Решающий шаг к миру. Водородная бомба с атомным обжатием РДС-37 - Андрюшин Игорь Алексеевич (читать полностью книгу без регистрации TXT) 📗

Уже 16 февраля Президиум ЦК КПСС утвердил предложения МСМ «о разработке мощной водородной бомбы, основанной на принципе окружения», а 17 февраля 1955 г. вышел приказ министра МСМ В.А. Малышева о разработке и испытании новой водородной бомбы /7, с. 311/. 24 февраля 1955 г. Д.А. Франк-Каменецкий и Г.М. Гандельман выпустили отчет о работах по проблеме АО за 1954 г., в котором достаточно полно излагаются результаты расчетов по АО и конструкторская схема А.О. 3 марта 1955 г. А.Д. Сахаров, Я.Б. Зельдович, Ю.Н. Бабаев и Л.П. Феоктистов отправили в МИАН задание на расчет распространения излучения в соответствии с чертежом РДС-37. Одновременно велись работы по исследованию различных путей развития принципа радиационной имплозии и физических схем термоядерных зарядов на его основе. 8 марта 1955 г. В.И. Ритус предложил схему АО с двойным обжатием /7, с. 331/.

Следует подчеркнуть, что в 1955 г., кроме разработки РДС-37, велась масштабная работа по другим направлениям. План работ на 1955 г. определял разработку 5 ядерных зарядов, 8 ядерных боеприпасов.

8. ЗАВЕРШЕНИЕ РАЗРАБОТКИ РДС-37

26 мая 1955 г. Ю.Б. Харитон, А.Д. Сахаров, Я.Б. Зельдович выпустили в одном экземпляре «Предложение по испытанию опытного устройства для проверки принципа окружения» /7, с. 362/:

«Основной задачей 1-го полугодия, согласно плану, является конструирование опытного устройства для проверки принципа окружения. В настоящее время конструкция устройства в основном определилась и приведены основные данные работы устройства. Ожидаемая мощность взрыва около 1 Мт, точность ± 40%, из них 40% — за счет горения U-235.

Для удобства проведения испытаний изделие оформлено в виде авиабомбы в габарите РДС-6СД и близкого веса (5570 кг).

Дальнейшие теоретические работы предполагается проводить в следующих направлениях:

а) конструирование изделия мощностью 10-25 мегатонн (диаметр миделя до 2,3 м, вес до 25 тонн), размер, вес, количество активного вещества должны быть уточнены, исходя из того, чтобы носитель был в состоянии донести груз на расстояние порядка 8000 км;

б) конструирование изделия в габарите и весе РДС-6СД, которое должно отличаться от предлагаемого устройства большей мощностью и экономичностью, а также возможностью применения его в голове ракеты Р- 7.

В ходе проектирования опытного устройства в течение января-мая 1955 г. были проделаны следующие работы:

1. Рассчитан процесс атомного взрыва и выхода энергии в виде излучения в двух вариантах основного заряда первичного изделия.

2. Рассмотрены тепловые процессы и расширение материала стенок кожуха при воздействии на них излучения высокой температуры.

Даны формулы для количества испаренного вещества, скорости ударной волны и других величин в зависимости от температуры и времени.

Для расчета мощности взрыва был заново рассмотрен вопрос об эффективных значениях нейтронных констант, входящих в расчет.

3. Рассчитан процесс ядерной реакции в нескольких вариантах основных изделий с различным расположением слоев и различным их сжатием к моменту начала ядерной реакции».

8 июля 1955 г. был выпущен отчет «Опытное устройство для проверки принципа окружения (расчетно-теоретические работы)», который является итоговым материалом по определению характеристик основных физических процессов, протекающих в РДС-37, его физических параметров, включая прогнозируемое энерговыделение/7, с. 377/.

Приведем ряд существенных выводов из этого отчета.

«Во введении указывается, что «принцип окружения разрабатывался в теоретических секторах с 1950 года». В начале 1954 года были достигнуты первые успехи, а именно выяснена принципиальная возможность получить симметричное обжатие водородной бомбы («основного изделия») за счет лучистого теплообмена дополнительного («первичного») изделия со слоем легкого вещества («обмазка»), окружающего основное изделие.

В изделиях, использующих принцип окружения, важнейшую роль играет ряд процессов, которые никогда ранее не были проверены экспериментально и не исследовались теоретически.

1. Лучистый теплообмен в полости сложной формы.

2. Проникновение тепла в «обмазку» и в «кожух», сопровождающееся разлетом в вакуум.

Согласно расчетам, предлагаемая система является надежной. Ее мощность оценена как лежащая в пределах 600-1400 тыс. тонн.

Разработка принципа окружения является одним из ярких примеров коллективного творчества. Одни давали идеи (идей потребовалось много, и некоторые из них независимо выдвигались несколькими авторами). Другие более отличались в выработке методов расчета и выяснении значения различных физических процессов.

В длинном списке участников разработки, приведенном на титульном листе, существенной оказалась роль каждого.

В обсуждении проблемы окружения на ранней стадии (1952 г.) весьма плодотворным было участие Давиденко В.А.

В разработке столь сложной системы особенно велика роль математических расчетов. В ряде случаев расчеты уравнений в частных производных кардинально исправляли наши представления о работе того или иного узла или о роли того или иного изменения в системе. Эти расчеты проводились, в основном, в Отделении прикладной математики МИАН СССР под общим руководством Келдыша М.В. и Тихонова А. Н.

1. Расчеты обжатия основного изделия проводились в ОПМ в отделе Семендяева К.А. Ряд расчетов был проведен в КБ-11 в отделе Адамской И.А. Отдельные расчеты проводились в отделе Самарского А. А.

2. Расчеты теплопередачи проводились в ОПМ, отдел Гельфанда И. М.

3. Расчеты КПД первичного изделия проводились в ОПМ, отдел Самарского А. А.

4. Расчеты проникновения тепла проводились в ОПМ, в отделе Самарского А. А.

5. Расчеты КПД взрыва основного изделия проводились в ОПМ, в отделе Самарского А.А. Ряд расчетов был проведен группой Халатникова И. М.

6. Расчет уравнений состояния был проведен группой Халатникова И. М.

Многие расчеты проводились на электронной машине ОПМ «Стрела». Были решены весьма сложные задачи разработки методов расчета, программирования и организации.

Разработка опытного устройства потребовала больших конструкторских, экспериментальных и технологических работ, проводившихся под руководством главного конструктора КБ-11 Харитона Ю. Б.

В конструкторских работах активное участие принимали Фишман Д. А., Терлецкий Н. А., Юрьев Б. А., Гречишников В. Ф., Матвеев Г. И., Бронников Н. В., Коблов П. И., Кочарянц С. Г., Алексеев В. Г., Додонов П. П., Богословский И. В., Янов А. И.