А.Б.Колдобский, МИФИ, г. Москва
Прогремевший 29.08.49 на Семипалатинском полигоне первый советский ядерный взрыв уравнял шансы двух мировых сверхгигантов послевоенного времени, США и СССР, в гонке за решающим превосходством в области военных технологий. Увы, закончиться достигнутым status quo эта гонка не могла.
Во-первых, налицо была стремительно прогрессирующая глобальная поляризация мира, сопровождавшаяся быстрым ростом напряженности международной обстановки в целом, – формировался климат «холодной войны». Сочетание этих факторов резко повышало шансы прямого военного столкновения, что заставляло обе сверхдержавы считать опережающее развитие новейшей военной техники высшим государственным интересом.
Во-вторых, чтобы стать во второй половине 40-х гг. ядерными державами, и США, и СССР потребовалось создать и раскрутить чудовищные по своей инерционности маховики национальных военно-ядерных комплексов. На примере СССР мы уже видели, каких сил и средств это потребовало [1], но еще важнее то, что остановить (или хотя бы затормозить) эти маховики, да еще с учетом указанных выше политических реалий, было невозможно – злобное божество устами своих жрецов (как ни парадоксально, талантливейших ученых, истинных патриотов своих стран) требовало все новых и новых жертв на алтарь создания уже труднопредставимых по своей разрушительной мощи систем оружия. Робкие попытки противостоять этой страшной логике со стороны некоторых американских ученых [2] не имели ни малейшего успеха, как не смогла ни на что повлиять фрондерская позиция некоторых крупных советских физиков (в частности П.Л.Капицы [3, 4]). Еще далеко было до первых демаршей А.Д.Сахарова против сверхмощных ядерных испытаний в атмосфере, не скоро прозвучит и предостережение уходящего в отставку Д.Эйзенхауэра о потенциальной опасности всемогущего военно-промышленного комплекса для национальной безопасности страны. Осознание же бессмысленности накопления избыточного объема вооружений даже и не просматривалось за несколькими десятилетиями страха и взаимной вражды. Тогда, в конце 40-х – начале 50-х, в обстановке ксенофобии и философии «осажденного лагеря» последних лет жизни Сталина в СССР и маккартизма в США, протесты и предостережения были обречены на полное непонимание не только политиков (это понятно), не только ученых из ядерных лабораторий и военных институтов и сотрудников оборонной промышленности (что тоже неудивительно), но и широких слоев населения. Так было в США, так было и в СССР, где в условиях послевоенной разрухи затрачивание все новых миллионов рублей на гонку вооружений вынуждало многих голодать в самом прямом значении этого слова.
Наконец, в-третьих, базовый принцип создания нового оружия, казалось, сам давался в руки. Действительно, даже поверхностное знакомство с ядерной физикой говорило: освободить колоссальную энергию, скрываемую в атомном ядре, можно двумя путями: разделить наиболее тяжелые ядра (имеющегося в природе урана или получаемого искусственно плутония) либо заставить слиться наиболее легкие (изотопы водорода). Первый из этих путей (реакция деления) и был реализован в атомном оружии (впрочем, как мы увидим далее, иначе и быть не могло). Казалось, пришла пора реализации и второго (реакции синтеза), тем более что он обещал великолепные перспективы при решении такой важнейшей для физиков-оружейников задачи, как требуемое военными резкое увеличение мощности ядерных боеприпасов.
Дело в том, что попытки осуществить это увеличение в рамках конструкций ядерных взрывных устройств (ЯВУ) деления натолкнулись на серьезнейшие трудности. В первооснове лежало противоречие между требованием увеличения количества делящегося материала (урана, плутония) в сверхкритическом состоянии, с одной стороны, и обеспечением подкритичности конструкции до момента взрыва, с другой. Каждая новая килотонна проектной мощности заряда, начиная с 70–80 кт, вела к лавинообразно нарастающим техническим трудностям, которые при мощности свыше 100 кт становились непреодолимыми. И хотя несколько позже благодаря реализации новых физических идей и моделей и советским, и американским ученым и инженерам удалось реализовать достаточно компактные конструкции чисто делительных ЯВУ мощностью несколько сот килотонн, было уже ясно, что будущее – за реакциями синтеза.
Ведь материалы на основе легких элементов критической массы не имеют. При наличии соответствующих условий прореагируют и граммы, и килограммы, которые до этого могут содержаться в конструкции в каком угодно количестве, состоянии и взаимной конфигурации. С точки зрения конструктора, это уже немало, но легкие вещества и как собственно ядерная взрывчатка чрезвычайно эффективны. Например, при полном протекании реакции ядерного синтеза в оптимальной по составу смеси тяжелого и сверхтяжелого изотопов водорода (дейтерия и трития) энергии выделяется в 4,2 раза больше, чем при полном делении ядер такой же массы урана-235!
