65 лет назад в СССР была взорвана первая настоящая термоядерная бомба.

12 августа 1953 года была взорвана первая советская водородная бомба. Дело начиналось так. В 1945 году И. В. Курчатов получил информацию об исследованиях, ведущихся в США над термоядерной проблемой. Но американцы пошли тупиковым путем, используя дейтерий и тритий. Сначала советские ученые двинулись в том же направлении. В 1948 году А. Сахаров с участием Ю.Хартитона предложили сделатъ бомбу из перемежающихся слоев обычного урана и тяжелой воды. Сахаров предложил использовать в слойке тяжелую воду Д2О или жидкий тяжелый этан С2Д6. Проект был доведен в 1949 году (ещё до испытания первой советской ядерной бомбы). Одновременно началась разработка другой конструкции под названием «труба» (РДС-6т), в которой плутониевая бомба погружалась в жидкий дейтерий. После испытания первой советский атомной бомбы РДС-1 основные усилия сконцентрировались на «слойке». В проекте по теме №6, подписанном Харитоном 3 декабря 1949 года, задачей на 1950 год было поставлено выяснение осуществимости ядерной реакции легких элементов. 24 января 1950 года в краткой записке о состоянии работ по "слойке" объясняется что использование дейтерия, который не имеет критических размеров позволяет сделать бомбу, содержащую довольно большое количество взрывчатого вещества, но не ясно, сможет ли обычный ядерный взрыв на основе урана 235 поджечь дейтерий. Весной 1950 года физики-ядерщики — А. Сахаров и И. Тамм переехали на «объект» в КБ-11, где начали интенсивную работу над созданием водородной бомбы. Расчеты вела группа Ландау. Группе Ландау удалось сделать то, что оказалось не по силам американцам. Наши ученые дали полный расчет основной модели водородной бомбы, так называемой сферической слойки, в которой чередовались слои с ядерной и термоядерной взрывчаткой — взрыв первой оболочки создавал температуру в миллионы градусов, необходимую для поджига второй. Американцы не смогли рассчитать такую модель и отложили расчеты до появления мощных компьютеров. Наши же все рассчитали вручную. И рассчитали правильно. Расчёт водородной бомбы оказался задачей на много порядков сложнее, чем атомной. И то, что удалось «ручным способом» такую задачу решить, — конечно, чудо. По существу, тогда произошла революция в численных методах интегрирования уравнений в частных производных, и произошла она в Институте физических проблем под руководством Ландау. Сделанное Ландау было в Советском Союзе не под силу больше никому. Расчёты водородной бомбы к началу 1953 года были закончены. Когда Сталин умер, Ландау сказал: «Всё! Я больше этим заниматься не буду». И. В. Курчатов, Ю. Б. Харитон и А. Д. Сахаров попросили Халатникова принять у Ландау дела. И Ландау тоже попросил об этом. Халатников принял от Ландау его группу и вычислительное бюро. Работа Сахарова была оценена и он стал доктором наук без защиты диссертации, а в 32 года избран академиком АН СССР, самым молодым. Советская РДС-6с — первая в мире водородная бомба, пригодная к практическому военному применению. Бомба состояла из атомной бомбы и окружающих её сферических слоёв урана и тяжёлой воды, содержащей большое количество окиси трития. В сахаровской бомбе они находились под давлением. В первой водородной бомбе присутствовал также дейтерий в форме сжатого газа, и очень небольшое количество лития-6 в качестве запала. Это Гинзбург предложил добавить 2% дейтерида лития 6. Испытана она была на Семипалатинском полигоне 12 августа 1953 года. РДС-6с — одноступенчатая, имплозивного типа. Мощность 400 кт; КПД — 15-20 %. Поводом для создания чисто литиевой бомбы послужило предложение дилетанта. В лабораторию пришло на отзыв письмо Олега Александровича Лаврентьева, военнослужащего с Дальнего Востока. Проходя службу в Советской армии в воинской части на Сахалине Лаврентьев занимался самообразованием, пользуясь технической библиотекой и вузовскими учебниками. На денежное довольствие сержанта подписался на журнал «Успехи физических наук». В 1948 году командование части поручило Лаврентьеву подготовить лекцию по ядерной физике. Имея несколько свободных дней на подготовку, он заново переосмыслил проблему. В конце 1949 года Лаврентьев написал короткое письмо Сталину о том, что ему известен секрет водородной бомбы, но то ли письмо затерялось в потоке поздравлений Сталину по поводу его 70-летия вождя, то ли автора сочли очередным чайником, то есть, изобретателем всего и вся, которых в то время развелось великое множество, но реакции на письмо него не было. В начале 1950 года Лаврентьев написал новое письмо, но уже в ЦК ВКП(б). Из Москвы