Атомная энергия для военных целей

[Mikhail]

Лауреату Нобелевской премии 1978 года по физике академику П.Л.Капице приписывают слова, что АЭС - это "атомная бомба, временно дающая электричество". Капица имел ввиду, что она дает электричество, но может и взорваться - видимо так нужно понимать его слово "временно". То, что может взорваться, мы знаем по Чернобылю, однако взрыв тот был не ядерным, хотя и произошел в результате выделения ядерной энергии. Взорвалась там гремучая смесь, образовавшаяся при термическом разложении воды на водород и кислород.
Настоящая атомная бомба представляет собой сильно надкритичный реактор на быстрых нейтронах, в то время как реактор АЭС работает на медленных нейтронах в режиме небольшой надкритичности, когда цепная реакция нарастает медленно исключительно за счет так называемых запаздывающих нейтронов - и это дает возможность управления цепной реакцией с помощью медленных же воздействий. Это очень спокойный и легко контролируемый процесс, однако, и тут бывают неожиданности, что и показал Чернобыль и другие радиационные аварии.
Полагаю, что в связи с планами строительства Буйской (она же Костромская, она же Центральная АЭС) имеет смысл поговорить и о других применениях ядерной энергии, а именно о военных. Озаглавить эту тему я решил по названию русского перевода книги Г.Д.Смита, изданной американцами уже в 1945 году. В ней они раскрыли уже тогда многие детали атомного проекта - чтобы показать всем, какое это большое и сложное дело. У нас эта книга, по воспоминаниям А.Д.Сахарова, была настольной для разработчиков первой ядерной бомбы РДС-1. После 1995 года рассекретили много информации, касающейся отечественных разработок в области ядерного оружия. Американцы сделали это гораздо раньше, а благодаря интернету информация эта стала легко доступна, правда, в основном, на английском языке. Буду понемногу выкладывать, что есть.

[Mikhail]

Вот когда-то совершенно секретные фото первого в мире ядерного устройства с кодовым названием "The Gadget" - "Штуковина", подготовленного к испытаниям на вершине специально построенной для этого металлической вышки. Корпус в виде шара диаметром примерно 1,5 м, за исключением цилиндрического выступа - устройства подрыва детонаторов, от которого идут провода к детонаторам (которых 32), равномерно распределенным по поверхности шара. Вес изделия - около 3 тонн, из которых примерно 2 тонны обычной взрывчатки (баратол и компаунд В - смесь тротила с гексогеном) и 5 кг плутония чистоты более 90% по изотопу 239. Мощность взрыва - более 20 000 тонн тротилового эквивалента, обусловлена расщеплением ядер примерно 1 кг плутония - остальные 4 кг не успевают прореагировать и распыляются.
Это устройство было разработано в США в период 1942-1945 года, и успешно испытано 16 июля 1945 года в пустыне в центре штата Нью-Мексико (ядерное испытание "Тринити"). Второе полностью аналогичное ядерное устройство в аэродинамическом корпусе "Fat Man" ("Толстяк") было сборшено 9 августа 1945 года с летающей крепости Б-29 "Бокскар" на окраину японского порта Нагасаки, что привело к уничтожению города и гибели более 70 000 человек.

[Mikhail]

А вот фото советского аналога устройства "The Gadget" - первой советской атомной бомбы РДС-1, успешно испытанной 29 августа 1949 года в казахстанской степи в районе Семипалатинска. Устройство было разработано в СССР в период 1945-1949 гг. на основе информации, переданной советской разведке одним из разработчиков первой бомбы Клаусом Фуксом. По настоянию Сталина первая советская бомба РДС-1 была изготовлена в полном соответствии с информацией Фукса, этим и обусловлено внешнее сходство. Детали же устройства, конечно, были полностью отечественной разработкой. Для сравнения приведены также фото американской бомбы "Fat Man" в процессе сборки. По своим размерам и характеристикам РДС-1 была полностью аналогична "The Gadget" и "Fat Man".

[Mikhail]

Для сравнения привожу также аэродинамический корпус бомбы "Fat Man", а также башен, на которых были впервые испытаны устройства "The Gadget" и РДС-1.