Итак, принцип создания нового, гораздо более мощного оружия был налицо. Дело было «за малым» – на практике обеспечить те самые условия протекания реакций синтеза легких элементов. Но это оказалось невероятно трудно…
Итак, второй этап ядерной гонки стартовал. Все начиналось снова, но в совершенно других условиях. И без осознания существа этих различий невозможно создать версию событий, свободную от очевидных противоречий. А ведь и это непросто – достаточно ознакомиться с острой полемикой в печати не только между американскими и российскими исследователями и очевидцами событий, но и между самими конструкторами советского термоядерного оружия (ТЯО) – В.Б.Адамским и Г.А.Гончаровым, Ю.С.Смирновым и Л.П.Феоктистовым!
Общим было лишь ясное понимание фундаментальных физических основ действия нового оружия – как атомного, так и термоядерного. Они были известны еще с середины 30-х гг. – для поджигания термоядерного горючего, несомненно, требуются огромные температуры и давления. Здесь (и пожалуй, только здесь) можно провести аналогию с созданием атомного оружия, когда тоже был известен главный, фундаментальный физический принцип (цепная реакция ядерного деления) и основная идея его реализации (создание сверхкритического состояния делящегося материала).
Главным, ключевым моментом в создании атомного оружия была наработка необходимого количества делящегося материала. Другими словами, при всей значимости возникавших в этой связи научных проблем (в решении которых, кстати говоря, очень эффективно помогла разведка) основной все же была «работа руками» – постройка и форсированная эксплуатация громадных рудников и циклопических комбинатов (подобных заводам-817, -813 и -418). Наиболее же наукоемкая часть работ (конструирование ЯВУ) была несравненно меньше. Как мы помним, к моменту получения первого плутония на комбинате-817 все конструкторские работы в КБ-11 были завершены (и не в одном варианте), так что между этим моментом и первым атомным испытанием не прошло и месяца. Так же, в общем, обстояло дело и у американцев. Добавим сюда большой «удельный вес» организационной стороны дела – создание структуры Манхэттенского проекта в США и системы Специального Комитета (СК) и Первого Главного Управления (ПГУ) в СССР [1].
На этапе же широкого развертывания работ по созданию ТЯО урановые рудники, исследовательские лаборатории, атомные заводы и комбинаты в основном были уже построены, организационные структуры интенсивно работали (мало того, их наличие само по себе во многом подстегивало ядерную гонку). Вопросы наработки новых материалов, необходимых именно для ТЯО (например трития и дейтерида лития-6), разумеется, вставали, однако их относительная значимость была неизмеримо ниже. Главное было в другом: в поиске физических и технических путей реализации условий для протекания взрывной реакции синтеза. Другими словами, если создание атомного оружия было все же в основном проблемой организационной и инженерно-технической, то борьба за обладание ТЯО была «битвой мозгов», заочной схваткой интеллектуальных потенциалов двух сверхдержав.
Существовало и другое важное различие. Основными научными направлениями при разработке атомного оружия являлись нейтронная физика и газодинамика (гидродинамика сжимаемой жидкости) [5]. К середине 40-х гг. это были вполне сложившиеся направления физики с теоретическим, экспериментальным и методическим обеспечением. Создание же ТЯО потребовало появления совершенно новых физических дисциплин – физики высокотемпературной плазмы, сверхвысоких плотностей энергии, аномальных давлений и т.д. Эти процессы в природе происходят только в недрах звезд, и исследовать их можно лишь с помощью теории и математического моделирования. Далеко не случайна огромная роль в разработке ТЯО принадлежит не только физикам-теоретикам – Тамму и Теллеру, Сахарову и Бете, – но и математикам – Уламу и Тихонову, Эверетту и Самарскому, и многим другим.
На старте: первые идеи и подходы. Тупики собственные и украденные (1946 – 1952)
В США идея об инициировании термоядерных реакций в среде из дейтерия с помощью активно разрабатываемого тогда ЯВУ деления впервые возникла, вероятно, в 1941 г., в ходе бесед Э.Ферми и Э.Теллера. Еще в 1942 г. Э.Теллер впервые выдвинул общую концепцию устройства, получившего название «классический супер». Относительно целостный вид она приобрела к концу 1945 г. [6]. Речь шла о возбуждении с помощью атомной бомбы на основе 235U ядерной детонации в длинном цилиндре с жидким дейтерием, снабженном промежуточной «запальной» камерой с дейтериево-тритиевой смесью, т.к. сечение реакции синтеза дейтерия с тритием почти в 100 раз больше, чем ядер дейтерия между собой. Образно говоря, тритий должен был сыграть роль стакана бензина, выплеснутого в большой костер, чтобы разжечь его одной спичкой.
