Войти
| RDS-37 | |
|---|---|
| Информация | |
| Страна | Советский Союз |
| Испытательный полигон | Семипалатинский полигон, Казахская ССР |
| Период | ноябрь 1955 г. |
| Количество тестов | 1 |
| Тип теста | Атмосферное испытание |
| Тип устройства | Fusion |
| Макс. выход | Общий выход 1,6 мегатонн в тротиловом эквиваленте (6,7 ПДж) |
| Хронология испытаний | |
| ← RDS-27 RDS-41 → | |
RDS- 37 была первой двухступенчатой водородной бомбой Советского Союза, впервые испытанной 22 ноября 1955 года. Оружие имело номинальную мощность примерно 3 мегатонны. Для живого испытания он был уменьшен до 1,6 мегатонн.
RDS-37 был реакцией на усилия Соединенных Штатов. Ранее Советский Союз использовал многих своих шпионов в США, чтобы помочь им разработать методы и идеи для ядерной бомбы. Создание водородной бомбы потребовало меньшего использования этого метода, хотя некоторые шпионы по-прежнему получали помощь от некоторых шпионов, в первую очередь, Клауса Фукса.
. В 1945 году Советский Союз принял решение о разработке проекта " супер бомба ». Также в 1945 году Энрико Ферми читал лекции в Лос-Аламосе, обсуждая процесс термоядерного синтеза. В конце своей лекции он заявил, что «до сих пор все схемы для инициации супер [являются] довольно расплывчатыми».
Весной 1946 года Эдвард Теллер организовал конференцию оценить всю известную информацию о водородной бомбе. Клаус Фукс посетил ту же конференцию. В том же году Теллер постулировал новую конструкцию водородной бомбы, которую он назвал «Будильник», в которой он предположил, что в ней будет использоваться дейтерид лития-6 вместо чистого дейтерия.
Клаус. Фукс передал Советскому Союзу информацию как о ядерной, так и о водородной бомбе. Эта информация привела к вербовке группы Игоря Тамма, работа которой помогла создать водородную бомбу. Материалы, предоставленные Фуксом в 1948 году, были связаны не только с водородной бомбой, но и с ядерной промышленностью в целом. Он предоставил подробное представление о конструкции бомбы с использованием двухступенчатого блока зажигания.
Эскизы были быстро отправлены Лаврентию Берии, который был назначен ответственным за русскую бомбовую программу Иосифом Сталиным, и отправлены в Игорь Курчатов, Борис Ванников и Юлий Харитон, для проверки и оценки этих проектов. 5 мая 1948 г. Ванников и Курчатов написали ответ, в котором говорилось:
Что касается материала № 713а, то основные представления о роли трития в переносе взрыва от капсюля урана-235 на дейтерий, необходимость тщательного выбора мощности уранового капсюля, а также о роли частиц и фотонов в переносе взрыва на дейтерий являются новыми. Эти материалы ценны тем, что будут полезны т. Д. Зельдовичем в работе над супербомбой, выполняемой в соответствии с планами работ, утвержденными Первым главным управлением. Следует приложить больше усилий к исследованиям в этой области и начать работу над практическим дизайном.
Ванников задумал изучить дейтерий и его эффекты. 5 мая 1948 г. Харитон также прислал ответ, в котором призывал Советский Союз создать конструкторскую группу.
В то время мало кто знал что-либо о конструкции водородной бомбы. Ученые в Соединенных Штатах также не до конца понимали свои собственные разработки. Советский Союз создал группу для работы над водородной бомбой. В августе 1948 года Андрей Сахаров выдвинул идею «слоки», или слоистой корки, которая состояла из чередующихся слоев урана и термоядерного топлива. В начале 1949 года этот слоеный пирог был изменен с использованием дейтерида лития-6 в качестве термоядерного топлива.
В начале 1950 года Клаус Фукс был арестован в Великобритании и не смог продолжить свою шпионскую деятельность в Советском Союзе.