[Mikhail]

Всего было изготовлено около 5 бомб типа РДС-1, но ни одна из них ни разу не сбрасывалась с самолета даже для испытания - просто лежали на всякий случай. Первой советской бомбой, испытанной с самолета 18 октября 1951 года, была бомба РДС-3 - полностью отечественная разработка, мощность взрыва составила 41,2 кТ. Разработанный на ее основе боеприпас РДС-3Т стал первой советской авиабомбой, оступившей на вооружение авиации дальнего действия в 1953 году. Первой советской тактической авиабомбой стала РДС-4 "Татьяна" - вдвое меньше по габаритам и втрое меньше по весу по сравнению с РДС-3Т. Она была успешно испытана путем сброса с самолета 23 августа 1953 года. Мощность взрыва составила 30 кТ.

[Mikhail]

Украинский философ Григорий Сковорода говорил примерно так: все что нужно - то просто, а все что не просто - то не нужно. Так и с бомбой.
В конце 30-х - начале 40-х годов многим физикам уже в общих чертах было известно, как должна быть устроена атомная бомба - уже было представление о критической массе вещества, способного к ядерному делению. Оставалось преодолеть лишь ряд технических трудностей, правда, довольно существенных, чтобы понять, будет ли бомба взрываться, или возможно только медленное выделение энергии.
Когда в конце 38-го года Ган и Штрассман обнаружили, что при облучении нейтронами ядра урана расщепляются на близкие по массе фрагменты, стало ясно, что это - источник огромной энергии, в десятки миллионов раз большей, чем энергия любого из известных процессов энерговыделения. Примерно во столько раз энергия ядерных связей, высвобождающаяся при делении ядра, превышает энергию химических связей, выделяющуюся при горении.
Осуществимость разветвленной реакции расщепления атомных ядер и размножения нейтронов в уране, а также идею использования для бомбы искусственно вырабатываемого в ядерном реакторе элемента плутония, экспериментально обосновал Ферми. Он же собрал в 1942 году первый ядерный реактор и впервые в мире осуществил в нем цепную реакцию. Американский ядерный проект, а в последствии и советский, во многом базировались на его идеях. В СССР Харитон и Зельдович уже в 30-е годы выдвигали идеи обогащения урана изотопом 235 и разрабатывали методы разделения изотопов.
Основная идея бомбы заключается в том, что если каким-то образом собрать достаточно большое количество делящегося под действием нейтронов материала, в нем начнется взрывообразное нарастание количества актов распада атомов и еще более быстрое нарастание нейтронного потока. Кроме колоссальной проблемы получения достаточного количества делящегося вещества, из которых в природе можно найти в рассеянном виде только изотоп урана 235, большой вопрос был и в том, можно ли технически собрать достаточно быстро в одном месте массу, превышающую критическую, или уже в процессе даже очень быстрого сближения подкритичных частей в ней начнутся реакции распада и выделяющаяся энергия не позволит атомам сблизиться теснее, и они разлетятся, не успев прореагировать. Простейшая схема атомной бомбы - так называемая пушечная. В ней два подкритических куска делящегося материала соединяются со скоростью пушечного снаряда (см. рисунок) в надкритический.
В ходе реализации американского атомного проекта предполагалось, что по такой простейшей схеме будут сделаны бомбы из урана 235 (кодовое название бомбы "Little Boy" - "Малыш") и из плутония 239 ("Thin Man", что можно перевести как "Дохляк" - в этом названии можно усмотреть изрядную долю злой иронии по отношению к президенту Рузвельту). Тонкость и длина плутониевой пушечной бомбы объяснялась меньшей критической массой плутония (5-8 кГ против 60-80 у урана 235), и большей необходимой скоростью сближения - отсюда и "Дохляк". Однако, в процессе экспериментов выяснилось, что достаточно чистого плутония 239 для пушечной схемы получить не удастся - для образования надкритической массы из реального реакторного плутония необходимы значительно большие скорости сближения из-за наличия в его составе сильно радиоактивных изотопов, таких как плутоний 240. Заготовленных заранее "дохляков" пришлось выбросить.
Уран 235 высокой чистоты удалось получить, правда ценой колоссальных затрат. Из 64 кг такого урана была сделана бомба "Малыш" и без предварительного испытания применена 6 августа 1945 года в Хиросиме - настолько велика была уверенность, что она взорвется. Бомба была сброшена с бомбардировщика Б-29 "Энола Гэй" под командованием полковника Тиббетса - это была первая в истории атомная бомбардировка.
Из 64 кг чистейшего и невероятно дорогого урана 235 прореагировало меньше килограмма - остальное распылилось. Однако и при такой эффективности на уровне 1,5% выделившейся энергии (15 килотонн ТЭ) хватило, чтобы уничтожить половину жителей города размером с современную Кострому.

