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

Исследования по возможности создания атомных подводных лодок были начаты в США в 1946 г. под руководством Хаймана Риковера. В 1947 г. создается специальная лаборатория KAPL для проектирования, испытаний и строительства морских ядерных реакторов. Первая атомная ударная подводная лодка «Nautilus» поступила на вооружение в январе 1955 г. Решение о создании системы БР, базирующихся на атомных подводных лодках (АПЛ), было принято в августе 1955 г., а в ноябре 1960 г. первая АПЛ «George Washington» с БРПЛ «Polaris» вышла на боевое дежурство. Следует отметить, что первоначально предполагалось использовать для оснащения АПЛ баллистическую ракету среднего радиуса действия «Jupiter», однако ее массогабаритные параметры (масса 73,6 т) и использование в ней жидкого топлива вызывали большие трудности. Это привело к выработке в марте 1956 г. требований ВМФ на разработку легкой (13,6т) твердотопливной ракеты, оснащенной легкими термоядерными боеголовками. Эти требования и легли в основу проекта «Polaris».

^{Дата спуска на воду — июнь 1959 г.}

^{Экипаж — 112 человек.}

^{Водоизмещение надводное 6019 т, подводное — 6888 т.}

^{Размеры — 116,3 x 10 x 8,8 м.}

^{Вооружение: 16 ракет «Поларис», шесть 533-мм торпедных аппаратов.}

^{Силовая установка — ядерный реактор с водяным охлаждением и паровые турбины мощностью 15000 л. с.}

^{Дальность плавания надводным ходом не ограничена.}

^{Скорость при надводном ходе — 20 узлов, при подводном ходе — 30,5 узла.}

^{Пуски ракет можно было провести с глубины не более 25 м при скорости не более пяти узлов, и только последовательно}

Таким образом, хотя США существенно опережали СССР по срокам в развитии стратегической авиации, сроки постановки на вооружение МБР и БРПЛ у двух стран были близки. При этом технические характеристики АПЛ с баллистическими ракетами США были существенно выше.

3. ПЕРВЫЕ ЭТАПЫ ТЕРМОЯДЕРНОЙ ПРОГРАММЫ США

ДЕЙТЕРИЕВАЯ СВЕРХБОМБА «SUPER»

Начало термоядерных исследований в США относят к лету 1942 г., когда в Беркли при обсуждении планов Лос-Аламосской лаборатории Э. Теллер представил первые сообщения, ставшие основой проекта дейтериевой сверхбомбы «Классический супер» /1/.

Идеи создания этой водородной бомбы основывались на предположениях:

в цилиндре с жидким дейтерием возможен режим устойчивой термоядерной детонации в отсутствии термодинамического равновесия излучения с веществом;

инициирование термоядерной детонации может быть осуществлено нейтронами, производимыми ядерным взрывом первичного атомного заряда (с использованием в цилиндре промежуточного отсека с жидкой смесью дейтерия и трития).

Работы по этому проекту продолжались по существу до 1950 г., когда в США стала очевидной невозможность реализации этой схемы водородной бомбы.

В процессе работ по «классическому суперу» было сделано новое изобретение, оказавшееся изобретением исключительного значения. Клаус Фукс при участии Джона фон Неймана предложил использовать в «классическом супере» новую систему инициирования. Эта система включала в себя дополнительный вторичный узел из жидкой DT-смеси, которая нагревалась, сжималась и, в результате, зажигалась энергией излучения первичной атомной бомбы /1, 2/.

Для этой цели рассматривалось применение первичной атомной бомбы пушечного типа, усиленной по схеме Д. фон Неймана. Было предложено вынести DT-смесь из урана-235 в прогреваемый излучением отражатель из окиси бериллия. Фукс рассчитывал, что в таких условиях DT-смесь будет подвергаться нагреву и ионизационной имплозии, так что будут обеспечены условия ее термоядерного зажигания. Для удержания излучения в объеме отражателя Фукс предложил окружить систему непрозрачным для излучения кожухом. Поскольку ионизационное сжатие DT-смеси в рассматриваемой системе должно происходить в результате переноса излучения из активной зоны атомного заряда в расположенную вне ее зону размещения термоядерного горючего и вызываться этим излучением, то оно является радиационной имплозией. Конфигурация Фукса—фон Неймана — первая физическая схема, использующая принцип радиационной имплозии, которая стала прообразом будущей конфигурации Теллера—Улама.

Документы по схеме Фукса—фон Неймана были переданы К. Фуксом в СССР в 1948 г. Материалы содержали общие конструктивные данные, схематический чертеж, данные о мощности, расчеты физических процессов с таблицами и графиками (всего 17 листов).

«СЛОЙКА» ЭДВАРДА ТЕЛЛЕРА «ALARM CLOCK»

В связи с трудностями в обосновании проекта «Super» в сентябре 1946 г. Э. Теллер предложил альтернативу, которую он назвал «Alarm Clock», — слоеную термоядерную бомбу, обжимаемую взрывчаткой. Хотя «Alarm Clock» был термоядерным устройством, в нем только небольшая часть энерговыделения получалась в термоядерных реакциях. Подобно проекту «Booster», термоядерные реакции в «Alarm Clock», в основном, усиливали процесс деления /1/.

В устройстве «Alarm Clock» использовали ядро, состоящее из последовательных слоев делящихся материалов и термоядерного топлива. «Alarm Clock» pacсматривалось как система, которая может дать большое энерговыделение при использовании относительно дешевых материалов. Это был новый подход, который предполагал, что термоядерная бомба может быть создана в пределах существовавших возможностей лаборатории в Лос-Аламосе, хотя путь практической реализации этой идеи не был вполне ясен.

Этому устройству мог потребоваться в 2-3 раза более мощный инициирующий взрыв, чем давало устройство «Fat Man», то есть 40-60 кт. Теоретические работы по «Alarm Clock» продолжались от момента появления идеи в 1946 г. до конца 1947 г.; в течение этого времени его схема неоднократно изменялась.

Первый полный отчет по «Alarm Clock» был выпущен в ноябре 1946 г. Эдвардом Теллером и Робертом Рихтмайером. Он содержал обоснование возможности принципа «Alarm Clock», а также оценки эффективности и особенностей работы. Специальное исследование рассматривало процессы, которые происходят при детонации ядерного устройства. Перед тем, как могла быть создана термоядерная бомба, необходимо было продвинуться в развитии ядерных «триггеров» и лучше понять процесс ядерного взрыва.