В 1946 г. было предложено использовать в качестве главной физической субстанции излучение первичного уранового заряда, для чего дейтериево-тритиевую смесь требовалось вынести за его пределы и окружить объем ее локализации непрозрачным для излучения кожухом. Именно так родился основополагающий принцип действия современного ТЯО – радиационная имплозия.
Однако это предложение значительно опередило время. Тогда расчетно-теоретические методы исследования сложнейших процессов, происходящих в устройстве такого рода (в первую очередь, математическое моделирование), отсутствовали, а без них было невозможно и его практическое воплощение. Речь идет именно о методах, а не об аппаратурных средствах, какими являлись первые компьютеры (типа ЭНИАК Д. фон Неймана). Хорошо известно, что отставание от США в области ЭВМ советские ученые компенсировали разработками изощренных вычислительных методов, позволявших проводить сложнейшие расчеты на весьма примитивной аппаратуре (например, на электромеханических арифмометрах «Мерседес» [7]). Вот где и как сказались огромные возможности русской и советской математической школы!
Остается назвать лишь авторов этой великолепной догадки, оформленной совместной приоритетной заявкой от 28.05.46 [6]. Это известный математик, физик и кибернетик Д. фон Нейман и… Клаус Фукс! Да-да, именно тот К.Фукс, самый значимый источник важнейшей разведывательной информации! Он был привлечен к работам по «классическому суперу», вероятно, в конце 1944 г. и знал о нем очень многое. Естественно, что с начала 1945 г. информация начала поступать в СССР. Уже в марте 1945 г. было получено сообщение о Э.Теллере как о руководителе работ по созданию «сверхбомбы» со взрывным эквивалентом до 1 млн т тринитротолуола (ТНТ). Затем поступили и сообщения физико-технического характера. Больших надежд на практическую реализуемость этих проектов не возлагалось, но подчеркивалось, что «водородной бомбой» следует заниматься по крайней мере до тех пор, пока не будет доказана ее неосуществимость [8].
Впрочем, до августа 1945 г. эти данные каких-либо заметных последствий не имели. Чтобы это случилось, потребовались Хиросима и Нагасаки. С начала осени 1945 г. отношение к донесениям Фукса приобрели совершенно иной характер: руководство СК и ПГУ прекрасно знало, что Фукс – первоклассный физик, способный выполнить первичную смысловую фильтрацию поступающего материала.
Любопытно, что в истории создания советского ТЯО был эпизод, вызывающий некоторые аналогии с письмом Г.Н.Флерова Сталину. 22.09.45 И.В.Курчатов получил докладную записку от физика-теоретика старшего поколения Я.И.Френкеля, где обращалось внимание на перспективность использования атомного боеприпаса для «проведения синтетических реакций (например, образования гелия из водорода) которые… могли бы еще более повысить энергию, освобождаемую при взрыве основного вещества, – уран, свинец [! – А.К.], висмут [! – А.К.]» [6]. Я.И.Френкель, без сомнения, не имел доступа к разведданным по атомной проблеме, и наивность упоминания свинца и висмута лишний раз это доказывает. Тем не менее его высокая профессиональная квалификация (подтвержденная пионерскими работами по физике деления) сомнений не вызывала.
Скорее всего и механизм принятия решений о развертывании работ по ТЯО был до некоторой степени прежним – имея в виду все, не принимать ничего на веру и сообразовываться с возможностями, обстоятельствами и здравым смыслом. Величайшая заслуга руководства СК и ПГУ (в первую очередь И.В.Курчатова) в том, что оно не позволило проблеме ТЯО утонуть в болоте неисчислимых текущих дел, связанных с разработкой атомного оружия. Впрочем, объективная ограниченность сил и средств (кадровый дефицит в первую очередь) в 1945–1947 гг. свой отпечаток на развитие работ по ТЯО все же отложила.
17.12.45 на заседании технического совета СК было заслушано подготовленное по поручению И.В.Курчатова сообщение И.И.Гуревича, Я.Б.Зельдовича, И.Я.Померанчука и Ю.Б.Харитона «Использование ядерной энергии легких элементов» [9]. В нем в чисто теоретическом аспекте была рассмотрена возможность возбуждения ядерной детонации в длинном цилиндре с дейтерием. Трудно сказать, был ли как минимум один из авторов, Ю.Б.Харитон, ознакомлен с информацией К.Фукса по «суперу» (И.И.Гуревич, в частности, это категорически отрицал [10]), но в любом случае речь, несомненно, идет о первом целенаправленном шаге советских ученых [7].