немедленно позвонили в Сахалинский обком партии и предложили создать Лаврентьеву условия для работы. По распоряжению обкома Лаврентьеву выделили отдельную охраняемую комнату в воинской части, где он написал свою первую работу о литиевой бомбе. В выделенной ему охраняемой комнате он написал статьи, отосланные в июле 1950 года в отдел тяжелого машиностроения ЦК секретной почтой. Работа была напечатана в одном экземпляре, а черновик был уничтожен. В 1950 году демобилизованный Лаврентьев приехал в Москву и поступил на физический факультет МГУ. Пока Лаврентьев летел из Южно-Сахалинска в аэропорту ему пришла идея поместить компоненты обычной атомной бомбы в центр, а дейтерид лития по периферии. Когда летом 1950 года на атомный объект пришло присланное из секретариата Берии письмо с предложением молодого моряка Тихоокеанского флота Олега Лаврентьева, все забегали, каск тараканы - Берия не лювил, когда его указания не выполнялись. Через несколько месяцев он был вызван к секретарю Специального комитета № 1 при Совете Министров СССР (Спецкомитета) В. А. Махневу, а спустя несколько дней — в Кремль к председателю спецкомитета по атомному и водородному оружию Л. П. Берии. Для встречи с дарованием Лаврентий Павлович пригласил Иоффе и Сахарова. Махнев В.А. министр измерительного приборостроения, секретарь специального комитета, председателем которого был Берия предложил Лаврентьеву приехать в Kремль. В предбаннике кабинета Берии Махнев познакомил Лаврентьева с Сахаровым и Иоффе. Если верить воспоминаниям, то дело было так. В кабинет первым был вызван Сахаров, а еще через десять - Лаврентьев. Открыв дверь, он попал в слабо освещенную пустую комнату. За следующей дверью находился собственно кабинет Берии. Лаврентий Павлович сидел в своем внушительных размеров кабинете с большим письменным столом и приставленным к нему буквой Т столом для совещаний. из-за которого он поднялся. Когда они вошли Берия встал одним сильным движением. Кресло, елозя по гладкому полу, отъехало назад. Затем Берия грузно (сказывалась хроническая лучевая болезнь) вышел из-за стола, затем пошел навстречу, и наконец, подошел с человеку с пухлыми как бы надутыми щеками, подал руку и предложил сесть. Лаврентий Павлович и. Берия всегда имел привычку вставать при входе в его кабинет любого посетителя, идти навстречу и жать руку, с посетителями он общался только на Вы. Когда дарование вошло, то у Берия сложилось впечатление, что у молоденького круглого похожего на колобок человечка имеются флюсы за обеими щеками. – У вас что, зубы болят?» – спросил Берия, глядя на Лаврентьева – Да, нет, у меня просто щеки такие пухлые – ответил человечек с надутыми щеками. – А кто у Вас родители? – Да, обычные люди, товариш маршал Советского союза, инженеры Берия подвинул стул и снова сел за стол. У него были жилистые руки, крепко державшие стул. –Ну что, товарищ Лаврентьев? Расскажете, как Вам пришла идея переносной водородной бомбы –Ну, как? Все просто. В двухтомнике Некрасова я нашел описание гидридов –Человечек взбодрился. Усталость и растерянность его исчезла, он встал и решительно заходил по кабинету глядя в пол. Потом остановился и стал объяснять дальше. – Оказалось, что можно химически связать дейтерий и литий-6 в твердое стабильное вещество с температурой плавления 700° С. Поэтому дейтерид изотопа лития-6 будет выступать в качестве основного взрывчатого вещества а детонатором может быть урановый заряд. Чтобы инициировать процесс образования трития, нужен мощный импульсный поток нейтронов, который получается при взрыве обычной атомной бомбы. Этот поток дает начало ядерным реакциям и приводит к выделению огромной энергии, необходимой для нагрева вещества до термоядерных температур. Поэтому правильнее такую бомбу называть не водородной, а литиевой». Пока шел разговор с дарованием: Лаврентьев увлеченно рассказывал, Иоффе сидел на стуле, слушал и записывал ценные мысли, которые изрекало дарование. Парнишка говорил толково: "Последовательно перебирая различные варианты, я обнаружил, что цепь с литием-6 и дейтерием замыкалась по нейтронам. Нейтрон, попадая в ядро Лития-6 (Li6), вызывает реакцию: n+Li6 = Не4 (гелий) +Т (тритий) + 4,8МэВ (много энергии). Тритий, взаимодействуя с ядром дейтерия по схеме: Т+Д=Не4+n+4,8МэВ, возвращает нейтрон в среду реагирующих частиц. Дальнейшее уже дело техники". – Так, так… медленно протянул Берия. Некоторое время он молчал. Дарование же с придыханием продолжало свой рассказ: –"Дейтерий является устойчивым изотопом водорода; примерно в одной из каждых 3–4 тысяч молекул обычной воды один из атомов водорода замещен дейтерием.

