65 лет первой термоядерной бомбе: история и мифы

65 лет первой термоядерной бомбе: история и мифы
Фото: ТАСС

Идея термоядерного оружия, где ядра атомов сливаются, а не расщепляются, как в атомной бомбе, появилась не позднее 1941 года. Она пришла в головы физикам Энрико Ферми и Эдварду Теллеру. Примерно в то же время они стали участниками Манхэттенского проекта и помогли создать бомбы, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки. Сконструировать термоядерный боеприпас оказалось намного сложнее.

Чтобы атомные ядра сливались друг с другом, их надо нагреть до миллионов градусов. Схему устройства, которое позволило бы это проделать, американцы запатентовали в 1946 году (проект неофициально назывался Super), но вспомнили о ней только спустя три года, когда в СССР успешно испытали ядерную бомбу. Президент США Гарри Трумэн заявил, что на советский рывок нужно ответить "так называемой водородной, или супербомбой". 

К 1951 году американцы собрали устройство и провели испытания под кодовым названием "Джордж". Конструкция представляла собой тор, проще говоря — бублик, с тяжелыми разновидностями водорода в жидком виде: дейтерий и тритий выбрали потому, что их ядра сливать проще, чем обычные. Запалом служила ядерная бомба. Взрыв сжимал дейтерий и тритий, те сливались, давали поток быстрых нейтронов и зажигали обкладку из урана.

За счет дополнительного урана взрыв получился вдвое мощнее, чем с обычной атомной бомбой. Но на термоядерный синтез приходилось только 10% выделившейся энергии: испытания показали, что ядра водорода сжимаются недостаточно сильно.

Тогда математик Станислав Улам предложил другой подход: двухступенчатый ядерный запал. Его задумка заключалась в том, чтобы поместить в "водородной" зоне устройства плутониевый стержень. Взрыв первого запала поджигал плутоний, две ударные волны и два потока рентгеновских лучей сталкивались — давление и температура подскакивали достаточно, чтобы начался термоядерный синтез. Новое устройство испытали на атолле Эниветок в Тихом океане в 1952 году — взрыв вышел примерно в 40 раз мощнее, чем за год до того.

Проблема была в том, что ни то, ни другое устройство нельзя было использовать на войне. Чтобы ядра водорода сливались, расстояние между ними должно быть минимальным, поэтому дейтерий и тритий охлаждали до жидкого состояния, почти до абсолютного нуля. Для этого требовалась огромная криогенная установка. Второе термоядерное устройство — по сути, увеличенная модификация "Джорджа" — весило 70 тонн: с самолета такое не сбросишь.

Советский подход

СССР начал разрабатывать термоядерную бомбу позднее: первая схема была предложена лишь в 1949 году. В ней предполагалось использовать соединение дейтерия с металлом литием. Вещество это твердое, сжижать его не надо, а потому громоздкий холодильник тоже не требовался. Не менее важно и то, что при взрыве литий распадается и дает тритий, что упрощает дальнейшее слияние ядер.

Бомба РДС-6с была готова в 1953 году. В отличие от американских и современных термоядерных устройств, плутониевого стержня в ней не было. Такая схема известна как слойка: слои дейтерида лития перемежались урановыми. 12 августа РДС-6с испытали на Семипалатинском полигоне.

Мощность взрыва составила 400 килотонн в тротиловом эквиваленте — в 25 раз меньше, чем во втором испытании американцев. Это неудивительно: без двухступенчатого атомного запала нельзя поднять мощность взрыва выше мегатонны. Зато РДС-6с можно было сбросить с воздуха. Также устройство собирались использовать и на межконтинентальных баллистических ракетах. А уже в 1955 году СССР усовершенствовал бомбу, оснастив ее плутониевым стержнем.

Сегодня практически все термоядерные устройства — судя по фото, даже северокорейские — представляют собой гибриды ранних советских и американских моделей. Все они используют дейтерид лития как "топливо" и поджигают его двухступенчатым ядерным "детонатором". Как известно из утечек, даже самая современная американская термоядерная боеголовка W88 сконструирована наподобие РДС-6c: слои дейтерида лития перемежаются ураном.

Разница в том, что мощность новых термоядерных боеприпасов на один-два порядка меньше, чем у устройств вроде "Царь-бомбы". Мегатонных боеголовок ни у кого нет, так как в военном отношении десяток менее мощных зарядов ценнее одного сильного: можно поразить больше целей.

Мифы о термоядерной бомбе

Водород — элемент чрезвычайно распространенный, достаточно его и в атмосфере Земли. Одно время поговаривали, что достаточно мощный термоядерный взрыв может запустить цепную реакцию и весь воздух на нашей планете выгорит. Это миф.

Не то что газообразный, но и жидкий водород недостаточно плотный, чтобы начался термоядерный синтез. Его нужно сжимать и нагревать ядерным взрывом, желательно c разных сторон, как с двухступенчатым запалом. В атмосфере таких условий нет, поэтому самоподдерживающиеся реакции слияния ядер там невозможны.

Это не единственное заблуждение о термоядерном оружии. Часто говорят, что взрыв "чище" ядерного: мол, при слиянии ядер водорода "осколков" — опасных короткоживущих ядер атомов, дающих радиоактивное загрязнение, — получается меньше, чем при делении ядер урана.

Заблуждение это основано на том, что при термоядерном взрыве большая часть энергии якобы выделяется за счет слияния ядер. Это неправда. Да, "Царь-бомба" была такой, но только потому, что ее урановую "рубашку" для испытаний заменили на свинцовую. Современные двухступенчатые запалы приводят к значительному радиоактивному загрязнению.

Правда, зерно истины в мифе о "чистой" бомбе все же есть. Взять лучшую американскую термоядерную боеголовку W88. При взрыве на оптимальной высоте над городом площадь сильных разрушений практически совпадет с зоной радиоактивного поражения, опасного для жизни. Погибших от лучевой болезни будет исчезающе мало: люди погибнут от самого взрыва, а не радиации.

Еще один миф гласит, что термоядерное оружие способно уничтожить всю человеческую цивилизацию, а то и жизнь на Земле. Это практически исключено. Энергия взрыва распределена в трех измерениях, поэтому при росте мощности боеприпаса в 1 тыс. раз радиус поражающего действия растет всего в десять раз — мегатонная боеголовка имеет радиус поражения всего в десять раз больше, чем у тактической килотонной.

66 млн лет назад столкновение с астероидом привело к исчезновению большинства наземных животных и растений. Мощность удара составила около 100 млн мегатонн — это более чем в 10 тыс. раз больше суммарной мощности всех термоядерных арсеналов Земли. 790 тыс. лет назад с планетой столкнулся астероид, удар был мощностью 1 млн мегатонн, но никаких последствий хотя бы умеренного вымирания (включая наш род Homo) после этого не случилось. И жизнь в целом, и человек куда крепче, чем они кажутся.

Александр Березин, научно-популярный сайт "Чердак"

Источник: ТАСС
поделиться

Популярное в разделе Наука и техника