Станислав Пестов - Бомба. Тайны и страсти атомной преисподней

Но раньше, чем советские учёные, и даже раньше американцев «приспособить» имплозию для ядерного оружия попытались немцы. В том же 1942-ом они применили кумулятивные заряды для сжатия и детонации термоядерного горючего — тяжёлого водорода.

В качестве индикатора термоядерных реакций немецкие учёные использовали серебряную фольгу — она регистрирует появление в «термояде» нейтронов, которые являются важнейшим и непременным доказательством синтеза.

И, хотя немцы были на верном пути, опыты закончились неудачей — а ведь стоило им лишь увеличить на порядок мощность кумулятивных зарядов, как удалось бы зафиксировать термоядерные нейтроны. К счастью, фортуна отвернулась от ядерщиков рейха.

Словом, имплозия тогда была уже «в ходу», и американцы сумели заставить её поработать на эффективность атомных зарядов. Чтобы ясно представить себе особенности механизма взрыва «внутрь», можно рассмотреть довольно наглядную модель этого явления в ядерном заряде.

Если ядерный заряд представить себе в виде кубической буханки пшеничного хлеба с внедрёнными туда изюминками, то протыкание такой буханки тонкой спицей схоже с проникновением нейтрона в среду атомной взрывчатки. Роль атомов здесь играют изюминки.

Спица (нейтрон) может проткнуть всю буханку, не встретив ни одного атома и, стало быть, не положив начало ядерному распаду — источнику взрывной энергии.

Однако, попадание спицы (нейтрона) в атом ещё не означает деление ядра, ибо размер ядра неизмеримо меньше габаритов атома. Если, скажем, сам атом увеличить до размеров стены обычной комнаты, то ядро на этой стене окажется (при том же увеличении) величиной не более типографской точки. Отсюда видно, что шансов «зацепить» ядро у нейтрона, проникшего в область атома, совсем немного. Большинство нейтронов, родившихся в недрах атомного заряда спонтанно или специально туда «впрыснутых», так и не встретив «своего» ядра, выйдут наружу.

Но, если неограниченно увеличивать размер «буханки», то рано или поздно почти каждый нейтрон встретит искомую цель и начнёт процесс ядерной цепной реакции, при которой любое разваленное ядро даст ещё два-три нейтрона, и так далее.

Тот размер вещества, при котором число вновь родившихся нейтронов будет превышать число потерь («холостых» нейтронов, покинувших вещество сквозь его поверхность), называется критическим размером, а масса его — соответственно критической массой. Так, например, критическая масса урана-235 — около 60 килограммов, а критический размер — с небольшой мяч.

Впрочем, сделать заряд критическим можно не только наращиванием массы и объёма. Если ту же кубическую буханку сжать в два раза по всем направлениям, то площадь поперечного сечения куба уменьшится в четыре раза, что при неизменном количестве изюминок означает увеличение их густоты также в четыре раза. Стало быть, во столько же раз возрастёт вероятность встречи летящего нейтрона с ядром атома. И некритическая дотоле масса при достаточном сжатии становится очень даже критической.

Поскольку такое сжатие требуется лишь на мгновение, то самым подходящим для этого способом становится взрыв — благодаря колоссальной энергии он сожмёт практически несжимаемый металл в несколько раз. А когда начнутся реакции деления, которые наоборот — разрывают изнутри ядерный заряд, то не ослабевшая ещё имплозия будет сдерживать разбег атомов, способствуя тому, чтобы прореагировало как можно больше ядер.

Потому «коэффициент вредного действия» первых плутониевых бомб был не один процент, как в урановой, а около двадцати! Если в урановой бомбе из 60 кг ядерного заряда «срабатывало» 700 граммов, то в плутониевой — из 6 кг плутония участвовало в делении более одного килограмма!

Однако, за всё нужно платить — и за малый вес ядерной взрывчатки, и за высокую эффективность. Ведь для сжатия плутония потребовались десятки килограммов химической взрывчатки типа баратола. Кроме увеличения веса всего устройства выросли и габариты бомбы. Если первую урановую бомбу американцы назвали «Малыш» (в честь президента Рузвельта, который был весьма худощавым и невысокого роста), то плутониевую уже назвали «Толстяк».

Никудышные перспективы возникали с размещением этих многотонных устройств на ракетах, если даже с доставкой такого оружия на тяжёлых бомбардировщиках возникали проблемы…

Надо сказать, что требования к взрывчатке, которая сжимает металлическое ядро — плутоний — были особые. Прежде всего — чрезвычайно большая мощность. Чтобы представить себе силу подобного взрыва, достаточно вспомнить телевизионные кадры конца 80-ых годов, обошедшие всю нашу страну и весь мир. На железнодорожной станции Арзамас случился взрыв такой силы, что от находившихся рядом людей, не осталось даже следов. Рванул вагон с взрывчаткой, которую везли в ядерный центр Арзамас-16. Из-за жуткой, ненормальной секретности, окружавшей тогда всё, что было связано с атомным оружием, железнодорожники не знали, что в вагонах та самая взрывчатка, которая используется для обжатия ядерных зарядов. И преспокойно спускали с «горки» эти вагоны для формирования состава в Арзамас-16. После одного из неминуемых в таком деле столкновений и взорвался вагон, образовав воронку в десятки метров. Это сравнимо с действием атомного фугаса «малого калибра».

Приехавший тогда «на расследование» известный своей большевистской дремучестью Егор Лигачёв сделал всё, чтобы затемнить суть дела. До сих пор неизвестно — сколько людей погибло в этой беде…

Взрывчатка только такой чудовищной энергии нужна для обжатия металла и, в принципе, чем больше будет её мощность, тем эффективнее сработает ядерный заряд.

Довольно очевидна здесь аналогия с работой автомобильного двигателя — чем больше степень сжатия горючего в цилиндре, тем лучше и быстрее оно сгорает.

Кроме того, «сильная» взрывчатка — это и уменьшение её массы, а также габаритов. В конце концов, американские ядерщики ухитрились снизить всю массу взрывчатки с нескольких сот килограммов до нескольких десятков килограмм.

Однако важна не только её сила, исключительное значение имеет и форма образуемой ею взрывной волны. Много стараний было приложено для того, чтобы ядерная волна была сходящейся сферической — и сжимающийся под её действием металлический заряд оставался во время этого процесса так же шаром.

Если взять несколько образцов урана-235, каждый массой по 60 кг и сделать из них простейшие геометрические фигуры — куб, шар, тетраэдр, раскатать в плоскую пластину или даже в проволоку, а потом измерить площадь поверхности каждой фигуры (впрочем, можно все эти поверхности элементарно рассчитать), то у шара поверхность окажется наименьшей среди всех фигур равновеликих по массе (и объёму).