Советским ученым пришла в голову идея увеличить плотность дейтерия. Сахаров и его команда увидели возможность взрыва ядерной бомбы меньшего размера внутри слоеного пирога. Эта идея была успешной, и первая реализация была использована на RDS-6. RDS-6 проложили путь к RDS-37. К 1952 году Советский Союз полностью начал рассматривать двухступенчатую бомбу. Однако в 1954 году замысел был окончательно реализован. До 1954 года считалось, что термоядерное устройство запускается не радиацией, а ударной волной.
1 ноября 1952 года Соединенные Штаты испытали свою первую «водородную бомбу» под кодовым названием Айви Майк. Дизайн был основан на схеме Теллера – Улама. Айви Майк не годное оружие. Он был огромным по размеру - 82 тонны. 12 августа 1953 года Советы испытали свою собственную «водородную бомбу» с испытательным кодом под названием «Джо 4 », который был основан на конструкции слоеного пирога. К этому времени никто не создал «настоящую» водородную бомбу. Все другие тесты давали килотонную мощность.
Весной 1954 года в США была испытана серия из шести ядерных устройств, известная как Operation Castle, причем каждый эксперимент проводился в мегатонном диапазоне. Первым из них был Castle Bravo, который в конечном итоге оказался крупнейшим инициатором в Соединенных Штатах за всю историю.
К весне 1954 года советские ученые начали понимать возможность высвобождения радиации из спускового механизма ядерной бомбы и ее использования для инициирования термоядерной части бомбы. Эта идея параллельна плану Теллера-Улама, использованному в посвящении Майка. Впоследствии они отказались от конструкции с одноступенчатым слоем и трубкой и полностью сосредоточились на проекте двухступенчатой бомбы. В отчете о деятельности теоретического сектора № 1, опубликованном в 1954 г., говорится:
Сжатие атомов изучается теоретически в сотрудничестве с участниками сектора № 2. Основные проблемы, связанные с атомным сжатием, находятся в стадии разработки. Эмиссия радиации от атомной бомбы, используемой для сжатия основного корпуса. Расчеты показывают, что излучение излучается очень сильно. Преобразование лучистой энергии в механическую энергию для сжатия основного тела. Эти принципы были разработаны усилиями секторов №2 и №1.
22 ноября 1955 года русские испытали свою первую настоящую двухступенчатую водородную бомбу мегатонного диапазона - РДС-37. В этом тесте реализована двухступенчатая радиационная имплозия. Это также было первое в мире испытание сбрасываемой с воздуха термоядерной бомбы.
После испытания «Браво» в марте 1954 года советские ученые начали поиск способов создания эффективной термоядерной бомбы большой мощности. После большого количества интенсивных исследований прошлого опыта с этими бомбами была разработана новая двухступенчатая бомба.
Термоядерные заряды РДС-37 основаны на фундаментальных научных концепциях физики высоких плотностей энергии. Принцип радиационной имплозии предполагает три концепции. По словам Илькаева, это: «преобладающая часть энергии взрыва ядерного заряда (первичного модуля) генерируется в виде рентгеновского излучения; энергия рентгеновского излучения передается в термоядерный синтез. модуль; сжатие термоядерного модуля с использованием энергии «доставленного» рентгеновского излучения ». Надежды на лучшее сжатие ядерного материала, которое можно было бы инициировать, обсуждались с начала 1950-х.
Вскоре Яков Борисович Зельдович и Андрей Сахаров Начали работать над этой теорией. «В январе 1954 г. Я. Б. Зельдович и А. Д. Сахаров подробно рассмотрели схему устройства, в которой реализован принцип двухступенчатого ядерного заряда»
Многие с самого начала сомневались, могут ли они добиться успеха.. Вопросы, касающиеся двухступенчатого ядерного заряда, делятся на две категории.
Первый блок вопросов касался ядерного взрыва. Первый модуль, или триггер деления, инициированный «сжатием ядерного материала или делением и слиянием материалов в результате сферического взрыва химических взрывчатых веществ, в котором сферическая симметрия имплозии была продиктована начальной сферически-симметричной детонацией взрывчатого вещества».
Казалось, не было никакого способа, которым «гетерогенная структура, состоящая из первичного источника (или источников) и сжимаемого вторичного модуля» могла «поддерживать сферически-симметричный« ядерный взрыв »».
