70 лет назад СССР испытал первую в мире водородную бомбу

все статьи
13

07 сентября 2023

Проведенные в августе 1953 года первые в мире испытания водородной бомбы продемонстрировали взрыв невиданной мощности, на порядок превосходящий все существовавшие заряды.

О том, как удалось в кратчайшие сроки создать это сверхмощное оружие, которое является одним из факторов, обеспечивающих суверенитет страны, рассказывает доктор физико-математических наук, заместитель директора по научной работе ФИАН и профессор МФТИ Сергей Савинов.

Август для ядерной физики — череда триумфальных событий и трагедий: 6 и 9 августа 1945 года американцы впервые использовали атомное оружие, сбросив бомбы на города Хиросима и Нагасаки, что стало мощной демонстрацией и для СССР. Началось формирование однополярного мира, и здесь первую скрипку станут играть Соединенные Штаты, а значит, и диктовать свои условия.

Более того, в 1946 году на показательные ядерные испытания на полигоне Бикини были приглашены двое советских ученых. Никто не скрывал своих достижений, так как были уверены, что после разрушительной Второй мировой войны наша страна подойдет к созданию ядерного оружия в лучшем случае лет через десять.

На самом деле работы по разработке атомного оружия велись в СССР начиная с 1943 года и резко активизировались после трагических августовских событий 1945-го. Для нового оружия требовалось сначала создать новую отрасль промышленности, подключить ученых и инженеров разных специальностей, создать лаборатории и построить заводы.

Все это было сделано за удивительно короткие сроки: уже 29 августа 1949 года было проведено испытание первой советской атомной бомбы РДС 1 (изделие 3,7 метра в длину, 1,5 метра в диаметре и массой почти 5 тонн), схожей с американской и колоссальной по тем временам мощности — 22 килотонны.

Это было время великих людей, которые воплощали великие идеи за счет своих собственных жизней. В то время Курчатов говорил, что мы можем сделать бомбу гораздо лучше, на что Сталин ответил примерно следующее: вы сначала покажите, что вы можете, а потом делайте лучше — что в итоге и произошло. В результате в 1951 году в серию пошло изделие РДС 2 — также плутониевая бомба, но в 2,7 раза легче и в 2,6 раза меньше по размеру, с энерговыделением в полтора раза больше — 38 килотонн.

Но даже на фоне таких достижений все понимали, что это временная победа. Американцы открыто заявили, что начали работать над сверхбомбой. Существовавшее в то время оружие было построено на реакции ядерного распада тяжелых элементов, а в новом предполагалось использовать реакцию синтеза легких. Разрабатываемая бомба получила название водородной.

Реакция Советского Союза была мгновенной: еще до испытания РДС 1, в 1948 году, вышло постановление Совета министров СССР о проработке возможностей создания водородного оружия. К решению этой задачи были подключены ведущие институты Академии наук, выдающиеся ученые, лучшие физики и химики — как теоретики, так и экспериментаторы — и большая группа расчетчиков.

Группу физиков-теоретиков возглавил руководитель теоретического отдела Физического института им. П. Н. Лебедева (ФИАН) И. Е. Тамм. Он сразу привлек к ней своего любимого ученика А. Д. Сахарова, В. Л. Гинзбурга, С. З. Беленького и в то время еще аспиранта Ю. А. Романова.

При создании водородной бомбы в первую очередь необходимо решить две задачи. Нужно выбрать само топливо и удержать его во время протекания реакции. Для взрыва необходимо разогреть содержимое до соответствующей температуры, а для последующего достойного энерговыделения — его удержать.

В качестве основного топлива выбрали твердое вещество дейтерид лития 6 (6LiD) — это была идея В. Л. Гинзбурга. Проблему удержания и обжатия решил А. Д. Сахаров, предложив идею слойки. Ионизационное обжатие и легло в основу создания первой водородной бомбы.

Постановление на ее создание было подписано в 1951 году со сроком окончания в 1954 году. В итоге испытания первой в мире водородной бомбы РДС 6с (с-слойка) прошли 12 августа 1953 года и показали взрыв невиданной мощности, на порядок превосходящий существующие заряды. Это немыслимые сроки, в которые смогли уложиться только благодаря непрерывной работе всех привлеченных к решению этой задачи.

По расчетам взрыв бомбы должен был дать энерговыделение 220-250 килотонн, но по факту оказалось в два раза больше — 400 килотонн. Это зрелище было жутким, как рассказывали люди, которые до этого наблюдали испытания атомных бомб. Для получения облучения достаточно было пройтись после испытаний около полигона, от лучевой болезни пострадали сам Сахаров и первый министр среднего машиностроения В. М. Малышев.

Но, несмотря на весь ужас этого оружия, испытание водородной бомбы стало колоссальным шагом вперед — оно лежит в основе ядерного щита, который защищает нас до сих пор. В 1955 году советские ученые создали водородную бомбу (РДС 37), где основное энерговыделение (уже 1,7 мегатонн) происходит именно за счет синтеза, а удержание и обжатие — за счет рентгеновского излучения взрывателя (лучевая имплозия).

В целом, атомный проект СССР, помимо решения военных задач, позволил нам еще в 1954 году первыми в мире запустить атомную электростанцию в Обнинске, а в 1959 году — выпустить первый атомный ледокол, что было колоссальным шагом для освоения Северного Морского пути.

Действительно, ледокол движется в экстремальных условиях и произведен из тяжелой высокопрочной стали, он движется с низкой скоростью и чудовищным расходом топлива — в то время это был уголь, а затем солярка. Для атомного ледокола достаточно минимального количества топлива, он движется за счет распада урана и может годами не пополнять запасы топлива.

Это очередной урок истории. Научный руководитель Атомного проекта СССР академик Игорь Васильевич Курчатов руководил созданием передового оружия, в то время — единственного способа сохранения суверенитета нашей страны. Именно создание атомной бомбы, запуск контролируемой ядерной реакции распада позволили создать контролируемое выделение и сделать атомный реактор, а на его основе — атомный флот и атомную энергетику.

Следующий шаг — термоядерный реактор, и здесь академики Игорь Евгеньевич Тамм и Андрей Дмитриевич Сахаров выступили как ключевые фигуры. Создав водородную бомбу, два великих ученых еще в 50-е годы выпустили знаменитую работу, посвященную токмакам, — термоядерным реакторам, которые позволят получить дешевую, безопасную и неисчерпаемую электроэнергию с помощью термоядерного синтеза.

Разработки советских ученых заложили фундамент для крупнейших российских корпораций, которые в настоящее время успешно строят атомные станции во всем мире и являются лидерами в этой отрасли, создают атомный ледокольный флот, а также лидируют в освоении термоядерной энергии в мирных целях.

Источник: «AtomWeek» от 04.09.2023