Других шагов, однако, не последовало в течение почти двух лет, и работы в области термоядерных исследований почти остановились. Лишь в Институте химфизики в Москве А.С.Компанеец и С.П.Дьяков под руководством Я.Б.Зельдовича продолжали теоретическое исследование проблемы неравновесного ядерного горения дейтерия. Нельзя исключить, что одной из причин такого «забвения» (за которым, несомненно, стояла общая научно-техническая политика руководства СК и ПГУ) были встречи советского физика (а «по совместительству» и разведчика) Я.П.Терлецкого в Копенгагене 14 и 16 ноября 1945 г. с Н.Бором. На вопрос о «сверхбомбе» (именно в такой формулировке, утвержденной Л.П.Берия [6]) Бор ответил весьма скептически: «Что такое сверхбомба? Это – или бомба большего веса, чем уже изобретенная, или бомба… из какого-то нового вещества… Первое возможно, но бессмысленно, т.к. разрушительная сила <...> и так очень велика, а второе, я думаю, нереально» [курсив мой. – А.К.]. Такой ответ вполне мог способствовать решению максимально сосредоточить интеллектуальные и материальные ресурсы СССР только на создании бомбы деления.
С ретроспективной точки зрения совершенно очевидно, что постепенное, эволюционное развитие работ по ТЯО в СССР в эти годы было нереальным. Требовалось какое-то событие, которое смогло бы придать им столь же мощный импульс, как Хиросима и Нагасаки, – работам по атомному оружию. И таким событием, вероятно, стала информация, полученная советским разведчиком А.С.Феклисовым от Фукса в Лондоне 13.03.48.
Это была уже вторая их встреча. Первая произошла еще 28.09.47, вскоре после возвращения Фукса из США в Англию, но каких-либо значимых последствий она не имела. Почему – сказать трудно; возможно, сыграла роль излишняя формализация запроса (Фукс отвечал на десять вопросов Феклисова). Зато 13.03.48 в руки советской разведки попал, по существу, весь проект «классический супер» по состоянию примерно на начало 1947 г., включая значения сечений реакции взаимодействия ядер дейтерия и трития, общую конструкцию бомбы на принципе радиационной имплозии и устройство блока зажигания. Но в этих документах, как и в более ранних, отсутствовало основополагающее теоретическое доказательство принципиальной возможности неравновесного (взрывного) горения в цилиндре с дейтерием, такая возможность лишь постулировалась [6].
Однако на это обстоятельство (впоследствии, как мы увидим, ставшее роковым для судьбы «классического супера») внимания никто не обратил. Впрочем, может быть, тогда это и не было главным. Зато для членов высшего политического руководства страны (20.04.48 руководство МГБ СССР направило русский перевод материалов Фукса И.В.Сталину, В.М.Молотову и Л.П.Берия) стало совершенно ясным другое, существенно более важное: в США полным ходом идет разработка нового сверхмощного оружия, возникла реальная опасность отставания, которое может стать гибельным для страны, необходимо в кратчайший срок принимать ответные меры.
23.04.48 Л.П.Берия направляет материалы Фукса начальнику ПГУ Б.Л.Ванникову, а также И.В.Курчатову и Ю.Б.Харитону для подготовки необходимых предложений. Эти предложения и были положены в основу подписанного И.В.Сталиным 10.06.48 постановления СМ СССР «О дополнении плана работ КБ-11», которое обязывало создать в КБ-11 специальную группу по созданию водородной бомбы (РДС-6). Другим постановлением СМ СССР от того же дня определялись важнейшие организационные меры. В частности, оно обязывало Физический институт АН СССР (директор – академик С.И.Вавилов), славившийся блестящей школой исследований неравновесных процессов, «организовать исследовательские работы по разработке теории горения дейтерия по заданиям Лаборатории № 2 (Ю.Б.Харитон, Я.Б.Зельдович), для чего в двухдневный срок создать <…> специальную исследовательскую группу под руководством члена-корреспондента АН СССР И.Е.Тамма…» [6]. Интересно, что этим же постановлением были улучшены жилищные условия ряда участников работ, в частности, была предоставлена комната А.Д.Сахарову, молодому сотруднику группы И.Е.Тамма. (Вот так начинал работу над водородной бомбой ее будущий создатель!) В тот же день материалы Фукса были направлены для ознакомления Я.Б.Зельдовичу. Он и возглавил работы по изучению ядерной детонации дейтерия. В Москве же, помимо группы И.Е.Тамма (С.Э.Беленький, А.Д.Сахаров, впоследствии еще В.Л.Гинзбург и Ю.А.Романов), в работах участвовали А.С.Компанеец и С.П.Дьяков. Доступа к разведывательной информации никто из них не имел. Этот день, 10.06.48, стал днем рождения первого конкретного советского термоядерного проекта – «трубы», как он был вскоре окрещен из-за предполагаемой геометрической формы будущей бомбы.
Итак, началось… Формулировки типа «двухдневные сроки», «улучшение жилищных условий» и «строжайшая персональная ответственность», столь характерные для «ранней атомной истории» СССР, означали в совокупности только одно: проект получил высший государственный приоритет, он должен быть выполнен любой ценой и в кратчайший срок. Что же до затрат (а если нужно, то и человеческих жизней – в ведомстве Л.П.Берия на это привыкли смотреть спокойно), то их предполагалось считать потом, если считать вообще.