Ниже приводится доклад Сахарова и Романова от 6 августа, озаглавленный «Атомное сжатие». «Атомное сжатие теоретически исследуется в сотрудничестве с участниками сектора № 2. Основные проблемы, связанные с атомным сжатием, находятся в стадии разработки.
(1) Эмиссия излучения от атомной бомбы, используемой для сжатия основных Расчеты показывают, что для [удаленного] излучение испускается очень сильно...
(2) Преобразование лучистой энергии в механическую энергию для сжатия основного тела. Постулируется [удалено]. Эти принципы были разработанная коллективными усилиями секторов № 2 и № 1 (Я. Б. Зельдович, Ю. А. Трутнев, А. Д. Сахаров)... ».
Эта задача с двумя стадия ядерного заряда порождает еще две проблемы. Во-первых, «что теперь является носителем взрывной энергии первоисточника?». Во-вторых, «как эта энергия передается во вторичный модуль?».
Второй блок вопросов касается вторичного модуля, на который воздействует ядерный взрыв триггера деления. Сначала ученый думал, что энергия ядерного инициирования триггера деления в двухступенчатом заряде будет переноситься потоком продуктов инициирования по мере распространения ударной волны по гетерогенной структуре вторичного модуля. Зельдович и Сахаров «решили выбрать для основного физического элемента вторичного модуля аналог внутреннего элемента заряда РДС-6с, то есть« слоистую »сферическую конфигурацию системы».
Советский Союз смог добиться некоторых достижений, аналогичных Соединенным Штатам, без помощи извне. «Активный материал, вместо того, чтобы быть твердой сферой, как в бомбе Нагасаки, будет изготовлен в виде оболочки с« левитирующей »сферой в центре. Часть дорогостоящего плутония была заменен на менее дорогой уран-235. Левитация увеличила выход энергии и позволила уменьшить размер и вес взрывчатого вещества. Подобные достижения были достигнуты без шпионажа советскими лабораториями ». Первоначальный метод будильника, разработанный Теллером, был оценен Станиславом Уламом, который решил, что это будет сложнее и дороже, чем ожидалось. В это время Соединенные Штаты были сосредоточены на будильнике, а Советский Союз - на методе Слойки. Дилемма будильника длилась до 1951 года, когда Уламу пришла в голову идея сжать термоядерный вторичный элемент гидродинамическим ударом, создаваемым первичной бомбой деления. Теллер согласился с этим методом и даже изменил его, используя давление излучения первичного удара, а не гидродинамический удар.
После того, как Теллер окончательно принял этот метод, вопрос остался. Какое термоядерное топливо будет задействовано. Три основных варианта: дейтерид лития, дейтерированный аммиак и жидкий дейтерий. «У каждого из них были свои преимущества и недостатки, дейтерид лития был бы самым простым материалом для создания, потому что он был твердым при комнатной температуре, но выведение трития внутри бомбы из лития потребовало сложной цепочки термоядерных реакций, в которых участвовал только один из нескольких изотопов лития». Дейтерированный аммиак можно было сохранить в жидкой фазе при умеренном охлаждении или при умеренном давлении, но его физические свойства в тот момент были недостаточно известны. Проблема с жидким дейтерием заключалась в том, что технология передачи и хранения его в больших количествах еще не была разработана. Соединенные Штаты решили выбрать жидкий дейтерий в качестве термоядерного топлива. Это было предпосылкой взрыва бомбы Айви Майк.
Инициирование Айви Майка Соединенными Штатами вызвало ответный удар СССР, и Советы быстро попытались наверстать упущенное. Хотя Советский Союз инициировал их RDS-6 примерно в то же время, RDS-6 был инициирован мощными взрывчатыми веществами, а Ivy Mike был инициирован радиационным методом. Затем Советы отказались от метода слоеного пирога и сосредоточились на методе двухступенчатой бомбы.