Этот факт позволяет легко организовать достаточно дешевое получение необходимого количества дейтерия из воды. Значительно более сложным является получение трития, который является нестабильным, вследствие чего его содержание в природе ничтожно. Если же использовать литий-6, то дело резко упрощается. Более того, требуется значительно меньше количество лития и дейтерия, чем для мощного ядерного взрыва. На единицу веса термоядерного взрывчатки получается примерно в 10 миллионов раз больше энергии, чем при сгорании такого же количества органического топлива, и примерно в сто раз больше, чем при расщеплении ядер урана. Главной проблемой является необходимость достижения сверхвысоких температур. расчеты показывают, что термоядерная реакция идет при температуре около 150 млн градусов по Цельсию (для сравнения – температура ядра Солнца 40 млн градусов). Но проблема решаема, если реакцию синтеза зажечь с помощью обычного ядерного взрыва". Лаврентьев в разговоре с Берией указал на то, что литий 6 может реагировать с нейтроном, давая тритий, который в свою очеред реагирует с дейтерием, содержащимся в молекуле дейтерида лития 6. – Понятно, что ничего не понятно - наконец задумчиво произнес Берия – А Вы, товарищ Сахаров, что об этом думаете? Сахаров помялся и, наконец, произнес: "Думаю, что идея перспективная и, наверное, поможет создать новую более мощную бомбу. В отзыве на первое письмо Лаврентьева Сахарова на письмо писал: "В рассматриваемой работе Лаврентьева намечены две идеи: 1) использование ядерных реакций Li7+H1 = 2He4 (2) и Li6 + H2 = 2He4 (1) в условиях теплового взрыва (под действием взрыва атомной бомбы)... и 2) в условиях управляемого медленного теплового горения... По п.1) необходимо отметить, что реакции (1) не являются наиболее подходящими в условиях теплового взрыва, т.к. их эффективное сечение при тех температурах, которые осуществляются в условиях атомного взрыва, слишком малы"... Я считаю необходимым детальное обсуждение проекта тов. Лаврентьева. Независимо от результатов обсуждения необходимо уже сейчас отметить творческую инициативу автора". Когда беседа закончилась, Сахаров с толстощеким дарованием крадучись вышли из кабинета. Он перекинулся несколькими словами с Иоффе и Махневым. Затем Берия вызвал секретаря и попросил подготовить письмо с просьбой о назначении стипендии Лаврентьеву. Затем он быстро написал записку Н.И. Павлову (Николай Иванович Павлов, начальник отдела Главного управления, курировал работы по созданию атомного водородного оружия): «т. Павлов! Я принимал т. Лаврентьева. Судя по всему, он человек весьма способный. Вызовите т. Лаврентьева, выслушайте его и сделайте совместно с т. Кафтановым С.В. (Министр высшего образования СССР) все, чтобы помочь т. Лаврентьеву в учебе и, по возможности, участвовать в работе. Срок 5 дней». Берия сразу схватил суть вопроса и заставил Ландау начать расчеты. То есть, не ученые, а Берия поняли перспективность дейтерида лития-6. Лаврентьев и понимание сути реакции Берией стали катализатором назревшего решения по применению в бомбе дейтерида лития 6. 14 января 1951 года Л.П. Берия направил Б.Л. Ванникову, А.П. Завенягину и И.В. Курчатову письмо, где написал:... мы не должны забыть студента МГУ Лаврентьева, записки и предложения которого ... явились толчком для разработки новой бомбы. 20 января 1951 года Берия наложил резолюцию: «Утвердить! Берия» ... 1. Установить персональную стипендию - 600 руб. 2. Освободить от платы за обучение в МГУ. 3. Прикрепить для индивидуальных занятий квалифицированных преподавателей МГУ... 4. Предоставить О.А.Л. для жилья одну комнату ... 5. Выдать О.А.Л. единовременное пособие 3000 руб. за счет ПГУ». Первоначально использование лития-6 было предложено Гинзбургом. По массе LiD должен составлять в этой слойке около 1—2% от массы урана. Oтчеты и предложения Гинзбурга не повлияли существенно на ход событий. Oт идеи отказались из-за того, что посчитали, что реакция будет маломощной. Работы были свернуты и все было нацелено на тритий и дейтерий. Лаврентьев увидел (да и то не сразу, а после того, как письма ушли в Москву) то, что прошло мимо глаз ученых-профессионалов. Получением дейтерида лития-6 начали серьезно заниматься только в марте 1950. Включение в план работ литиевой бомбы принималось на совершенно другом уровне - уровне Курчатова и ПГУ. Сахаров, ознакомившись с отчетами Гинзбурга 1948-49 года и работами в КБ-11, ничего в своей "Слойке" менять не стал. Курчатов же поддержал Берию и на