[Mikhail]

Вот схема внутреннего устройства "Little Boy" - это реконструкция на основе различной косвенной информации, довольно свежая и на сегодняшний день наиболее правдоподобная. По такой схеме должна была быть сделана вторая советская атомная бомба РДС-2. Однако постановление о создании урановой бомбы пушечной схемы выполнено не было, поскольку не удалось в срок наработать нужное количество достаточно чистого урана 235. Когда же необходимое количество урана было получено, уже были ясны все преимущества схемы имплозии, о которой пойдет речь ниже, и было решено не расходовать драгоценный материал на тупиковую пушечную схему. Индекс РДС-2 получила вторая советская плутониевая бомба улучшенной конструкции, испытанная в 1951 году.
На фото ниже показаны две полусферы из плутониево-галлиевого сплава, покрытые снаружи никелем для защиты от коррозии, из которых было изготовлено ядро одного из первых американских атомных взрывных устройств. Фото дает представление о том, какое количество плутония использовалось в первой бомбе имплозионного типа, о которой пойдет речь в следующем посте. Для бомбы современной конструкции хватит и вдвое меньшего количества плутония.

[Mikhail]

К середине 1944 года, когда стало ясно, что пушечная схема, на которую возлагались основные надежды, для плутония не работает, в США уже был построен завод для производства плутония, на котором работали тысячи человек. Завод этот в течение года мог произвести несколько десятков килограммов плутония, и непонятно было, что с этим делать. Тут и вспомнили о схеме имплозии, которую до этого разрабатывал один человек - Сет Неддермейер. Имплозия (можно перевести как взрывное схлопывание) - технология создания сходящейся к центру детонационной ударной волны во взрывчатом веществе, которая может обеспечивать очень быстрое сжатие делящегося материала, помещенного в центре такой бомбы, тем самым переводить его из подкритического состояния в сверхкритическое, приводящее к ядерному взрыву. Кроме Неддермейера вклад в разработку этой технологии внесли еще многие ученые, в том числе фон Нейман, Теллер и другие. Важным элементом имплозионной бомбы являются линзы-фокусаторы из взрывчатых веществ с сильно отличающейся скоростью детонации (от 2-3 км/с в "медленном" до 7-8 км/с в "быстром"), в которых расходящаяся от точечного детонатора волна преобразуется в сходящуюся. Очень важен также одновременный подрыв всех детонаторов (32 в бомбах Gadget и Fat Man) - с точностью до одной стомиллионной секунды. Первое ядерное испытание 16 июля 1945 года было по сути дела испытанием схемы имплозии. И в этом испытании и в последствии эта схема показала такие возможности, что в настоящее время практически любое ядерное оружие использует схему имплозии.
Из рисунков ясно, почему бомбы Gadget и Fat Man, а также РДС-1 имеют сферическую форму. Говорят, что названием Fat Man разработчики намекали на Уинстона Черчилля.

[Mikhail]