Водородная бомба в основном состоит из двух блоков: ядерной бомбы, которая была основным блоком, и вторичного энергетического блока. Первая ступень водородной бомбы напоминала конструкцию слоеного пирога, за исключением того, что основное отличие состоит в том, что инициирование осуществляется ядерным устройством, а не обычным взрывчатым веществом. Эта конструкция была первоначально предложена Энрико Ферми и Эдвардом Теллером в 1941 году. Теллер настаивал на том, чтобы они воспламенили дейтерий каким-нибудь оружием деления. Водородная бомба была проблемой, и она была бы более мощной и разрушительной, чем ядерная бомба. Сама термоядерная ячейка была не очень мощной - около 17,6 МэВ на реакцию, но количество водородного топлива можно было увеличить, чтобы сделать оружие желаемым.
Андрей Сахаров был одним из ведущих теоретиков проекта RDS-37, поскольку он был первым, кто дал количественную оценку теоретической выгоды, которую можно было получить от термоядерного топлива. Сахаров разработал собственный метод сжатия, полностью независимый от конструкции Теллера-Улама. В конструкции атомного сжатия Сахарова использовалось несколько плотно упакованных слоев дейтерий-дейтерия или дейтерий-трития, которые инициировались внутрь, достигая атомного сжатия. Теоретически атомный инициатор будет расположен в центре сферического корпуса, окруженного слоями термоядерного топлива и урана. Вся система должна была быть сжата взрывчаткой, размещенной вокруг многослойной сферы снаружи, и вызвать взрыв и окончательное инициирование атомного инициатора. Эффективность этой конструкции принесла Сахарову некоторый авторитет среди сотрудников в ОКБ 11. Эта конструкция была названа сотрудниками Сахарова «Слойкой », так как она напоминала традиционную российскую многослойную конструкцию. торт, который был плотно скреплен густым кремом. Основная проблема с его идеей заключалась в том, что сечения реакций дейтерий-дейтерий и дейтерий-тритий не были известны, а лишь предполагались. Конструкторское бюро 11 (КБ-11) представило руководителям СССР идею создания бомбы РДС-6, опираясь в основном на теоретические расчеты. В январе 1949 года Андрей Сахаров опубликовал статью, в которой отмечал, что сечения реакций дейтерий-тритий и дейтерий-дейтерий экспериментально не исследовались, и все оценки были предположительными. В марте 1949 года Харитон обратился к Берии с просьбой предоставить Тамму и Компанейцу доступ к разведданным с D – T-сечениями. В этом было отказано, чтобы свести к минимуму доступ к разведывательным материалам, но вместо этого 27 апреля измерения поперечного сечения D – T были отправлены Тамму и Компанейцу без упоминания происхождения. По иронии судьбы похожие данные были опубликованы в выпуске Physical Review от 15 апреля 1949 года. С этой информацией Сахаров и ОКБ 11 успешно реализовали атомное сжатие в испытаниях RDS-6. 24 декабря 1954 года решение о реализации идеи атомного сжатия было одобрено советскими властями в рамках нового проекта под кодовым названием РДС-37. Подготовка испытательного полигона и другие важные испытательные операции вошли в фазу подготовки в начале 1955 года. Для RDS-37 стала известна новая проблема конструкции, сохраняющая симметричное распределение заряда от сферического взрыва. Это привело к разработке канонической системы, в которой как первичный, так и вторичный модули были помещены в один и тот же отсек, чтобы максимизировать направленное рассеяние рентгеновских лучей. Огромное количество энергии от первоначального инициирования атома было передано в форме рентгеновских лучей, которые были направлены таким образом, чтобы обеспечить всю необходимую энергию для инициирования термоядерного заряда. Технические условия на проект бомбы были завершены к 3 февраля 1955 года, но постоянно пересматривались и улучшались до тех пор, пока РДС-37 не был доставлен на полигон в Семипалатинске. Именно в это время КБ-11 обнаружило, что они могут использовать литий-дейтерий в качестве термоядерного топлива для замены дейтерий-тритиевого топлива, решение о выборе которого было принято после публикации испытаний Теллера-Улама.
