РДС-37
Испытание на Новой Земле
На некоторое время проект «Царь-бомба» был заморожен, так как Хрущев собирался в США, а в холодной войне наступила короткая пауза. В 1961 году конфликт между странами разгорелся вновь и в Москве снова вспомнили о термоядерном оружии. Хрущев сообщил о предстоящих испытаниях в октябре 1961 года во время XXII съезда КПСС.
30 числа Ту-95В с бомбой на борту вылетел из Оленьи и направился на Новую Землю. Самолет добирался до цели два часа. Очередная советская водородная бомба была сброшена на высоте в 10,5 тысяч метров над ядерным полигоном «Сухой Нос». Снаряд взорвался еще в воздухе. Возник огненный шар, который достиг диаметра трех километров и почти коснулся земли. Согласно подсчетам, ученых сейсмическая волна от взрыва три раза пересекла планету. Удар чувствовался за тысячу километров, а все живое на расстоянии ста километров могло получить ожоги третьей степени (этого не произошло, так как данный район был необитаемым).
На тот момент наиболее мощная термоядерная бомба США в мощности уступала «Царю-бомбе» в четыре раза. Советское руководство было довольно результатом эксперимента. В Москве получили то, чего так хотели от очередной водородной бомбы. Испытание продемонстрировало, что у СССР есть оружие куда более мощное чем у США. В дальнейшем разрушительный рекорд «Царя-бомбы» так и не был побит. Самый мощный взрыв водородной бомбы стал важнейшей вехой в истории науки и холодной войны.
Супербомба: деление, синтез, деление
Последовательность процессов, описанных выше, заканчивается после начала реагирования дейтерия с тритием. Далее было решено использовать деление ядер, а не синтез более тяжёлых. После слияния ядер трития и дейтерия выделяется свободный гелий и быстрые нейтроны, энергии которых достаточно для инициации начала деления ядер урана-238. Быстрым нейтронам под силу расщепить атомы из урановой оболочки супербомбы. Расщепление тонны урана генерирует энергию порядка 18 Мт. При этом энергия расходуется не только на создание взрывной волны и выделения колоссального количества тепла. Каждый атом урана распадается на два радиоактивных «осколка». Образуется целый «букет» из различных химических элементов (до 36) и около двухсот радиоактивных изотопов. Именно по этой причине и образуются многочисленные радиоактивные осадки, регистрируемые за сотни километров от эпицентра взрыва.
После падения «железного занавеса», стало известно, что в СССР планировали разработку «Царь бомбы», мощностью в 100 Мт. Из-за того, что тогда не было самолёта, способного нести столь массивный заряд, от идеи отказались в пользу 50 Мт бомбы.
Последствия взрыва водородной бомбы
Козырь в холодной войне
К чести руководителей секретной ядерной программы СССР они не планировали реально уничтожать все прибрежные города США вместе с населением, просто хотели приобрести еще один козырь в стратегическом противостоянии.
Торпеды со 100-мегатонными термоядерными зарядами должны были выпустить несколько подводных лодок, находящихся от американских берегов на приличном расстоянии, чтобы не быть засеченными радарами ВМС США. Предполагалось, что советские суперторпеды лягут на грунт у крупнейших городов Америки, фактически превратившись в мины. Но только в случае критической необходимости – а во время холодной войны СССР реально готовился к ядерному удару со стороны идеологического противника – на взрыватели торпед с ближайшего корабля ВМФ будет отправлен особый гидроакустический сигнал, вызывающий детонацию зарядов.
Постановление Совета Министров СССР «О проектировании и строительстве объекта № 627» было подписано И.В. Сталиным 9 сентября 1952 года. Указанный в этом документе «объект № 627» представлял собой атомную подводную лодку, которая должна была доставить к берегам США советскую суперторпеду.
Примечательно, насколько был засекречен данный проект, ведь команда ученых и инженеров вела работы по нему втайне даже от руководителей ВМФ СССР – предполагаемых исполнителей запуска.