Уже в 1945 году были ясны основные недостатки созданных на тот момент ядерных устройств - они не могли на самом деле быть полноценным оружием из-за низкой боеготовности, невозможности хранения в снаряженном состоянии, опасности несанкционированного срабатывания, низкой эффективности использования дорогостоящих делящихся материалов, а также большого веса и габаритов.
Почти сразу же после первых демонстраций ядерных устройств были сделаны существенные усовершенствования, позволившие увеличить мощность ядерных бомб при одновременном уменьшении их размеров и количества делящихся материалов. Вот главные из них:
1) полоний-бериллиевый нейтронный запал, срабатывающий при его механическом сжатии, был заменен на импульсный нейтронный источник, управляемый электрическим импульсом и способный выдать нужный поток нейтронов в момент наибольшего сжатия ядра из делящихся материалов;
2) применение технологии "левитирующего ядра" при которой тампер отделяется от ядра воздушным или вакуумным зазором; при этом к моменту соприкосновения с ядром тампер успевает набрать кинетическую энергию и возникает эффект "молотка", обеспечивающий значительно большую степень сжатия ядра;
3) "бустирование", т.е. усиление заряда путем заполнения полого ядра из делящихся материалов смесью дейтерия и трития - при сжатии ядра термоядерные реакции в ДТ-смеси дают дополнительные нейтроны, увеличивающие степень выгорания делящихся материалов и мощность бомбы;
4) применение композитного ядра, состоящего из слоев высокообогащенного урана 235 и плутония.
В американском ядерном проекте эти усовершенствования связаны с именами Теллера, Альвареса, фон Неймана, Фукса, Конопински, а в советском - Зельдовича, Забабахина, Альтшулера, Цукермана и др.

[Mikhail]

Некоторые из указанных усовершенствований были применены уже в первой отечественной тактической ядерной бомбе РДС-4. На рисунке можно сравнить РДС-4 (в центре) и РДС-1 (справа).
Вот этапы последовательного усовершенствования ядерных зарядов на примере советской ядерной программы:
РДС-2 - с усовершенствованной схемой фокусировки имплозии и левитирующим ядром - 38,3 кТ (24 сентября 1951 года);
РДС-3 - плюс композитное уран-плутониевое ядро - 41,2 кТ (18 октября 1952 года);
РДС-3И - плюс внешнее нейтронное инициирование в оптимальный момент - 62 кТ (23 октября 1953 года).
Совершенно особый тип бустированного ядерного заряда был предложен Сахаровым (РДС-6с - на фото слева). В заряде этого типа центральное ядро лучшей на тот момент конструкции было окружено чередующимися слоями урана и дейтерида (а может и тритида) лития 6. Использовать литий 6 для получения трития непосредственно в бомбе в момент взрыва под действием нейтронного излучения предложил Гинзбург. И хотя уже на тот момент главной технологией промышленного получения трития было как раз облучение лития 6 нейтронами в ядерном реакторе, технология эта была, разумеется, секретной, и, скорее всего, Гинзбург о ней не знал.
Подготовка к испытаниям бомбы новой конструкции проходила в спешке, вызванной испытанием в 1952 году американцами первой водородной бомбы. Свою негативную роль сыграла и смерть Сталина -возникшая политическая неопределенность еще больше усложнила политическую обстановку. К тому времени Б.П.Константиновым (который, кстати, с 1921 по 1924 годы учился в школе 2-й ступени г. Галича - впоследствии школа №1) была уже почти налажена промышленная технология производства лития 6 в Кирово-Чепецке (с первоначальной целью получать из него тритий для водородной бомбы), и вопрос о том, где брать литий 6 для последующих бомб, уже не стоял. Однако ввиду большой спешки для первой бомбы литий 6 нарабатывали также и полулабораторным электромагнитным методом, предназначавшимся первоначально для разделения изотопов урана. Благодаря таким усилиям удалось довольно быстро изготовить и успешно испытать 12 августа 1953 года рассчитанную Сахаровым бомбу. Она тогда была названа термоядерной, но собственно реакции слияния дейтерия и трития с образованием гелия дали только около 20% энергии взрыва, а остальные 80% выделились в реакциях деления урана (бомба имела также урановое инициирующее ядро). Мощность взрыва РДС-6с при габаритах и массе, сравнимых с РДС-1, составляла 400 килотонн при мощности инициирующего уранового заряда 40 килотонн.
И несмотря на то, что в дальнейших разработках значительно увеличить мощность бомбы этого типа не удалось, некоторые технические решения, опробованные в ней, используются до сих пор.
Аналогичную схему в США ("Alarm Clock") предложили в 1946 году Теллер и Фон Нейман, но она не была испытана, поскольку в ходе разработок американцы пришли к более эффективной схеме поджига термоядерной реакции - схеме Улама-Теллера, которую позже переоткрыли в СССР Давиденко и Завенягин, и развили Зельдович, Сахаров, Трутнев, позже Бабаев и другие.
Самую мощную бомбу похожую по конструкции на сахаровскую сделали и испытали англичане 31 мая 1957 года - мощность взрыва составила 720 ктн - испытание Grapple/Orange Herald.
В ходе разработок по схеме "Alarm Clock", аналогичной сахаровской, американцы пришли к выводу, что для создания такой бомбы мегатонного класса ее вес придется увеличить до нескольких десятков тонн, так что она станет нетранспортабельной. К аналогичному выводу пришли и советские разработчики при попытках увеличить мощность бомбы по сахаровской схеме. Тем не менее, как отмечал Сахаров в своих воспоминаниях, ракета, на которой был выведен на орбиту вокруг Земли первый спутник, а потом полетел Гагарин, первоначально разрабатывалась под тяжелый заряд по техническому заданию Сахарова. Заряд этот так и не был создан, но косвенно благодаря ему Советский Союз оказался первым в космической гонке.
На момент испытания РДС-6с атомная программа СССР опередила американскую только в одном - в технологиях получения и использования высокообогащенного изотопа лития 6 - у американцев на тот момент промышленной технологии не было, а идею использования дейтерированного лития 6 в качестве универсального термоядерного горючего для зарядов различных типов, к которой они пришли независимо, они хранили как самый главный секрет.
Обнаружение в продуктах взрыва РДС-6с, распыленных в стратосфере, лития 6 напугало американцев, заставило их относиться к СССР с должным уважением, а возможно и предотвратило применение ядерного оружия против СССР. В этом есть большая заслуга Б.П.Константинова - бывшего нашего земляка. Именем Константинова названа улица в Петербурге, Петербургский институт ядерной физики, находящийся в Гатчине, а также химический комбинат в Кирово-Чепецке. Его бюст установлен перед знаменитейшим Физико-техническим институтом им. Иоффе, директором которого он был с 1959 по 1967 гг.

