Важным научно-техническим достижением было создание первичного атомного заряда для первого двухстадийного термоядерного заряда РДС-37. При его разработке, помимо обеспечения необходимого уровня энерговыделения, было важно создать оптимальные условия для выхода рентгеновского излучения в объем, занимаемый термоядерным модулем. Другая важная задача была связана с существенным уменьшением вероятности предетонации, то есть возникновения нейтронного инициирования цепной реакции раньше необходимого времени. Этими работами руководил Я.Б. Зельдович.
Существенную роль в развитии принципа радиационной имплозии сыграл Д.А. Франк-Каменецкий, который в конце 1954 г. совместно с А.Д. Сахаровым выпустил отчет, в котором анализировались многие научные аспекты нового принципа и возможности его применения для создания различных типов термоядерных зарядов.
6. НАЧАЛЬНЫЙ ЭТАП РАЗРАБОТКИ РДС-37
ПРОБЛЕМЫ С РАЗРАБОТКОЙ МОЩНОЙ «СЛОЙКИ» РДС-6СД
16 июля 1954 г. состоялось техническое совещание с участием министра МСМ В.А. Малышева, на котором был заслушан доклад руководства КБ-11 о состоянии разработки мощной водородной бомбы РДС-6СД — полномасштабного слоеного термоядерного заряда. На совещании от КБ-11 присутствовали Александров А.С., Харитон Ю.Б., Лаврентьев М.А., Забабахин Е. И., Давиденко В.А., Негин Е. А., Цукерман В. А., Гречишников В. Ф., Попов Н. А., Зысин Ю.А., Бабаев Ю.Н. и др. В ходе совещания в связи с возникшими трудностями достижения необходимого уровня энерговыделения РДС-6СД В.А. Малышев подчеркнул необходимость поиска новых принципов в разработке атомного и водородного оружия, превосходящего принципы РДС-6с.
На совещании было принято решение: «В настоящее время из-за недостатка расчетных данных не представляется возможным окончательный выбор варианта конструкции бомбы РДС-6 мощностью в 2 млн. тонн в габаритах РДС-6с. По имеющимся приближенным расчетам, наиболее эффективен чистополый вариант бомбы СД-1.
КБ-11 вести разработку варианта СД-1 бомбы с сохранением прежних сроков изготовления боевой бомбы РДС-6СД для полигона №2 (ноябрь-декабрь 1954 г.) мощностью в 1 млн. тонн» /7, с. 195/.
В рамках этой темы было рассмотрено и обсуждено 8 вариантов РДС-6СД, но ни один из них не удовлетворял требованиям ТЗ /7, с.201/.
Препроводительная записка М.В. Келдыша к заданию № 1 на расчет прогрева стенки (кожуха) изделия на принципе АО 28 апреля 1954 г.
Товарищу Павлову Н.И. для Харитона /О. Б.
При сем направляю Вам задание № 1 (Прогрев стенки).
Приложение: Упомянутое на 1-м развернутом листе, № с/ч 4594.4
Николай Александрович Дмитриев
(1924-2000),
физик-теоретик, активный участник разработки первых а томных и термоядерных зарядов, один из основоположников современных физико-математических методов расчета ядерных зарядов, лауреат двух Государственных премий, работал в КБ-11 с 1948 г. по 2000 г.
РАДИАЦИОННАЯ ИМПЛОЗИЯ
Одним из принципиальных моментов в заряде на принципе радиационной имплозии является вопрос о взаимодействии рентгеновского излучения, распространяющегося внутри заряда с элементами конструкции, выполненными из тяжелых металлов. В апреле 1954 г. Г.М. Гандельман и Н.А. Дмитриев выпускают ТЗ (первый официальный документ) на расчеты прогрева рентгеновским излучением стенки из тяжелого материала.
В письме А.С. Александрова, Ю.Б. Харитона, К.И. Щёлкина, А.Д. Сахарова, Я.Б. Зельдовича, адресованном В.А. Малышеву 24 июня 1954 г., впервые содержится упоминание о возможности создания водородных бомб на основе атомного обжатия /7, с. 174/: «В результате рассмотрения выявилась принципиальная возможность создания транспортабельных, весьма мощных и исключительно экономичных изделий на основе атомного обжатия с большим содержанием лития-6 <…> Следует подчеркнуть, что по изделиям АО мы в настоящее время не имеем ни окончательной схемы изделия, ни сколько-нибудь точных расчетов».
Подробный план исследований по принципу атомного обжатия содержится в отчете о работе сектора №1 КБ-11 за первое полугодие 1954 г., подписанном А.Д. Сахаровым и Ю.А. Романовым (06.08.1954 г.) /7, с. 230/:
«IV<… > Атомное обжатие.
Теоретические исследования по атомному обжатию проводятся совместно с сотрудниками сектора № 2.
I. Принцип действия
Система атомного обжатия (сокращенно АО) состоит из следующих основных элементов конструкции (см. схему 1).
<…> Применяя атомное обжатие, принципиально возможно сжать десятки и даже сотни кг легкого вещества внутри тяжелой оболочки до плотности, в десятки раз превосходящей его начальную плотность, что позволяет вызвать в легком веществе термоядерный взрыв с высоким коэффициентом использования. <…>
II. Дополнительные конструктивные элементы
Кроме описанных выше основных конструктивных элементов, в конструкцию могут быть введены дополнительные конструктивные элементы, необходимость которых в настоящее время не доказана. Вопрос о введении этих элементов в конструкцию будет решен после проведения расчетов и экспериментов. <…>
III. Ожидаемые характеристики системы
По предварительным оценкам принципиально возможно создание системы АО со следующими ориентировочными характеристиками. Общий вес около 15 тонн. <…> При сгорании легкого вещества на <…> % выделяется энергия, равная 7,5 мегатонн Т.Э. <…>
Создание технически совершенной системы АО в габарите, существенно меньшем 15 тонн, вероятно, является более сложной, но тоже выполнимой задачей. Созданию технически совершенной системы АО в габарите 15 тонн должен предшествовать опыт с более примитивной системой, проверяющий основные физические принципы АО и не требующий для своей подготовки длительной теоретической работы.
Григорий Михайлович Гандельман (1920-1993),
физик-теоретик, активный участник разработки первых атомных и термоядерных зарядов, лауреат двух Государственных премий, работал в КБ- 11 с 1948 г. по 1970 г.
Основные вопросы, связанные с атомным обжатием, находятся в стадии разработки.
1. Выход излучения из атомной <…> излучение выходит очень хорошо <…>.
2. Превращение энергии излучения в энергию, обжимающую основной объект. Предлагается <…>.
Эти принципы выработаны в результате коллективной работы секторов №№ 2 и 1 (Зельдович, Трутнев, Сахаров). Проведен ряд расчетов взаимодействия излучения с кожухом изделия и по прохождению излучения от инициирующего изделия внутри кожуха.
3. Обжатие основного объекта. Проводится ряд расчетов обжатия в разных предположениях о конструкции изделия.
4. Теория КПД атомно-обжатых систем <…>.
5. Инициирование при атомном обжатии <…>».
Восьмого декабря 1954 г. А.Д.Сахаров и Д.А. Франк-Каменецкий выпускают отчет «Атомное обжатие» /7, с. 281/.