Уже в июне 1954 года, как писал в своей книге А.Б. Широкорад, постройка первой атомной подлодки началась на секретном заводе № 402, располагавшемся в Северодвинске (тогда – город Молотовск). Торпедный аппарат, калибр которого составлял 1550 мм, был спроектирован и изготовлен отдельно. Впоследствии он долго хранился на секретном предприятии, так и не дождавшись монтажа.
Царь-бомба
Выступая на XXII съезде КПСС, Хрущёв сказал: «Взорвав 50-миллионную бомбу, мы тем самым испытаем устройство и для взрыва 100-миллионной бомбы». Таким образом советский лидер предупредил США о готовности СССР в короткое время создать боеприпас, обладающий ещё большей разрушительной силой.
В то же время Хрущёв подчеркнул, что Москва не намерена размахивать ядерной дубинкой, осознавая последствия применения оружия массового поражения.
«Однако, как говорили прежде, дай бог, чтобы эти бомбы нам никогда не пришлось взрывать ни над какой территорией. Это самая большая мечта нашей жизни!» — заявил Хрущёв.
- Натурный макет АН602 в Музее ядерного оружия
Испытание 50-мегатонной бомбы вызвало огромный резонанс в мире, она получила прозвище Царь-бомба.
В беседе с RT военный историк Юрий Мелконов отметил, что создание в СССР мощнейшего термоядерного боеприпаса имело огромное геополитическое значение. По его мнению, это событие охладило агрессивный пыл не только американских, но и советских стратегов.
Как полагает эксперт, гарантированное взаимоуничтожение было единственным способом предотвратить перерастание холодной войны в крупномасштабный конфликт с использованием атомного оружия. Мелконов уверен, что именно создание Царь-бомбы отрезвило в равной степени руководство СССР и США.
Также по теме
Королёвская «семёрка»: как СССР создал первую в мире межконтинентальную баллистическую ракету
60 лет назад, 21 августа 1957 года, с космодрома Байконур была успешно запущена первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета…
«Ядерной войны боялись все. Водородная бомба, о появлении которой в январе 1963 года объявил Хрущёв, как мне кажется, перевернула сознание военно-политических элит обоих государств. Москве и Вашингтону стало понятно, что какие бы ни были противоречия, такое оружие нельзя применять. Это стало стимулом для переговоров и заключения соглашений об ограничениях, связанных с военным атомом», — сказал Мелконов.
5 августа 1963 года в Кремле лидеры СССР, США и Великобритании подписали первый международный договор, который ограничивал процесс разработки атомного оружия. Документ запрещал проводить испытания ядерных боеприпасов в атмосфере, космосе и под водой.
Этот договор послужил прологом для переговоров о международном регулировании вопросов разработки и применения ядерного арсенала. В 1968 году страны — члены ООН подписали Договор о нераспространении ядерного оружия, который запрещал ядерным державам передавать атомное оружие и технологии его производства третьим странам.
Разработка водородной бомбы.
Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы (HB). Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте.
Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия.
Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.
Когда наступил перелом
Медведев утверждает, что диссидентство Сахарова началось именно с 1968 года – интерес к самиздату, публикации за рубежом, правозащитная деятельность… Трудно понять, что именно подтолкнуло самого титулованного на тот момент в своей сфере академика к столь деятельному противостоянию государственной власти. В конце 60-х годов за все свои «шалости» Сахаров был лишен всех постов и полагающихся к ним привилегий.
Одна из бытующих версий – конфликт с Хрущевым по поводу перспектив применения ядерного оружия. Якобы Сахаров в отстаивании своей позиции был чересчур радикален, Никита Сергеевич его осадил, и Андрей Дмитриевич «психанул», уйдя в диссидентский «отказ». Второй вариант более «вегетарианский» – 60-е, «оттепель», относительное свободомыслие – на этой волне все и завертелось.
