Игорь Андрюшин - Решающий шаг к миру. Водородная бомба с атомным обжатием РДС-37

II вариант.

Изделие с уменьшенным расходом лития-6 и с использованием природного лития может быть сделано в габаритах:

1) диаметр — 6-7 метров,

2) длина— 18-20 метров,

3) общий вес — около 500 тонн. Активных материалов потребуется:

1) U-235 — около <���…> кг,

2) дейтерида лития-6 — около <���…> тонн,

3) дейтерида природного лития — около <���…> тонн,

4) естественного урана (можно обедненного) — около <���…>тонн.

Изделие мощностью в один миллиард тонн ТНТ может быть изготовлено по любому из этих двух вариантов при увеличении весов дейтеридов и природного урана в 6-7 раз, а весов делящихся материалов — приблизительно в 3 раза.

Существенное отставание СССР от США по количеству ЯБП и мегатоннажу ядерного арсенала выдвигало на первый план задачу создания сверхмощных термоядерных зарядов.

Следует отметить, что идея сверхбомбы первоначально рассматривалась в США. В 1954 г. Эдвард Теллер высказал идею о возможности разработки термоядерного заряда с энерговыделением в 10000 Мт. В 1956 г. Пентагон вырабатывал требования к боеголовкам мощностью в 100 Мт, а Лос-Аламосская лаборатория обосновала возможность создания термоядерного заряда с энерговыделением в 1000 Мт/4/.

Аналогичные предложения были сформулированы в КБ-11 практически сразу же после успешного испытания РДС-37/7, с. 440/.

В записке А.П. Завенягина, Г.К. Жукова, И.В. Курчатова, П.М. Зернова в Президиум ЦК КПСС содержались конкретные предложения о разработке и испытании бомбы мощностью 20-30 Мт и массой 20-26 т на Новой Земле.

Разработка заряда сверхбольшой мощности была начата в 1956 г. в НИИ-1011 и получила название «проект 202». Этот проект представлял собой развитие принципов РДС-37 и был ориентирован на достижение энерговыделения в 30 Мт. В качестве боеприпаса, использующего такой термоядерный заряд, предполагалась авиабомба, для которой разрабатывались необходимый корпус и парашютная система. Следует отметить, что по своим габаритным характеристикам эта авиабомба не помещалась внутри бомбового отсека тяжелого бомбардировщика Ту-95, который поступил на вооружение в 1957 г.

6 июня 1956 г. НИИ-1011 выпускает отчет с обоснованием характеристик заряда РДС-202 с расчетной мощностью 38 Мт /7, с. 480/. Отчет «Основные расчетные данные РДС-202» подписали зам. гл. конструктора Забабахин Е. И., начальник сектора 1 Романов Ю.А. Отчет составили Аврорин Е. Н., Вахрамеев Ю. С., Забабахин Е. И., Нечаев М. Н., Розанов В. Б., Романов Ю.А. Феоктистов Л. П, Чуразов М. Д., Шумаев М. П., в работе принимали участие Имшенник В. С, Птицын А. Р., Строцев В. И.

По окончанию моратория в 1961 г. к задаче создания сверхбомбы вернулись, но теперь речь уже шла о термоядерном заряде с энерговыделением 100 Мт, который планировалось размещать в авиабомбе, разработанной по «проекту 202». На этом этапе разработка нового сверхмощного заряда проводилась в КБ-11 по инициативе Ю.А. Трутнева и А.Д. Сахарова, в состав авторского коллектива входили также В.Б. Адамский, Ю.Н. Бабаев и Ю.Н. Смирнов. Оригинальные решения и накопленный опыт позволили исключительно быстро реализовать эту разработку, и заряд был успешно испытан 30 октября 1961 г.

Термоядерный заряд со специальными мерами для снижения экспериментального энерговыделения сработал в расчетном режиме, энерговыделение взрыва составило 50 Мт. Таким образом, сверхбомба с полномасштабным энерговыделением в 100 Мт была создана. Хотя этот заряд не был поставлен на вооружение (баллистические ракеты, которые стали рассматриваться в качестве основного средства доставки ядерного оружия, не обладали достаточной грузоподъемностью), тем не менее создание и испытание сверхбомбы имело большое политическое значение. Оно продемонстрировало, что СССР решил задачу достижения практически любого уровня мегатоннажа ядерного арсенала. Любопытно отметить, что после этого прекратился рост мегатоннажа ядерного арсенала США.

В основе создания РДС-37 и следующих поколений термоядерных зарядов лежат фундаментальные научные представления физики высоких плотностей энергии. Приведем ряд направлений исследований физических процессов, связанных с принципом радиационной имплозии. Этот принцип предполагает:

выход значительной части энергии при взрыве ядерного заряда (первичного модуля) в виде рентгеновского излучения;

транспортировку энергии рентгеновского излучения к термоядерному модулю;

имплозию термоядерного модуля с помощью энергии «доставленного» рентгеновского излучения.

Взрыв ядерного заряда, в котором основная часть энергии выделяется в нейтронно-ядерных реакциях в делящемся веществе, сопровождается трансформацией этой энергии в рентгеновское излучение и тепловую энергию вещества, находящихся в локальном термодинамическом равновесии (а также в кинетическую энергию среды). В веществе осуществляется перенос рентгеновского излучения, которое испускается с поверхности делящегося материала, и далее распространяется внутри внешних областей первичного модуля. Этот механизм существенно зависит от фундаментальных характеристик — пробегов взаимодействия рентгеновских квантов с веществом. Для веществ типа урана определяющее значение имеют процессы фотопоглощения и дискретно-дискретные переходы.

Исследования этой стадии процесса в течение десятилетий проводились как в рамках приближения лучистой теплопроводности, так и в рамках спектральной кинетики. В РФЯЦ-ВНИИЭФ был создан целый ряд физико-математических моделей радиационной газодинамики, которые адаптировались к вычислительным возможностям своего времени. В настоящее время используются 3D-модели в приближении лучистой теплопроводности и 2D-модели на основе спектрального кинетического уравнения переноса излучения, объединенные с уравнениями газодинамики.

Работы по расчету пробегов излучения в различных средах в течение длительного времени выполнялись по заданиям ВНИИЭФ в Институте прикладной математики Академии наук. Сейчас применительно к новым вычислительным возможностям в РФЯЦ-ВНИИЭФ созданы прецизионные программы вычисления спектральных пробегов излучения для различных веществ и условий, а также алгоритмы вычисления групповых и усредненных пробегов в соответствии с потребностями моделей радиационной газодинамики.