Природа, однако, иногда оказывается сильнее постановлений и угроз. Проклятое доказательство возможности детонации дейтерия в «трубе» было недостижимо – решение ускользало от теоретиков, а без этого о начале проектно-конструкторских работ не могло быть и речи, поскольку были неясны даже ориентировочные параметры устройства. Существо этих затруднений заключалась в следующем. Для любой детонации (химической или ядерной) существует некоторый минимальный радиус детонационного шнура, ниже которого требуемый взрывной режим не осуществляется – вещество разлетается раньше, чем успевает сгореть. Но вследствие некоторых особенностей взаимодействия излучения с веществом (наличия так называемого обратного комптон-эффекта, на значимость которого впервые указал Э.Ферми) для высокотемпературной ядерной плазмы существует не только нижний, но и верхний предельный радиус. Вся трудность была в том, что теоретические значения нижнего (разлетного) и верхнего (радиационного) радиусов оказались очень близкими. А если учесть, что чрезвычайная сложность формального описания процессов в «трубе» не позволяла обойтись без физических допущений, то вопрос о существовании «щели» допустимых решений между этими радиусами оставался неясным в принципе; даже сейчас неизвестно, имеет ли эта задача решение в такой постановке [11].
Тем не менее мучения с «трубой» в группе Я.Б.Зельдовича продолжались еще довольно долго. Забегая вперед, скажем, что только в начале 1954 г. знаменитое совещание в Минсредмаше (с участием И.В.Курчатова, И.Е.Тамма, А.Д.Сахарова, Я.Б.Зельдовича и Л.Д.Ландау), сменившем ПГУ в качестве штаба советской атомной науки и индустрии, признало полную бесперспективность работ по «трубе». По образному выражению Ю.Б.Харитона и В.Б.Адамского это были «похороны трубы по первому разряду» [5].
Ничего не получалось и в Лос-Аламосе у Э.Теллера с прототипом «трубы» – «супером». Да и получиться не могло – законы физики одинаковы и в СССР, и в США. Однако осознание концептуального тупика, в котором оказалась проблема, пришло к Э.Теллеру «при отягчающих обстоятельствах». 27.01.50 в Лондоне арестованный накануне К.Фукс подписал признание о своей многолетней разведывательной деятельности в пользу СССР. А спустя всего 4 дня (31.01.50) президент США Г.Трумэн направил комиссии по атомной энергии США директиву о возобновлении работ по созданию сверхбомбы. Конечно, эти 4 дня – почти наверняка совпадение; скорее, это была несколько запоздалая реакция американского руководства на первое советское ядерное испытание (26.08.49). Однако не исключено, что именно провал Фукса стал причиной новой директивы Трумэна, появившейся через полтора месяца и поставившей разработку ТЯО в число высших государственных приоритетов США. Э.Теллер: «…ирония истории <...> – человек, передавший наши атомные секреты Советскому Союзу, оказал такое сильнейшее влияние на <…> продолжение работ по созданию водородной бомбы» [12].
Вскоре коллеги Теллера - математик Станислав Улам и его помощник Корнелий Эверетт - убедительно показали, что взрывное протекание синтеза дейтерия в объеме «супера» вряд ли возможно, более того, для первоначального зажигания термоядерного горючего потребовалось бы такое количество трития, что для его наработки из лития в промышленных реакторах США пришлось бы практически заморозить производство оружейного плутония для набиравшего темпы производства ЯВУ деления. Так подтвердились предположения Генерального консультативного комитета при КАЭ США, члены которого еще в конце 1949 г. единодушно возражали против разработки водородной бомбы, в том числе и на этом основании [6]. Впрочем, действительность оказалась еще хуже… «К концу 1950 г. Теллер был в отчаянии, потеряв надежду на создание работоспособной конструкции водородной бомбы. Главнейшая программа создания нового оружия США была принята на недостаточно продуманной научной основе» [12].
Заодно стало ясно, что «секреты водородной бомбы», попавшие через Фукса к Курчатову, были, по словам Бете, «не просто бесполезными, а гораздо хуже… [если бы советские специалисты действительно воспользовались информацией, содержащейся в донесениях Фукса, то... – А.К.], нам остается лишь радоваться, ибо это означает, что им приходится разоряться ради проекта никчемного в военном отношении» [12]. Те воспользовались, и действительно поистратились немало: «труба» понапрасну «съела» почти 6 лет работы квалифицированнейшей научной «сборной». Впервые за время работ по советскому атомному проекту разведка способствовала заведению важнейшей научно-технической проблемы в глубокий концептуальный тупик. Это следует понимать, когда в средствах массовой информации заходит, применительно и к разработке ТЯО, очередной разговор о «могуществе советской разведки» и «бессилии советской науки».