[Mikhail]

Еще в самом начале американского проекта по созданию атомной бомбы в 1942 году Ферми обратил внимание, что ядерную энергию можно извлекать не только в реакциях деления тяжелых ядер, но и в реакциях синтеза легких ядер, а именно синтеза гелия из водорода. Из экспериментов на ускорителях было известно, что если ядра атомов водорода тесно сблизить, преодолев силы электростатического отталкивания, вступит в действие так называемое сильное взаимодействие, и образуется более тяжелое ядро, т.е. произойдет синтез ядер. Это можно сделать, создав условия высокой температуры (десятки миллионов градусов) и давления (миллионы атмосфер). Поэтому бомба на этом принципе называется термоядерной. При ядерном синтезе высвобождается энергия, в несколько раз превышающая энергию деления ядер урана. Если энергия деления одного килограмма урана 235 составляет около 20 тыс. тонн тринитротолуола, то энергия синтеза одного килограмма гелия из дейтерия (изотоп водорода двойной массы) и трития (изотоп водорода тройной массы) будет на уровне 80-100 тыс. тонн тринитротолуола. Таким образом, для бомбы в 1 мегатонну нужно порядка 10 кг термоядерного горючего, а самая большая из взорванных когда либо бомб - около 50 мегатонн (советская экспериментальная бомба А602ЭН "Иван", или "Кузькина мать", поскольку о её готовящемся испытании было объявлено заранее, собранная в корпусе, изготовленном для нереализованного "проекта 202" и взорванная 30 октября 1961 года на Новой земле) содержала, видимо, около тонны термоядерного горючего. Для взрыва на полную мощность (100 мегатонн) этой бомбе требовалось еще 2-3 тонны урана, которые при испытании были заменены свинцом. Общий вес бомбы около 27 тонн, длина 8 метров, диаметр 2 метра.
При взрыве возник плазменный шар диаметром 8 км, который коснулся земли (взрыв произошел на высоте 4 км), а верхний край его находился на высоте, с которой была сброшена бомба. Парашюты, на которых спускалась бомба, были достаточно велики, чтобы самолет успел улететь на безопасное расстояние несколько десятков километров. Тем не менее, излучение при взрыве было настолько сильным, что краска на фюзеляже местами обгорела. После взрыва образовалось грибовидное облако с необычно толстой ножкой. Шляпка гриба поднялась далеко в стратосферу.