Нет нужды напоминать последующие поступки А. Д. Сахарова, они общеизвестны. Но многие авторитетные деятели науки и искусства СССР так и не нашли для себя ответа на главный для осмысления мотивации подобного «перерождения» академика Сахарова в Сахарова-антисоветчика, вопрос: почему он, правозащитник, создатель термоядерной бомбы, так потом ни разу и не пожалел об изобретении оружия массового поражения? Писатель Виктор Астафьев высказался по этому поводу в своей манере, жестко, назвав смерть нераскаявшегося академика маленькой хитростью человека, умершего героем, но совершившего преступление. Коллега Астафьева, белорусский прозаик Алесь Адамович, напротив, пытался оправдать Сахарова, считая, что тот своей общественной деятельностью хотел покаяться перед миром. Впрочем, сам Сахаров никогда публично не сожалел о том, что был причастен к созданию термоядерной бомбы. Он просто говорил, что рад ее неприменению. И только.
Первая ядерная бомба отечественного производства
Через год, после своих главных конкурентов (США), СССР проводит собственные исследования, разработки и, в конечном итоге, 12-го августа 1953 года было взорвано первое советское ядерное оружие. Это была водородная бомба, которую взорвали по схеме “слойка”.
График накопления ядерного вооружения во время Ядерной гонки
В отличие от американских ученых, советские разработали готовый к практическому применению продукт. РДС-6с — так назвали водородную бомбу.
Как вы относитесь к созданию ядерного оружия?
ПозитивноНегативно
Над ее изготовлением трудились группы под четким руководством А. Сахарова и Ю. Харитона. Разработки начались еще в 1945 году. Ученые остановили свой выбор на схеме “слойка” (ядерный заряд окруженный слоями легких и тяжелых металлов).
Подготовка к испытанию смертельно оружия.
Операцию по сборке водородной бомбы под наблюдением Ю. Харитонова проводили Н. Духов, Д. Фишман, Н. Терлецкий и другие советские ученые.
Тем временем подготовка происходила и на полигоне, где собирались взорвать бомбу. Там установили военную технику, измерительные приборы, киносъемочные станции, самолеты.
Первая советская атомная бомба
Впервые были применены вакуумные сборники радиохимических проб. Их особенность в том, что они автоматически открывались после действия ударной волны.
Нашим ученым хотелось знать все. Как выглядит облако на самом деле, как ударная волна действует на летящий самолет и другое. Поэтому во время испытаний было установлено около 500 киносъемочных станций, специальные самолеты в воздухе.
Мнение эксперта
Исаак Якович Зельдер
Советский астрофизик, физохимик, доктор физико-математических наук, Академик АН СССР, конструктор, инженер. Герой Социалистического труда СССР.
Запуск водородной бомбы происходил дистанционно. Все, что требовалось — это нажать на кнопку. Люди, которые занимались взрывом, сидели в специально подготовленном бункере. Бомбу расположили на стальной башне, на высоте 30 метров. Все следы прошлых испытаний были тщательно уничтожены.
Начало конца
Сигнал на подрыв был передан 12 августа 1953 года в 7:30 по местному времени.
Ядерная вспышка во время испытаний
Вспышка ослепила своей яркостью все вокруг. Ударная волна моментально разрушила все на расстоянии 4 км. Она была настолько сильной, что отбросила железнодорожный мост на 200 метров. Радиоактивные компоненты быстро распространились. Опасное облако разделилось на 3 части и двигалось в сторону Байкала, Омска и Алтайского края.
Особенности первой водородной бомбы.
Во-первых, она была создана с помощью сухого термоядерного горючего, что стало серьезным прорывом и заявлением США.
Во-вторых, это первое компактное ядерное оружие. Бомба поместилась на борту одного из бомбардировщиков.
В-третьих, эта советская разработка имела на то время самую большую мощность.
В Саратовском музее истории ядерного оружия баллистический корпус РДС-6с стоит на почетном центральном месте
РДС-6с принесла своим разработчикам много государственных наград. А главный идеолог и куратор этого проекта А. Сахаров получил место академика в Академии Наук СССР.