И все же роль разведки в истории создания советского ТЯО недооценивать нельзя – она огромна, и ее главным достижением, как мы видели, было инициирование масштабных работ по водородной бомбе в СССР. А кроме того… когда какая-либо объемная научно-техническая проблема начинает решаться с нуля (да еще, как в нашем случае, при отсутствии полной уверенности в принципиальной достижимости требуемого результата), неудача развития некоторой концепции во многом компенсируется методическими наработками, позволяющими успешно решать сходные задачи в рамках уже других концепций, и становлению эффективно действующих научных коллективов со своей научной и организационной иерархией и разделением труда. А если это так, то другие, перспективные, концепции приходят обязательно.
И они появились уже к концу 1948 г. С этого момента советские и американские усилия по созданию ТЯО расходятся, чтобы снова встретиться к концу казавшегося бесконечно далеким 1955 г.
«Слойка» (1948 – 1954 гг.)
В конце августа 1946 г. Э.Теллер выпустил отчет, в котором предложил новую, альтернативную «классическому суперу», схему термоядерной бомбы, которую он назвал «будильник». Предложенная им конструкция состояла из чередующихся сферических слоев делящихся материалов и термоядерного горючего (дейтерий, тритий и, возможно, их химические соединения). Эта система обладала целым рядом потенциальных преимуществ. Быстрые нейтроны, рожденные при реакциях в слоях термоядерного горючего, должны были вызвать деления в соседних слоях делящихся материалов, что должно было приводить к заметному увеличению энерговыделения. В результате ионизационного сжатия термоядерного горючего в процессе взрыва должна была сильно увеличиться его плотность и резко возрасти скорость термоядерных реакций. Необходимость неравновесного режима термоядерного горения отсутствовала, но требовался атомный инициатор большой мощности. Эти требования были тем более значительными, что от «будильника» как целевой альтернативы «классического супера» нужно было получить сходную (мегатонную) мощность. В сентябре 1947 г. Э.Теллер предложил использовать новое термоядерное горючее – дейтерид лития-6 (6LiD). Это должно было привести к значительному увеличению наработки трития в процессе взрыва и тем самым заметно увеличить эффективность термоядерного горения. Однако и проект «будильника» уже не казался многообещающим и перспективным, в первую очередь из-за почти непреодолимых тогда проблем инициирования [6].
Трудно сказать, знал ли об этих идеях Теллера А.Д.Сахаров, когда в сентябре–октябре 1948 г. он, анализируя альтернативные (по отношению к «трубе») схемы водородной бомбы, пришел к физически аналогичной схеме. Скорее всего не знал. Тогда он, рядовой сотрудник группы Я.Б.Зельдовича, не имел доступа к материалам разведки, а как должны были (и умели) держать язык за зубами те, кто его имел, мы хорошо знаем [1]. Во всяком случае, исследователи истории советского термоядерного проекта единодушно отмечают концептуальную независимость сахаровских разработок. Да и сам Андрей Дмитриевич, органически неспособный ко лжи (ни тогда, ни позже), свое авторство по обсуждаемой разработке подчеркивал вполне определенно. Остается в очередной раз удивляться тому, насколько сходны пути решения сложнейших проблем одинакового целевого назначения в разных странах, даже в условиях глубокой секретности. Любопытно, что упомянутое выше явление ионизационного сжатия термоядерного горючего, являющееся физической основой действия этого устройства, до сих пор среди российских атомщиков известно как «сахаризация».
16.11.48 И.Е.Тамм официально обратился с письмом к С.И.Вавилову, где сообщил о «принципиальной возможности достижения ядерной детонации дейтерия в специальном устройстве, сочетающем дейтерий (или тяжелую воду) с природным ураном-238» [курсив мой. – А.К.] [6]. Более своевременной идеи тогда предложить было нельзя. Вспомним о колоссальных трудностях, которые испытывала в те дни молодая советская атомная промышленность с наработкой ядерного горючего для первой советской атомной бомбы, было ясно, что даже в случае ее удачного испытания именно производство оружейного 235U и/или 239Pu явится лимитирующим фактором развертывания советского ядерного потенциала, во всяком случае, в течение обозримого времени. А тут появляется возможность использования в качестве эффективного ядерного материала дешевый 238U, при производстве оружейного урана вообще рассматриваемый как производственные отходы!
Существо дела заключается в следующем. В обычной атомной бомбе 238U не только бесполезен (вторичными нейтронами он практически не делится), но и вреден, поскольку в других ядерных реакциях, конкурирующих с делением, жадно «выедает» эти нейтроны, столь нужные для развития цепного процесса. Именно поэтому для атомной бомбы требуется уран высокого (свыше 90%) обогащения. Однако ситуация кардинально меняется, когда на слой 238U обрушиваются нейтроны термоядерного синтеза, в среднем почти в 10 раз более энергетичные, чем нейтроны деления; 238U при этом делится прекрасно, стоимость же получения каждой килотонны мощности многократно уменьшается. Очень заманчиво!