Несколько факторов повлияли на это. преодолеть ОКБ 11 в реализации идеи атомарного сжатия. Основные проблемы были связаны с огромным количеством радиации, испускаемой при первоначальном взрыве атомной бомбы. Расчетная доходность была достаточно большой, поэтому возникли серьезные опасения, можно ли спроектировать конструкцию для размещения и удержания выбросов энергии. Следующее большое препятствие, которое необходимо было преодолеть, касалось преобразования огромного количества лучистой энергии в механическую энергию, которая будет использоваться для сжатия основного тела. В отчете, написанном Яковом Борисовичем Зельдовичем и Андреем Сахаровым, было заявлено, что новый принцип атомного сжатия, увиденный в РДС-37, был «ярким примером творческой совместной работы». Далее в отчете был отмечен огромный объем проектно-конструкторских, экспериментальных и технологических работ, выполненных под руководством главного конструктора ОКБ 11 Юлия Борисовича Харитона.
Сборка РДС-37 производилась как воздушно-космическая. доставляемая бомба и во время испытаний была сброшена с самолета. На начальном этапе испытаний выход энергии бомбы был снижен из соображений безопасности. Термоядерный элемент дейтерида лития был модифицирован для замены некоторого количества термоядерного топлива пассивным материалом.
RDS-37 был запущен на Семипалатинском полигоне 22 ноября 1955. Несмотря на это снижение урожайности, большая часть его ударной волны была неожиданно сфокусирована обратно вниз на землю, потому что орудие начало действовать под слоем инверсии , в результате чего траншея обрушилась на группу солдат, убив одного. В результате этого также произошло обрушение здания в Курчатове, в 65 км (40 миль), в результате чего погибла молодая девушка. Группа из сорока двух человек в Курчатове также была зарегистрирована как получившая травмы осколками стекла в результате инициирования. Ученый теоретической лаборатории Андрея Сахарова вспомнил посвящение в коллективной книге воспоминаний. Он стал свидетелем испытания RDS-37 со смотровой площадки в тридцати двух километрах (20 милях) от центра инициации. Когда обратный отсчет достиг нуля, первое впечатление, которое он произвел, «было почти невыносимым, как если бы [его голова] была помещена в открытую духовку на несколько секунд». Ударная волна из пыли и обломков, вызванная взрывом, была видна и слышна приближающимся и достигла наблюдательной станции примерно через девяносто секунд после запуска термоядерной установки. Всех зрителей заставляли падать лицом вниз, направив ноги в сторону взрыва, чтобы избежать травм от разлетающихся обломков. После того, как ударная волна прошла, все зрители встали и начали приветствовать их успех, Советский Союз стал первым, кто успешно доставил по воздуху двухступенчатое термоядерное оружие. Измеренный выход энергии при инициировании был эквивалентен 1,6 мегатонн в тротиловом эквиваленте.
После испытаний РДС-37 комиссия отметила три вещи во время встречи 24 ноября 1955 года: «конструкция двигателя. водородная бомба, основанная на новом принципе, успешно испытана; необходимо продолжить детальные исследования процессов, протекающих при взрывах бомб этого типа; дальнейшее развитие водородных бомб должно вестись на основе широкого применения принципы, положенные в основу бомбы РДС-37 ». Успешные испытания РДС-37 позволили приступить к масштабной разработке термоядерного оружия. Заряд РДС-37 стал прототипом для всех следующих двухступенчатых термоядерных устройств в СССР.
Оружие сброшено с воздуха на Семипалатинских испытаниях. Зона, Казахстан, что делает его первым двухступенчатым термоядерным испытанием с воздуха. Это станет крупнейшей инициативой, реализованной на Семипалтинском полигоне. Устройство RDS-6s (Joe-4), инициированное в 1953 году, имело одноступенчатую конструкцию, и его нельзя было масштабировать до диапазона мощности в мегатонны. РДС-37 сбрасывался с бомбардировщика Туполев Ту-16 и наиболее часто использовался в конце 1950-х и 1960-х гг. Через некоторое время Советский Союз почувствовал, что термоядерная бомба мощностью 2,9 мегатонны является избыточной для некоторых миссий, поэтому менее мощные 200-килотонные бомбы РП-30 и РП-32 были готовы для некоторых миссий. Соединенным Штатам потребовалось до 20 мая 1956 года, примерно полгода, чтобы достичь тех же результатов с помощью испытаний ядерного оружия Чероки.
