, № 5, с. 171.
10. Герштейн С.С. Зі спогадів про Я.Б.Зельдовича. - УФН, 1991, т. 161, № 5, с. 170.
11. Феоктистов Л.П. З минулого в майбутнє. - Снежинськ: РФЯЦ-ВНДІТФ, 1998, с. 23.
12. Хірш Д., Метьюз У. Воднева бомба: хто ж видав її секрет? - УФН, 1991, т. 161, № 5, с. 153. (Пер. З Англією.) The Bulletin of the Atomic Scientist (January / February), 1990..
13. Феоктистов Л.П. Воднева бомба: хто ж видав її секрет? - Науково-методичний бюлетень Ядерного товариства Росії, № 3, 4/97, с. 62.
14. Дубасов Ю.А., Зеленцов С.А. та ін. Хронологія ядерних випробувань в атмосфері на Семипалатинському полігоні і їх радіаційна характеристика. - Бюлетень ЦОИ з атомної енергії, 1996, № 6, с. 39.
15. Сахаров А. Спогади. - Нью-Йорк: вид-во ім. А.П.Чехова, с. 241.
16. Лепп Р. Атоми і люди. - М .: ІІЛ, 1959, с. 132.
17. Див. [11], с. 109.
18. Рітус В.І. Якщо не я, то хто? - Природа, 1990, т. 8, № 10, с. 265.
19. Див. [11], с. 31.
20. Семипалатинський полігон. Із серії «Ядерні випробування в СРСР». - М .: 1997, с. 129.
21. Бомба-два. - М .: Видавництво, 1994, с. 11.
22. Див. [16], с. 161.
23. Харитон Ю.Б., Смирнов Ю.Н. Міфи і реальність радянського ядерного проекту. - Арзамас-16: 1994, с. 10.
24. Див. [11], с. 110.
25. Див. [11], с. 68.
26. Там же, див. Примітку редактора книги.
|