Обогнали Америку
Мнение эксперта
Кобельман Давид Борисович
Советский и российский учёный, специалист в области астрофизики физики гравитирующих систем. Профессор, Герой Социалистического труда, лауреат Ленинской премии.
В США часто оспаривали правильность схемы советских ученых. Хотя Америка на испытание имела бомбу размером с трехэтажный дом.
В скором времени они признают рациональность схемы “Слойка” и проведут несколько испытаний, которые покажут всю силу ударной волны при использовании данной схемы взрыва.
Гонка продолжается
В ответ на советский успех, Америка создала свою обновленную схему взрыва. Двухступенчатая схема Таллера-Улама. В результате взрыва они получили огромную мощность.
Схема термоядерной боеголовки США
Наши ученые разгадали секрет только спустя целый год (1954). Они быстро начали исследование и уже в 1955 году на Семипалатинском полигоне была испробована бомба в основе которой был секретный ингредиент, который им удалось разгадать — дейтерид лития-6.
https://youtube.com/watch?v=6zl_aKfB5og
Разработка
Начало первых работ по термоядерной программе в СССР относится ещё к 1945 году. Тогда И. В. Курчатов получил информацию об исследованиях, ведущихся в США над термоядерной проблемой. Они были начаты по инициативе Эдварда Теллера в 1942 году, по программе Alarm Clock, вместо Super- создание водородной бомбы мегатонного класса на основе дейтерида лития-6.
В 1949 году, после успешного испытания первой советской атомной бомбы, американцы форсировали программу наращивания своих стратегических ядерных сил. Разработка термоядерного оружия становилась всё более приоритетной для Советского Союза. Весной 1950 года физики-ядерщики — И. Тамм, А. Сахаров и Ю. Романов переезжают на «объект» в КБ-11, где начинают интенсивную работу над созданием водородной бомбы.
В 1948 году А. Д. Сахаровым были выдвинуты, на основе расчётов, основополагающие идеи конструкции водородной бомбы РДС-6. После этого разработка бомбы пошла по двум направлениям: «слойка» (РДС-6с), которая подразумевала атомный заряд, окружённый несколькими слоями лёгких и тяжёлых элементов, и «труба» (РДС-6т), в которой плутониевая бомба погружалась в жидкий дейтерий. США разрабатывали похожие схемы. Например, схема «Alarm clock», которая была выдвинута Эдвардом Теллером, являлась аналогом «сахаровской» слойки, но она никогда не была реализована на практике. А вот схема «Труба», над которой так долго работали учёные, оказалась тупиковой идеей.
После испытания первой советский атомной бомбы РДС-1 основные усилия сконцентрировались на варианте «Слойка». Государственная комиссия под председательством И. В. Курчатова, проведя анализ результатов генеральной репетиции и доложив свои соображения правительству, приняла решение провести испытания первой водородной бомбы 12 августа 1953 года в 7 часов 30 минут местного времени.
Испытание
Операцию по сборке заряда проводили Н. Л. Духов, Д. А. Фишман, Н. А. Терлецкий под руководством Ю. Б. Харитона и в присутствии И. В. Курчатова.
Подготовка системы автоматики осуществлялась В. И. Жучихиным и Г. А. Цырковым. В работах принимали участие А. Д. Захаренков и Е. А. Негин.
Снаряжение заряда капсюлями-детонаторами после подъёма его на башню осуществлялось А. Д. Захаренковым и Г. П. Ломинским под руководством К. И. Щёлкина и в присутствии А. П. Завенягина.
На Семипалатинском полигоне тем временем шла интенсивная подготовка опытного участка, на котором располагались различные постройки, регистрирующая аппаратура, военная техника и другие объекты. В общем было подготовлено:
- 1300 измерительных, регистрирующих и киносъёмочных приборов;
- 1700 различных индикаторов;
- 16 самолётов;
- 7 танков;
- 17 орудий и миномётов.