RDS-37 Испытания на Семипалатинке доказали, что Советский Союз снова вступил в гонку вооружений с Соединенными Штатами. Во многом это было связано с тем, что Советский Союз был первой страной, успешно применившей дейтерий лития в качестве термоядерного топлива. Еще одним важным фактором, который необходимо учитывать, была точность, с которой Советы могли предсказать энергетический выход своих бомб. Прогнозы для тестов RDS-6 были точны до 30%, а тесты RDS-37 были точны в пределах 10%, тогда как прогнозы выхода энергии у американских аналогов были неверны в два с половиной раза в Castle. Браво тест. Советский Союз также предоставил готовый к оружию проект РДС-37. Что касается американской стороны гонки вооружений, то испытываемые бомбы взрывались дистанционно. «Это испытание стало кульминацией многолетнего труда, триумфом, открывшим путь к разработке целого ряда устройств с разнообразными высокопроизводительными характеристиками». В отчете о РДС-37, написанном Зельдовичем и Сахаровым, говорилось, что новый принцип атомного сжатия, увиденный в РДС-37, был «ярким примером творческой командной работы». Отчет может похвастаться огромным объемом проектно-ориентированных, экспериментальных и технологических работ, выполненных под руководством главного конструктора ОКБ 11 Харитона.
Успешное создание первого двухступенчатого термоядерного оружия было монументальным моментом в истории человечества. программа Советского Союза по созданию ядерного оружия и помогла определить направление этой программы. Это показало, что разрыв между Соединенными Штатами и Советским Союзом сокращается. Что еще более важно, разрыв в ядерной мощности был ликвидирован. Теперь это была гонка между народами, чтобы усовершенствовать бомбу, сделать ее легче, надежнее и компактнее. Теперь, 22 ноября 1955 года, отмечен день, когда Советский Союз обладал оружием, способным уничтожить любую цель в Соединенных Штатах.
Гонка термоядерного оружия между Соединенными Штатами и Советским Союзом превзошла все ожидания, изложенные ранее. учёные, принявшие участие. Две страны, создающие термоядерное оружие с таким выходом энергии с помощью двух различных методов проектирования, оказались венцом науки 1950-х годов. Конечно, успешная и многообещающая работа как Соединенных Штатов, так и Советского Союза только подтолкнула каждую страну к продвижению к более сильному оружию, поскольку были открыты шлюзы для потенциала термоядерного оружия. Это, конечно, было нормой в то время, учитывая, что холодная война была в самом разгаре. Это было значительным подъёмом морального духа Советского Союза, зная, что советские физики, инженеры, учёные и великие умы могли не только соревноваться с американцами, но и превосходить их в некоторых ключевых областях разработки оружия и технологий.
Программа RDS дала начало гению Андрея Сахарова, который, несомненно, был движущей силой советской программы разработки термоядерного оружия. За время работы в ОКБ №11 Сахаров сформулировал наиболее важные идеи по развитию советских термоядерных проектов. РДС-37 принес Сахарову большой авторитет и престиж среди сотрудников и начальства. После его успеха он получил больше автономии в своих исследованиях и внес значительный вклад в сферу ядерного оружия (и промышленности). Его исследования и теории магнитного удержания плазмы и магнитного термоядерного реактора в конечном итоге привели к появлению больших устройств с электромагнитным импульсом и лазерного синтеза. Многие работы и идеи Сахарова, предложенные во время его работы над проектами RDS, продолжаются и сегодня.
Видео RDS-37 часто путают с видео Царь Бомба, хотя они могут быть очень похожими. На видео RDS-37 инициация перенесена в центр, а на видео Царь-бомбы инициация сдвинута вправо (за исключением видео с грибовидным облаком, которое находится в центре). Кроме того, испытание РДС-37 произошло в Семипалатинском полигоне, и на некоторых видео просматриваются крыши секретного города Курчатов, он же Семипалатинск-16. Царь располагался над южной половиной арктической полярной пустыни острова Новой Земли, где в то время не было подобных населенных пунктов в пределах сотен километров.