Впрочем, не исключено, что эти соображения стали играть роль позже, а тогда новая конструкция, названная «слойкой», рассматривалась лишь в своем первоначальном значении – как перспективная схема бомбы синтеза. Как бы то ни было, 20.01.49 А.Д.Сахаров сдал первый отчет по «слойке», а 03.03.49 В.Л.Гинзбург в своем отчете предложил новый материал – 6LiD, – идеально подходивший в качестве термоядерного горючего. (Интересно, что сначала В.Л.Гинзбург хотел лишь усилить «сахаризацию» за счет реакции захвата нейтронов 6Li. Лишь после ознакомления с новыми данными по сечениям реакций синтеза в журнале «Physical Review» от 15.04.49 стало ясно, что главная ценность 6LiD совсем в другом.)
Как уже указывалось, из-за существенно более высокого сечения взаимодействия ядер дейтерий-тритиевая смесь поджигается гораздо легче, чем чистый дейтерий (для чего Э.Теллер и предполагал использовать ее в качестве основы инициирующего устройства «супера»). Но ценой такого использования явилось бы фактическое прекращение наработки оружейного плутония, на что в США никто не пошел бы. Тем более не реалистично было бы ориентироваться на быстрое освоение промышленного производства трития в СССР, где и плутония-то к описываемому времени даже на одну бомбу не успели наработать. Помимо этого, тритий очень нетехнологичен (все-таки при нормальных условиях это газ) и радиоактивен: с периодом полураспада 12,4 года он превращается в стабильный гелий-3, один из самых «вредоносных» нуклидов, интенсивно «пожирающий» драгоценные нейтроны безо всякой пользы. Это ограничивает срок функциональной пригодности боеприпаса несколькими месяцами. Конечно, эти трудности в принципе преодолимы (что история впоследствии и доказала), но вот какой ценой и за какое время…
Всех указанных недостатков лишен 6LiD – легкое кристаллическое вещество белого цвета, – радионуклидов не содержит и, главное, жадно захватывает нейтроны деления, превращаясь при этом в… тритий, а дейтерий уже наготове! И тут вступает в игру основное достоинство «слойки». При правильно выбранных параметрах конструкции в ней вследствие «сахаризации» и ударной волны от взрыва инициатора достигается огромное сжатие термоядерного горючего. Вот чего не хватало «суперу» и «трубе», вот когда открывается прямая дорога к водородной бомбе! Советские ядерщики встали на этот путь через «слойку». О том, как прошли его Э.Теллер и его коллеги, ниже.
11.04.49 С.И.Вавилов официально информировал о «слойке» Л.П.Берия. 08.05.49 Ю.Б.Харитон направил Б.Л.Ванникову заключение КБ-11 по «слойке», горячо поддержав этот проект: «Основная идея предложения чрезвычайно остроумна и физически наглядна» [6]. 29.08.49 прошло успешное испытание первой ядерной бомбы РДС-1 – важнейшее событие для термоядерного проекта, поскольку оно позволило переориентировать значительную часть научного потенциала и производственных мощностей системы ПГУ. А масла в огонь, по классическим канонам гонки вооружений, резко добавила уже упомянутая директива Трумэна от 31.01.50. Уже на четвертый день после нее на заседании СК был рассмотрен вопрос «О мероприятиях по обеспечению разработки РДС-6». В соответствии с решением СК от 26.02.50 было принято постановление СМ СССР, обязывавшее ПГУ, Лабораторию № 2 АН СССР и КБ-11 организовать расчетно-теоретические, экспериментальные и конструкторские работы по созданию изделий РДС-6с («слойка») и РДС-6т («труба»). В первую очередь должно было быть создано изделие РДС-6с весом до 5 т с тротиловым эквивалентом 1 Мт. Постановление предусматривало использование трития не только в конструкции РДС-6т, но и в конструкции РДС-6с. Был установлен срок изготовления первого экземпляра изделия РДС-6с – 1954 г. Научным руководителем работ по созданию обоих изделий был назначен Ю.Б.Харитон, его заместителями – И.Е.Тамм и Я.Б.Зельдович. В частности, к 1 мая 1952 г. следовало изготовить модель изделия РДС-6с с малым количеством трития и провести в июне ее полигонное испытание, а к октябрю предоставить предложения по конструкции полномасштабного изделия. Постановление предписывало создать в КБ-11 расчетно-теоретическую группу для работ по РДС-6с под руководством И.Е.Тамма (позже, в марте 1950 г., туда вошли А.Д.Сахаров и Ю.А.Романов).
