Атомный век Игоря Курчатова - Александр Анатольевич Цыганов

заключалась она в том, что поместить атомную бомбу в ёмкость с жидким дейтерием, или дейтерий-тритием, – не проблема. Непонятно, как добиться необходимой, а точнее, наибольшей возможной плотности дейтерия.

Донесение разведки о первых работа Теллера и о литии. [142, с. 72]

Массивная оболочка ёмкости, возможно, и выход, но где тот материал, что сумеет противостоять раздирающей энергии ядерного взрыва, отражая её вовнутрь?

Как этого добиться, было непонятно, а до блестящей идеи Улама в Союзе ещё не додумались. Как, впрочем, и он сам в 1948 году.

И тут мощь своего фиановского «выводка теоретиков» продемонстрировал Игорь Тамм. Это произошло уже месяца через два после того, как его команда обосновалась в КБ-11, в сентябре 1948 года.

Тогда Андрей Сахаров выдал парадоксальный, но блестящий, а на вкус Курчатова – даже близкий к гениальности вариант. А именно – разместить термоядерное топливо, то есть те самые «лёгкие элементы» дейтерий, тритий в виде их химических соединений, вокруг инициирующего делящегося ядра – то есть атомной бомбы – послойно, перемежая их слои слоями урана-238. Уран как элемент тяжёлый будет сжимать лёгкие, стремящиеся расшириться при реакции элементы. И к тому же сам будет расширяться вследствие взрыва. Теоретически такая урановая оболочка могла более чем в 10 раз повысить плотность дейтерия. Должно хватить для реакции!

Концепт так и назвали – «слойка». В отличие от первого – «трубы» с тяжёлой оболочкой в виде цилиндра длиною не менее 5 метров и диаметром 50 сантиметров, с керамическим отражателем нейтронов из оксида бериллия с его уверенной радиационной стабильностью при высоких температурах. Внутри – 140 килограммов жидкого дейтерия, в который взрывающаяся на одном конце цилиндра атомная бомба «выстреливает», словно пушка, детонатор из смеси дейтерия с тритием. Та поджигается легче и быстрее, да ещё её сзади толкает энергия ядерного взрыва – должна такая детонационная волна мгновенно уплотнить и поджечь дейтерий.

Тоже по-своему остроумно. Но технологически куда сложнее «слойки» хотя бы потому, что нужно громадные усилия прилагать, дабы поддерживать дейтерий в жидком состоянии.

Потому Курчатову «слойка» понравилась больше. В её перспективности он убедил сначала Ванникова, а потом и весь Спецкомитет. В итоге «слойку» включили во все планы и постановления в равноправном с «трубою» положении. Разрабатывали же параллельно две атомные бомбы, «американскую» и свою, посовершеннее, осилим и две модели термоядерной. Заранее ведь не скажешь, какая из них эффективнее…

На том и решили. После того как испытали РДС-1, получили награды и премии, а Курчатов съездил в отпуск первый раз за пять лет (но зато на два месяца), все с новыми силами вернулись к водородной бомбе.

Созвали по этому поводу 9 февраля 1950 года совещание Спецкомитета. На нём были рассмотрены два как бы альтернативных отчёта: Я.Б. Зельдовича – «Водородная дейтериевая бомба» и А.Д. Сахарова – «Водородная бомба с использованием дейтерия, лития, урана-238 (многослойный заряд)».

Курчатов проверил выкладки теоретиков по сахаровскому варианту. Сделал вывод, который затем они всем руководящим составом – Б. Ванников, И. Курчатов, А. Завенягин, Ю. Харитон, Н. Павлов – вставили в письмо-отчёт Л.П. Берии о ходе работ по Сверхбомбе: «Взрыв многослойного заряда может в 100—1000 раз превосходить по мощности взрыв плутониевой бомбы» [404, с. 237]. Относительно «трубы» прогноз был скромнее: «Взрыв такого заряда дейтерия с диаметром 50 см и длиной 5 м будет в 100–200 раз превышать по мощности взрыв плутониевой бомбы» [404, с. 236].

Правда, позднее жизнь – и Николай Дмитриев – первоначальные расчёты поправила, и сильно. Выяснилось, что «слойка» даже теоретически не могла выдать мощность взрыва более одной мегатонны. А на первом испытании показала вообще всего 400 килотонн, то есть всего в 20 раз больше плутониевой бомбы.

Так или иначе, но два пути к получению Сверхбомбы были заявлены официально, на высшем государственном уровне.

Вождь одобрил оба проекта в тот же день.

Это дало старт второму этапу изготовления Бомбы, уже получившей индекс РДС-6. Юлий Харитон был назначен научным руководителем работ по обоим вариантам, Константин Щёлкин – его первым заместителем. Игорь Тамм стал отвечать за РДС-6с – «слойку», Яков Зельдович – за «трубу» РДС-6т.

Вот только если с физикой будущей Бомбы получилась определённая ясность, то с химией – сиречь с тем, что должно обеспечить сам взрыв, – был полный туман. Такой же, как и у американцев. В России тоже достаточно скоро выяснили, что так просто дейтерий зажечь не получится. Точно так же скоро посчитали, что смесь дейтерий-тритий зажигается при меньших температурах. Но тут возникают две проблемы. Первая заключается в том, что тритий очень радиоактивен (10 тысяч кюри в одном миллилитре!) и быстро распадается (период полураспада – 12,32 года). Так что в природе его нет.

Значит, нужно строить заводы по его выработке на отдельных специальных котлах.

Анатолий Александров, конечно, у себя в ИФП какие-то количества трития ректифицирует, получая его из лития-6, но это – капли. Правда, очень важные капли – Александров на деле подтвердил, что для массового получения продукта необходим отдельный атомный котёл. Собственно, ему и карты в руки – кому, как не человеку, который всё более плотно занимался котлами, разрабатывать технологию получения трития именно в реакторе.

ИФП разработал и проектное задание на требуемый для получения трития котёл. Разработка была закончена в 1950 году. Чтобы немедленно, 18 августа 1950 года, получить решение Совмина о его строительстве на 817‐м комбинате. В следующем году его уже собрали. В ноябре вывели на критичность, а в феврале 1952 года котёл уже вышел на проектную мощность в 40 МВт. Вот как споро начали делать такие сложные вещи – набив массу шишек, но и получив столь бесценный опыт с той первой «Аннушкой»!

В продолжение ещё не установившейся традиции этот котёл назвали «АИ» («А-Изотопный»). Теперь его мощность позволяла получить потребные для Сверхбомбы 1,2 килограмма трития всего за год работы.

Но до таких результатов путь был неблизкий. Пока в 1948 году перед теоретиками стояла главная проблема: как сделать Бомбу с жидким дейтерием в роли взрывчатого вещества? Как его, жидкий, в бомбу зальёшь?

Тогда, естественно, ещё не знали, что американцам для первого испытания водородной бомбы придётся привезли на атолл Эниветок целый холодильный завод по поддержанию дейтерия в жидком виде. В Союзе такой вариант всерьёз даже не рассматривали. Все теоретические головы и в КБ-11, и в группе Тамма бились над тем, как получить этот треклятый дейтерий в твёрдой форме.

Дейтерий – просто изотоп водорода. То есть, по сути, тот же водород. И что с ним делать? Заморозить до твёрдого состояния? Можно. Обеспечив температуру в минус 259,2 °C. И пусть дейтерий по сравнению с водородом имеет на пять градусов более высокую температуру плавления, но принципиально это картину не меняет. Так себе результат получается – нет и девяти сотых