очередном совещаании окончательно оформил идею. Он рассказывал на очередном совещании: "Термоядерный процесс инициируется мощным импульсным потоком нейтронов, который получается при взрыве обычной атомной бомбы. Этот поток даёт начало ядерной реакции взаимодействия нейтрона с литием-6. Нейтрон, попадая в ядро Li6, вызывает реакцию: нейтрон плюс атом лития 6 получается атом гелия и тритий. Он писал химические формулы на доске, но все прекрасно все воспринимали на слух. Итак, продуктом этой реакции является тритий, он реагирует с рядом находящимся дейтерием давая гелий и нейтрон, который возвращается в цепную реакцию. Трития очень мало в воде. Дейтерия больше. В чистом виде это газы. А тут твердое вещество. Дейтерид лития 6 гораздо меньше по объему. Li6D – твердое стабильное вещество с температурой плавления 700° С. Главной проблемой (и секретом) был способ обогащения изотопа Лития–6. В природном литии содержится 92,5% 7Li и 7,5% 6Li. Первый этап производства лития-6 - восстановление. Гидрид и дейтерид лития мы растворяли в соляной кислоте. Из образовавшегося очищенного хлорида лития электролизом восстанавливался металлический литий, который, в свою очередь, помещали в химический реактор с водородной или дейтериевой атмосферой, где и образовалась новая партия гидрида или дейтерида лития. Для обогащения использовался электрохимический процесс, основанный на большем сродстве лития-6 к ртути. Пробовали также вакуумнаую дистилляция, происходящую при температуре около 550 °C, но не пошло. Стало ясно, что идея витает в воздухе, что скоро на нее могут наткнуться американцы. Было решено резко интенсифицировать работы в этом направлении и все ещё больше засекретить. Берия следил за созданием чисто литиевой бомбы Лаврентьева-Гинзбурга, "лидушки", так ее называл про себя Берия, пока Сахаров пытался добиться успеха со своей “слойкой”. Берия давил на физиков и с начала 1952 года разработки пошли по пути использования дейтерида лития-6. Необходимо было срочно разработать промышленный метод обогащения лития 6. По настоянию Берии для реализации этой идеи в СССР были в 1952 году построены заводы по разделению изотопов лития. 1 ноября 1952 года США провели испытание термоядерного устройства, а 6 января 1953 года президент Трумэн объявил о создании в США водородной бомбы. Устройство общей массой 62 тонны включало в себя криогенную ёмкость со смесью жидких дейтерия и трития и обычный ядерный заряд, расположенный сверху. По центру криогенной ёмкости проходил плутониевый стержень, являвшийся «свечой зажигания» для термоядерной реакции. Оба компонента заряда были помещены в общую оболочку из урана массой 4,5 тонны, заполненную полиэтиленовой пеной, игравшей роль проводника для рентгеновского и гамма-излучения от первичного заряда к вторичному. Это было огромное лабораторное сооружение величиной с двухэтажный дом с жидким дейтерием и тротиловым эквивалентом порядка 10 млн. т. его было трудно транспортировать, то есть, это не было бомбой. У американцев идея литиевой бомбы появилась в конце 1951 года. Есть указания, что в начале 1951 годa эта идея была похищена из СССР. И уже в июне 1951 года Э. Теллер и Ф. Де-Гоффман выпустили отчет, посвященный эффективности применения дейтерида лития-6 в новой схеме сверхбомбы. Американцы похитили также схему обогащения лития 6 из природного лития, разработанную в СССР. На состоявшейся 16-17 июня 1951 года в Принстоне конференции по проблемам сверхбомбы была признана необходимость производства дейтерида лития-6. Однако никакого задела по организации масштабного производства лития-6 тогда в США не было. ... И торопитьса и что-то менять не стали. Испытание литиевой бомбы (из дейтерида лития и атомной поджигающей бомбы) было проведено 22 ноября 1955 года. По результатам этого ипытания Гинзбург был награжден орденом Трудового Красного Знамени. Гинзбург не хотел признавать приоритет Берии в создании литиевой бомбы того, что это идея была на лету схвачена Берией. Уже про Брежневе Гинзбург на прямой вопрос, кто вообще предложил использовать именно дейтерид лития, т.е. твёрдое вещество, а не тяжёлую воду, ответил: «Я не знаю. Что же касается самóй идеи использовать в качестве носителя дейтерия твёрдое вещество — дейтерид лития, а не тяжёлую воду, то в какой-то степени она тривиальна. Почему? Потому что в любом химическом справочнике или даже Большой советской энциклопедии в статье на слово «литий» написано, что гидрид лития используется для безбаллонной транспортировки водорода".