Станислав Пестов - Бомба. Тайны и страсти атомной преисподней

Внешние инициаторы существенно повышали и надёжность оружия, без их срабатывания в нужный момент цепная реакция не начиналась.

Совершенствованию, как известно, нет предела. В погоне за эффективностью тщательно рассматривалась роль и перспектива любой, даже второстепенной детали (в современной атомной бомбе их около четырёх тысяч!).

Модернизации подверглись также толкатель и отражатель, которые на заре появления атомного оружия стали промежуточной средой между шаром из делящегося вещества и сферическим слоем взрывчатки для обжатия шара.

Задачей отражателя была, можно сказать, сторожевая, «пастушья» функция — возвращать, загонять назад заблудшие нейтроны, которые всё-таки прорывались через поверхность шара наружу. Поэтому сферу отражателя изготавливали из хорошо рассеивающих нейтроны материалов — урана, алюминия.

В конце концов, был найден идеальный для этого металл бериллий — достаточно лёгкий, прочный, с высокими «пастушьими» качествами. К тому же бериллий в ходе взрыва сам становится источником нейтронов.

Сферический отражатель окружал сделанный так же в форме шарового слоя толкатель — обычно из природного урана-238. Он соприкасался со сферическим слоем химической взрывчатки и давил в свою очередь на отражатель и делящийся шар ядерного заряда. А в течение ядерного взрыва толкатель благодаря своей массивности удерживал от быстрого разлёта вещество, распираемое взрывом ядра. Эта инерционность толкателя давала больший выход энергии, большую эффективность и коэффициент «вредного действия».

В первой атомной бомбе военного применения «Толстяк» центральный плутониевый шар, отражатель и толкатель располагались вплотную друг к другу, напоминая строением ягоду вишню. Мякоть вишенки была химической взрывчаткой, скорлупа косточки — толкателем и отражателем, ну а ядрышко — плутониевым шаром.

Сразу же после войны это строение изменили — между плутониевым ядром и узлом «отражатель плюс толкатель» ввели воздушный промежуток, цель которого состояла в возможности набрать толкателю скорость, чтобы своим направленным к центру импульсом ещё сильнее сдавить плутоний. Благодаря появившемуся «участку для разгона», интенсивность имплозии вырастала в несколько раз.

Это становится хорошо понятным, если рассмотреть два способа забивания гвоздя в доску. В одном из них молоток кладётся на шляпку и двумя руками создаётся статическое давление на молоток. В другом случае делается хороший замах, и набравшая импульс головка молотка обрушивает удар на гвоздь. Совершенно ясно — какой из этих случаев наиболее эффективен…

Чтобы ядерный заряд теперь не болтался внутри полости, как ядрышко в скорлупе подсохшей зимней вишни, его подвешивают на алюминиевых спицах достаточно тонких, чтобы не нарушить симметрию обжатия.

Новую конструкцию назвали «подвешенная центральная часть».

Впрочем, сама центральная часть — плутониевый шар — тоже коренным образом преобразилась. Она превратилась в сферический слой — из шара как бы удалили внутреннюю часть, и там появилась полость. Теперь и вещество ядерного сферического слоя получило возможность также набрать импульс во время «схлопывания внутрь», что дополнительно удерживало плутоний от преждевременного разлёта.

Однако, в новой конструкции стали использовать не только плутоний, но и уран-235. Теперь вместо сплошного шара в центре размещались тонкие концентрические оболочки из урана и плутония. Эффективность деления «пары» стала даже лучше, чем у одиночного плутония.

Но главное было в другом — теперь плутония требовалось гораздо меньше, а ведь его медленная наработка сдерживала рост ядерного арсенала, — в начале 1948 года в США едва насчитывалось полсотни ядерных зарядов. Уже в последние дни войны было подсчитано, что в таком «сложном» заряде урана нужно в два раза больше, чем плутония. Следовательно, из имеющейся массы плутония можно сделать в несколько раз больше зарядов!

Итак, сложный заряд повысил экономичность и скорость накопления зарядов, воздушный промежуток между толкателем и зарядом усилил имплозию, сферическая полость внутри самого заряда также увеличила число распавшихся ядер, но полость дала ещё один потрясающий эффект…

В неё — эту полость — под большим давлением закачивали газообразный дейтерий и тритий. Хорошая имплозия создавала давление в центре полого «ядрышка» в миллион атмосфер. При таких давлениях и сумасшедших температурах в центре ядерного взрыва возникали необходимые условия для синтеза ядер трития и дейтерия. Получалась как бы микротермоядерная бомбочка внутри бомбы деления.

Впрочем, дейтерия и трития впрыскивали всего несколько грамм, и термоядерная добавка к общей мощности была невелика. Но вот нейтроны, которые в изобилии возникали при термоядерном синтезе, набрасывались на ядра урана и плутония, не оставляя им никакой надежды спастись от деления! Этот маленький «термояд» своими нейтронами усиливал процесс деления, поэтому устройства такого типа стали называть «бомбой с термоядерным усилением». Если продолжить сравнение с автомобильным двигателем, то можно сказать, что теперь появилась форсунка, как в гоночной машине, где к моменту максимального сжатия через неё впрыскивается топливо, и благодаря форсунке, топливная смесь сгорает наиболее полно.

Бомба с усилением не могла появиться на свет, пока не был разработан внешний инициатор и пока не отработали заряд со сферической полостью внутри делящегося материала, хотя саму идею усиления запатентовали в 1945 году. Первый взрыв такой бомбы в 1951 году показал, что благодаря лишь одному термоядерному усилению мощность возросла в два с лишним раза.

Все шаги по увеличению мощности, эффективности были, конечно, самоцелью. Но, как уже говорилось, они стали невольно первой ступенью в создании термоядерного заряда. И не только в переносном, но и в буквальном смысле слова.

Ибо колоссальная энергия первой ступени используется затем, чтобы сжать и воспламенить термоядерное оружие.

А реакция синтеза в центре бомбы с усилением стала по существу первым термоядерным микровзрывом, при котором реализовалась главная физическая идея водородной бомбы — сжатие и воспламенение лёгких элементов (дейтерия и трития).

Пусть мощность такого взрыва невелика — на фоне полномасштабного испытания термоядерного заряда она покажется всего лишь небольшой искоркой, но из искры, как любил в своё время поговаривать неудавшийся адвокат и обанкротившийся политик Владимир Ульянов, «из искры возгорится пламя!».