В общей сложности на поле имелось 190 различных сооружений. В этом испытании впервые были применены вакуумные заборники радиохимических проб, автоматически открывавшиеся под действием ударной волны. Всего к испытаниям РДС-6с было подготовлено 500 различных измерительных, регистрирующих и киносъёмочных приборов, установленных в подземных казематах и прочных наземных сооружениях. Авиационно-техническое обеспечение испытаний — измерение давления ударной волны на самолёт, находящийся в воздухе в момент взрыва изделия, забор проб воздуха из радиоактивного облака, аэрофотосъёмка района и другое — осуществлялось специальной лётной частью. Подрыв бомбы осуществлялся дистанционно, подачей сигнала с пульта, который находился в бункере.
Было решено произвести взрыв на стальной башне высотой 40 м, заряд был расположен на высоте 30 м. Радиоактивный грунт от прошлых испытаний был удалён на безопасное расстояние, специальные сооружения были отстроены на своих же местах на старых фундаментах, в 5 м от башни был сооружён бункер для установки разработанной в ИХФ АН СССР аппаратуры, регистрирующей термоядерные процессы.
Сигнал на подрыв был подан в 7:30 утра 12 августа 1953 года. Горизонт озарила ярчайшая вспышка, которая слепила глаза даже через тёмные очки. Мощность взрыва составила 400 кт, что в 20 раз превысило энерговыделение первой атомной бомбы. Советский физик Ю. Харитон, проанализировав испытание, заявил, что на долю синтеза приходится около 15-20 %, остальная энергия выделилась за счёт расщепления U-238 быстрыми нейтронами. В бомбе РДС-6с впервые было использовано , что являлось серьёзным технологическим прорывом.
По результатам испытаний в радиусе 4 км, кирпичные здания были полностью разрушены, на расстоянии 1 км, ж/д мост со 100 тонными пролётами, был отброшен на 200 м.
Уровень радиации в облаке на высоте 3000 м после 20 минут: 5,4 Р/ч, на высоте 4000-5000 м после 1 часа 04 минут: 9 Р/ч, на высоте 8000 м после 33 минут: 360 Р/ч, на высоте 10000 м после 45 минут: 144 Р/ч., длина полосы загрязнения с дозой свыше 1 Р после 30 минут составляла 400 км, ширина 40-60 км, на следующий день полоса длиной 480 км, шириной 60 км имела 0,01 Р/ч. Радиоактивное облако через 3 часа после взрыва, размерами 100 на 200 км, разделилось на 3 части, первая двигалась в направлении к озеру Байкал, здесь доза радиации не превышала 0,5 Р, средняя часть пошла в направлении Омска, максимальная доза составляла не более 0,2 Р, самая нижняя часть облака пошла по малому кругу вокруг Алтайского края в направлении Омска, Караганды и так далее. Максимальная доза в данном случае не превышала 0,01 Р.
Alarm Clock
Еще в 1946 году Эдвард Теллер, работавший в США, разработал прототип РДС-6с. Он получил название Alarm Clock. Первоначально проект этого устройства был предложен как альтернатива Super. В апреле 1947 года в лаборатории в Лос-Аламосе началась целая серия экспериментов, предназначенная для исследования природы термоядерных принципов.
От Alarm Clock ученые ожидали наибольшего энерговыделения. Осенью Теллер решил использовать в качестве горючего для устройства дейтерид лития. Исследователи еще не использовали это вещество, но ожидали, что оно позволит повысить эффективность термоядерных реакций. Интересно, что Теллер уже тогда отмечал в своих служебных записках зависимость ядерной программы от дальнейшего развития компьютеров. Эта техника была необходима ученым для более точных и сложных расчетов.
Alarm Clock и РДС-6с имели много общего, но многим и отличались. Американский вариант не был столь практичным как советский из-за своей величины. Большие размеры он унаследовал от проекта Super. В конце концов, американцам пришлось отказаться от этой разработки. Последние исследования прошли в 1954 году, после чего стало ясно, что проект нерентабелен.