[Mikhail]

Идею Ферми развивал Теллер. В начале по его предложению рассматривалась идея о поджиге термоядерной реакции с помощью взрыва атомной бомбы в охлажденном до жидкого состояния дейтерии. Оказалось, однако, что в этих условиях термоядерная реакция начинается, но затем затухает - нужные температуры и давления достигаются только на короткий момент. Это было показано теоретически Уламом и Эвереттом, а также подтверждено фон Нейманом путем расчетов на одном из первых компьютеров, специально созданном для этих работ. Затем Улам предложил двухступенчатую схему поджига термоядерной реакции, в которой разогрев и сжатие второй ступени - заряда термоядерного топлива происходило за счет фокусировки ударной волны, создаваемой взрывом первой ступени - инициирующего ядерного заряда. При дальнейшей разработке этой идеи для сжатия термоядерного заряда было решено использовать рентгеновское излучение, в виде которого выделяется больше половины энергии взрыва атомной бомбы. Следующей плодотворной идеей (в советском ядерном проекте аналогичное предложение принадлежало Трутневу) было заключить термоядерное горючее в капсулу из урана, который хорошо поглощает рентгеновское излучение. При разогреве излучением до очень высоких температур происходит взрывное испарение (абляция) и ионизация урана, при которых возникает чудовищная сила отдачи, которая развивает необходимые миллионы атмосфер для сжатия термоядерного горючего. В середину термоядерной мишени помещается еще один заряд из делящегося материала, который взрывается при сжатии, обеспечивая необходимую температуру в десятки миллионов градусов. Вот эта двухступенчатая (наиболее мощные бомбы могут иметь и большее число ступеней) схема поджига термоядерного горючего лежит в основе современного термоядерного оружия и называется схемой Улама-Теллера. В СССР идею, аналогичную идее Улама, независимо выдвинул Давиденко, и она была реализована в бомбе РДС-37, испытанной в ноябре 1955 года.

[Mikhail]

В США схема Улама-Теллера впервые была реализована в устройстве названном "Sausage" ("Сосиска") при испытании "Ivy Mike" в 1952 году. В качестве термоядерного горючего был использован жидкий дейтерий в смеси с тритием, для охлаждения которого была построена мощная криогенная станция. Взрыв был произведен на небольшом коралловом острове в атолле Эниветок в Тихом океане. При взрыве остров испарился и был выброшен в стратосферу. На его месте образовался кратер глубиной 50 метров и диаметром около 2 км. Мощность взрыва составила от 10 до 12 Мт ТЭ (тротилового эквивалента).

[Mikhail]

Свое первое "сухое" термоядерное устройство - с дейтеридом лития в качестве термоядерного горючего - американцы испытали в феврале 1954 года на атолле Бикини в Тихом океане - операция Castle Bravo. Это случилось на полгода позже испытания сахаровской бомбы РДС-6с, в которой впервые был применен дейтерид лития. К началу 1954 года в США еще не была отработана технология обогащения лития изотопом с массовым числом 6 (в природном литии содержится примерно 7,5% линия 6, остальное - литий 7), и поэтому горючее для устройства, названного "Shrimp" ("Креветка"), состояло на 40% из дейтерида Li6, а на 60% из дейтерида Li7. В расчетах ориентировочной мощности взрыва неправильно учли возможный вклад лития 7, и в результате вместо ожидаемых 4-6 мегатонн при взрыве выделилась мощность более 15 мегатонн ТЭ. Это было самое мощное ядерное испытание, проведенное американцами, и самое катастрофическое по радиационным последствиям. Пострадали военнослужащие и ученые, наблюдавшие за испытанием, жители островов, находившихся примерно в 150-200 км от места испытания, а также экипажи судов, оказавшихся в зоне выпадения радиоактивных осадков. Широкую огласку получило происшествие с японским рыболовным судном Фукуру Мару, члены команды которого получили высокие дозы радиации, один из них скончался от лучевой болезни.

