Решающий шаг к миру. Водородная бомба с атомным обжатием РДС-37 - [7]
КОНФИГУРАЦИЯ ТЕЛЛЕРА-УЛАМА
Следующий принципиальный этап в термоядерной программе США относится к марту 1951 г. 9 марта С. Улам и Э. Теллер выпустили совместный отчет «О гетерокаталитической детонации 1: гидродинамические линзы и радиационные зеркала», LAMS-1225, в котором они изложили новую концепцию конструирования термоядерного оружия. Рожденная единением идей С. Улама и Э. Теллера (явившихся развитием их же собственных ранних идей и идей Э. Ферми, Э. Конопинского, Д. фон Неймана и К. Фукса) новая схема сверхбомбы получила название «конфигурация Теллера—Улама».
Спустя несколько недель, Теллер предложил еще одно усовершенствование водородной бомбы — «использовать в термоядерном топливе в качестве инициатора атомную бомбу» /3/.
Как отмечал в своих мемуарах Эдвард Теллер, обоснование и выбор конкретной конструкции «Mike» были сделаны, в основном, в течение нескольких месяцев летом и осенью 1951 г. молодым специалистом из Лос-Аламоса Диком Гарвином (Dick Garwin) на основе анализа численных расчетов, выполненных на ЭВМ группой математиков из Лос-Аламоса.
Одновременно с этим велась подготовка к испытанию, в котором по существу проверялась конфигурация Фукса—фон Неймана. 9 мая 1951 г. было успешно проведено испытание «George» /4/. Мощность взрыва составила 225 кг Т.Э. «Самый большой из проведенных к этому времени делительных взрывов обеспечил зажигание маленького термоядерного пламени — первого из когда-либо вспыхнувших на Земле». Испытание подтвердило теоретические представления о возможности горения DT-смеси, часть которой находилась вне делящегося материала первичной атомной бомбы. Явившись одним из основных истоков открытия конфигурации Теллера—Улама, опыт «George» свою главную роль сыграл еще до осуществления (в Приложении 1 настоящей книги приведена более подробная информация об этом уникальном эксперименте).
О росте внимания к созданию термоядерных зарядов говорит то, что в июне 1951 г. в Принстоне состоялась конференция по проблемам сверхбомбы, которая признала необходимость производства дейтерида лития-6.
В сентябре 1951 г. в Лос-Аламосе было принято решение о разработке термоядерного устройства на новом принципе (радиационная имплозия, конфигурация Теллера—Улама) для полномасштабного испытания «Mike», намеченного на 1 ноября 1952 г. В качестве термоядерного горючего был выбран жидкий дейтерий. Устройство «Mike» состояло из массивного стального цилиндра, в котором находился первичный заряд на принципе имплозии и огромный стальной «термос», содержащий несколько сотен литров жидкого дейтерия внутри массивной оболочки из природного урана, который представлял собой термоядерный модуль/4/.
Перед испытанием энерговыделение «Mike» оценивалось на уровне 1-10 Мт с вероятным значением в 5 Мт, но не исключалась возможность энерговыделения в 50-90 Мт. Основная неопределенность в прогнозе энерговыделения была связана с неясностью в эффективности термоядерного горения и в эффективности деления урановой оболочки (уран-238) термоядерными нейтронами. Эффективность термоядерного горения была связана с новой и сложной физикой, которая в то время не могла быть точно рассчитана. Эффективность деления урановой оболочки в большой степени зависела от сжатия термоядерного модуля, которое определялось со значительной погрешностью. Некоторые особенности устройства «Mike» приведены в Приложении 2.
Успешное испытание «Mike» привело к следующему решающему шагу — отработке в 1954 г. мощных термоядерных зарядов в серии «Castle», о которых говорилось выше. Следует отметить, что несмотря на гигантские ресурсы энергии, по сравнению с химическими ВВ, сам по себе принцип радиационной имплозии (конфигурация Теллера—Улама) не гарантировал успеха.
Значения прогнозов энерговыделения мощных термоядерных зарядов в серии «Castle», сделанных специалистами США до проведения натурных экспериментов, приведены в таблице на с. 30. Подчеркнем, что вычислительные возможности, которыми обладали ядерные лаборатории США, существенно превосходили вычислительные возможности нашей страны в период разработки РДС-37.
* Все испытания были проведены Лос-Аламосской лабораторией, кроме «Кооп», первого неудачного испытания Ливерморской лаборатории.
4. ПЕРВЫЕ ЭТАПЫ ТЕРМОЯДЕРНОЙ ПРОГРАММЫ СССР
Работы по созданию термоядерного оружия в СССР были начаты в 1945 г., когда стало известно о проведении в США работ по сверхбомбе (проект «Super»). Первые сведения о работах в США по сверхбомбе поступили в СССР по разведывательным каналам и средствам массовой информации во второй половине 1945 г.
Важнейшая информация была предоставлена СССР сотрудником теоретического отдела Лос-Аламосской национальной лаборатории США, членом британской миссии в Лос-Аламосе Клаусом Фуксом.
Поступившая в 1945 г. информация о работах в США по сверхбомбе не могла не волновать политических и научных руководителей советского атомного проекта. И.В. Курчатов обратился к видным ученым-физикам СССР, среди которых были специалисты по теории детонации (И.И. Гуревич, Я.Б. Зельдович, И.Я. Померанчук и Ю.Б. Харитон), сообщив им постановку задачи и некоторые исходные данные, с предложением в остальном независимо рассмотреть вопрос о возможности осуществления ядерной детонации в цилиндре из дейтерия с помощью взрыва атомной бомбы (этому направлению создания сверхбомбы и был посвящен материал Фукса).