20 лет работы над ядерной бомбой
В научном плане самый плодотворный период в деятельности Сахарова-ученого – с 1948 по 1968 годы. Самый деятельный, и вместе с тем, наиболее загадочный – мы знаем об этих годах работы Андрея Дмитриевича совсем немного, в первую очередь, из соображений секретности самой темы – ни тогда, ни сейчас, никто не приоткрыл и вряд ли приоткроет завесы тайны над научными разработками в данной области. Тем не менее, факт остается фактом: за этот период Сахаров стал трижды Героем Социалистического Труда (1954, 1956 и 1962 годы) и столько же раз награждался орденом Ленина (в эти же годы), он лауреат Сталинской и Ленинской премий (соответственно, 1953 и 1956 годы). В истории СССР нет ни одного человека с аналогичным послужным списком – это к вопросу о том, что Андрей Дмитриевич был лишь «одним из создателей ядерной бомбы». Да, был, но явно не рядовым, поскольку в Советском Союзе подобными наградами не разбрасывались.
Вот что вспоминают знакомые А. Д. Сахарова о жизни ученого в этот период. Рой Медведев рассказывал в своих опубликованных воспоминаниях, как Сахаров в 1964 году активно высказался против выдвижения в Академию наук СССР члена-корреспондента АН СССР Н. И. Нуждина, сторонника печального знаменитого Трофима Лысенко. Сахарова (он уже был одним из самых молодых академиков АН) поддержали другие ученые. Этот «ход конем», в сущности, окончательно похоронивший «лысенковщину», на самом деле, не был диссидентским, поскольку «как бы» соответствовал духу того времени – реакционеры и «консерваторы» от биологии и генетики тогда сильно мешали прогрессу ядерной физики. Тем не менее, Хрущеву этот демарш сильно не понравился.
Изотопы водорода
Самым простым из всех существующих атомов является атом водорода. В его состав входит всего один протон, образующий ядро, и единственный электрон, вращающийся вокруг него. В результате научных исследований воды (H2O), было установлено, что в ней в малых количествах присутствует так называемая «тяжёлая» вода. Она содержит «тяжёлые» изотопы водорода (2H или дейтерий), ядра которых, помимо одного протона, содержат так же один нейтрон (частицу, близкую по массе к протону, но лишённую заряда).
Науке известен также тритий — третий изотоп водорода, ядро которого содержит 1 протон и сразу 2 нейтрона. Для трития характерна нестабильность и постоянный самопроизвольный распад с выделением энергии (радиации), в результате чего образуется изотоп гелия. Следы трития находят в верхних слоях атмосферы Земли: именно там, под действием космических лучей молекулы газов, образующие воздух, претерпевают подобные изменения. Получение трития возможно также и в ядерном реакторе путём облучения изотопа литий-6 мощным потоком нейтронов.
Принцип действия водородной бомбы
Водородная бомба — сложнейшее техническое устройство, взрыв которого требует последовательного протекания ряда процессов.
Сначала происходит детонация заряда-инициатора, находящегося внутри оболочки ВБ (миниатюрная атомная бомба), результатом которой становится мощный выброс нейтронов и создание высокой температуры, требуемой для начала термоядерного синтеза в основном заряде. Начинается массированная нейтронная бомбардировка вкладыша из дейтерида лития (получают соединением дейтерия с изотопом лития-6).
Под действием нейтронов происходит расщепление лития-6 на тритий и гелий. Атомный запал в этом случае становится источником материалов, необходимых для протекания термоядерного синтеза в самой сдетонировавшей бомбе.
Смесь трития и дейтерия запускает термоядерную реакцию, вследствие чего происходит стремительное повышение температуры внутри бомбы, и в процесс вовлекается всё больше и больше водорода.
Принцип действия водородной бомбы подразумевает сверхбыстрое протекание данных процессов (устройство заряда и схема расположения основных элементов способствует этому), которые для наблюдателя выглядят мгновенными.