[Mikhail]

Первое советское испытание двухступенчатого заряда по схеме, разработанной по предложению В.А.Давиденко, было проведено 22 ноября 1955 года на Семипалатинском полигоне. Бомбу РДС-37 сбросили с самолета, мощность взрыва составила 1,6 Мт - на тот момент это было самое мощное советское ядерное испытание. При испытании не учли состояние атмосферы: вследствие эффекта температурной инверсии ударную волну прижало к земле, и в результате были разрушены некоторые здания в жилых поселках за пределами полигона, под развалинами погибли люди. И тем не менее, это было выдающееся достижение наших инженеров и ученых. Конструкция бомбы была полностью оригинальной и заметно отличалась по некоторым данным от схемы Улама-Теллера, например, тем, что в ней использовалась не цилиндрическая, а сферическая форма второй ступени. Из имеющихся источников информации можно заключить, что при проектировании термоядерной ступени были использованы некоторые решения из конструкции РДС-6с - сахаровской "Слойки". Смонтирована бомба была в таком же корпусе, как и РДС-6с. РДС-37 была спроектирована как 3-х мегатонная бомба, но из соображений безопасности испытывалась в варианте половинной мощности. Соотношение энергий первичного ядерного взрыва и вторичного термоядерного оценивалось разработчиками как 1:100. В этом испытании была решена проблема отставания советских разработок в области ядерного оружия от американских, а также открыта принципиальная возможность создания бомб практически любой мощности. К сожалению, имя В.А.Давиденко, который внес большой вклад в создание ядерного оружия СССР начиная с РДС-1, в наше время мало известно. В 1963 году он оставил работу из-за лучевой болезни от последствий радиоактивного облучения, которому он подвергся при работе с сильно радиоактивными веществами при создании первой советской атомной бомбы. В 1984 году после его смерти именем В.А.Давиденко была названа одна из улиц в закрытом до сих пор городе Сарове.
P.S. Хочу немного добавить о В.А.Давиденко. В статье А.Веретенникова ("Наука и жизнь", №1, 2000) читаем:"...нельзя не вспомнить о тех, кто разрабатывал нейтронный запал бомбы. Его создатели — сотрудники радиохимического отдела ВНИИЭФ В. А. Александрович, М. В. Дмитриев, а также В. Р. Негина и В. А. Давиденко, работая в не приспособленных для использования радиоактивных веществ помещениях, получили лучевую болезнь и преждевременно ушли из жизни..." Оказалось, что в отношении В.А.Давиденко это не совсем правда. Действительно, в 1963 году, находясь в должности зам. научного руководителя ВНИИЭФ, он вынужден был оставить работу во ВНИИЭФ из-за лучевой болезни, но после этого прожил еще 20 лет и умер в 1983 году в возрасте 69 лет. 26 февраля 2009 года исполняется 95 лет со дня рождения В.А.Давиденко (род. 14(26) февраля 1914 года).

[Mikhail]

Примерно в середине и конце 50-х годов прошлого века произошел пересмотр приоритетов в конструировании ядерного оружия. Если до этого времени конструкторы стремились создавать и испытывать все более мощные ядерные устройства, то впоследствии главным стал фактор массогабаритных характеристик - стремление к созданию более легких и небольших устройств с сохранением энерговыделения на уровне сотен килотонн - 1 Мт. Этому способствовало осознание того, что оружие большой мощности неэффективно - при мощном взрыве большая часть энергии уходит в виде излучения в космическое пространство, а в поражающие факторы (ударная волна и т.п.) идет меньшая часть энергии. К тому же выяснилось с развитием МБР шахтного базирования, что для их поражения наиболее эффективны системы с разделяющимися боеголовками - т.е. большое число сравнительно небольших зарядов.
В США шаг в этом направлении был сделан в 1956 году с разработкой первичных ядерных зарядов нового типа. Впервые сферическая имплозия вызывалась подрывом всего двух детонаторов, а преобразование волны детонации в сходящуюся обеспечивалось газовыми линзами.
Главной функцией таких зарядов было выдавать как можно больше рентгеновского излучения, необходимого для обжатия заряда второй ступени в термоядерной бомбе. Для того, чтобы обеспечить беспрепятственный выход рентгеновского излучения, в зарядах этого типа отсутствовал урановый тампер, а также содержалось лишь минимально необходимое количество делящегося материала. Высокая эффективность такого заряда обеспечивалась высокими характеристиками используемых взрывчатых веществ и термоядерным усилением. Условия для термоядерного синтеза (десятки миллионов атмосфер и градусов) обеспечиваются в момент максимального сжатия ядра и начала цепной реакции в делящемся материале. Эффект усиления вызывается нейтронами, в большом количестве образующимися при протекании термоядерной реакции в смеси дейтерия с тритием - благодаря этим нейтронам обеспечивается наиболее полное выгорание делящегося материала. В таком изделии также легко может быть решен вопрос защиты от несанкционированного взрыва: смесь дейтерия с тритием можно держать в отдельном баллончике и напускать в ядро непосредственно перед взрывом.

[Mikhail]

В СССР решающие шаги по миниатюризации ядерных боеприпасов были сделаны Бабаевым и Трутневым при разработке так называемого "изделия 49". В нем были применены новые технические решения, такие как разработка специализированного заряда первичной ступени с термоядерным усилением, решение задачи оптимизации передачи излучения от первичной ступени к термоядерной, а также упрощение и облегчение структуры слоеного термоядерного заряда по сравнению с РДС-37. В результате в течение нескольких месяцев 1958 года удалось разработать и успешно испытать несколько легких термоядерных зарядов мощностью от 0,3 до 2,8 Мт. Эти работы послужили основой для всех последующих разработок термоядерного оружия в СССР.
На рисунке внизу представлены схематически этапы разработок ядерного оружия на примере США. По отечественным разработкам прямые данные до сих пор засекречены, но по некоторым признакам можно понять, что общая картина в СССР была схожей, и, вобщем, определялась логикой гонки вооружений - на любую новую разработку вероятного противника нужно было давать адекватный ответ.
В результате достигнут некоторый предельный уровень повышения массо-габаритных характеристик термоядерных зарядов - для зарядов мегатонного класса максимум примерно 3-5 килотонн на килограмм, для зарядов класса 0,1-0,3 Кт - 1-2 килотонн на килограмм.

[Mikhail]

Современные схемы термоядерных зарядов скорее напоминают схему РДС-37 - комбинацию схемы двухстадийного термоядерного заряда и сахаровской "слойки" - нежели схему Улама-Теллера в чистом виде. Таким образом, несмотря на первоначальное отставание, наши разработчики ядерного оружия догнали, а во многом и опередили американцев. Конечно, это было достигнуто ценой усилий всего советского народа - действительно так, как бы ни были затерты эти слова. Ради этого целые поколения жили в бедности, если не сказать в нищете, и не очень далекие поколения - всего лишь отцы и деды. И только благодаря усилиям всего народа и несмотря на катастрофические ошибки, просчеты и преступления власть имущих Россия и до сих пор сохраняет остатки своего былого величия.
Выкладываю реконструкции принципиального устройства почти современных американских боеголовок - открытая информация о наших практически отсутствует.

[Mikhail]

Вот так примерно выглядят современные военные действия с применением межконтинентальных баллистических ракет (МБР) на примере недавно снятой с вооружения американской МБР Peacekeeper. Это тяжелая МБР с тремя ступенями, снабженными твердотопливными двигателями. Может нести до 10 разделяющихся боеголовок индивидуального наведения. На фото (слева направо, сверху вниз): хранение боеголовок - на специальных цилиндрических подставках с механизмами обслуживания; установка боеголовок в головную часть ракеты; установка головного обтекателя; так выглядит старт ракеты с базы Ванденберг в Калифорнии, США, в сторону Тихого океана - снимок сделан с большой выдержкой, поэтому виден практически весь активный участок траектории - 200-300 секунд; падение боеголовок в Тихий океан на испытательном полигоне в районе атолла Кваджалейн, Маршалловы острова - при выдержке несколько секунд падающие боеголовки получились на снимке в виде огненных полос.

[voldokrut]

Вот что я думаю...