В тот же день, 26.02.50, было принято постановление СМ СССР «Об организации производства трития», а потом другие постановления о строительстве специализированного тяжеловодного реактора по наработке трития и об организации производства 6LiD [6]. Последующие события показали, насколько дальновидным было это последнее решение. Тем не менее довольно скоро стало ясно, что заданные сроки нереальны. Не последнюю роль в затягивании работ сыграло продолжение исследований по «трубе», хотя их бесперспективность начала выявляться вполне отчетливо. Как бы то ни было, постановлением СМ СССР от 29.12.51. директивный срок испытания РДС-6с был перенесен на март 1953 г. при продолжении работ также и по РДС-6т (последние были практически свернуты к концу 1952 г.). Это было прямым следствием реакции высшего политического руководства СССР на первое в мире испытание термоядерного взрывного устройства «Майк», проведенного США на атолле Элугелаб в Тихом океане 01.11.52. Уже 02.12.52 Л.П.Берия обратился к руководителям ПГУ и И.В.Курчатову с запиской, в которой, в частности, говорилось: «И.В.Курчатову. Решение задачи создания РДС-6с имеет первостепенное значение. Судя по некоторым дошедшим до нас данным, в США проводились опыты, связанные с этим типом изделий [курсив мой. – А.К.]. При выезде с А.П.Завенягиным в КБ-11 передайте Ю.Б.Харитону, К.И.Щелкину, Н.Л.Духову, И.Е.Тамму, А.Д.Сахарову, Я.Б.Зельдовичу, Е.И.Забабахину и Н.Н.Боголюбову, что надо приложить все усилия к тому, чтобы обеспечить успешное завершение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, связанных с РДС-6с. Передайте это также Л.Д.Ландау и А.Н.Тихонову» [6].
Указанная записка весьма любопытна. Она свидетельствует о том, что «Майк» ассоциировался у Берия не с принципиально новой конструкцией термоядерного взрывного устройства (а он, как мы увидим далее, именно таковым и являлся), а с конструкцией типа «слойки» (а может быть, и «трубы»). И добро бы только Берия ошибался на этот счет (в конце концов он был великолепным организатором и первоклассным палачом, но не физиком), но заблуждалась и «конечная инстанция» – теоретики КБ-11. Л.П.Феоктистов, будущий член-корреспондент АН СССР и конструктор первого советского серийного образца ТЯО, а тогда молодой сотрудник группы Я.Б.Зельдовича, вспоминает: «В 1953 г. мы <…> были уверены, что <…> «слойкой» мы не только догоняем, но даже перегоняем Америку. <…> Конечно, мы уже тогда слышали об испытании «Майк», но <…&
Однако истина прояснится позже. А тогда, в 1953 г., на «слойку» были брошены все имеющиеся силы (что также хорошо видно из записки Л.П.Берия), она становилась «национальной гордостью». На бешеный темп работ не повлияла ни смерть И.В.Сталина (05.03.53), ни арест самого Берия (04.07.53); работы по созданию новых образцов ядерного оружия сохранили высшую приоритетность и у нового политического руководства страны.
15.06.53 И.Е.Тамм, А.Д.Сахаров и Я.Б.Зельдович подписали заключительный отчет по разработке РДС-6с. Для повышения мощности бомбы (что было в высшей степени важно как в военно-техническом, так и в политическом смысле) на последнем этапе конструирования изделия было предусмотрено использование некоторого количества трития (хотя, как указывалось выше, можно было обойтись и 6LiD). С учетом этого проектное энерговыделение было оценено значением 300 ± 100 кт. Важно подчеркнуть, что это была бомба, пригодная именно для боевого использования (а не громоздкое стационарное устройство, как «Майк»). 12.08.53 она была успешно испытана на башне Семипалатинского полигона. Четвертое по счету советское ядерное испытание стало выдающимся достижением советской оборонной науки и техники, и слова И.В.Курчатова, обращенные с глубоким поклоном к А.Д.Сахарову: «Тебе, спасителю России, спасибо!» – были отнюдь не пустой фразой.
Мощность бомбы РДС-6с составила 400 кт, что не шло ни в какое сравнение с десятками килотонн ЯВУ деления первого поколения. Она была первым в мире доставляемым термоядерным боеприпасом (ТЯБП); «Майк», в котором в качестве термоядерного горючего использовался жидкий дейтерий при температуре, близкой к абсолютному нулю, действительно представлял из себя громоздкое устройство размером с двухэтажный дом и массой около 65 т [5]. И иных технологических альтернатив у Теллера и Улама в то время не было, поскольку промышленное получение и трития, и 6LiD было налажено в США лишь спустя некоторое время. «Слойка» была первым в мире термоядерным взрывным устройством, в конструкции которого использовался 6LiD высокого обогащения по 6Li (его в природном литии немного, лишь около 7,4%, остальное – 7Li). Это позволило, во-первых, резко повысить технологичность производства ЯБП, а во-вторых, добиться высокой точности прогноза энерговыделения вновь конструируемых ЯВУ. Вот где и когда сказалась дальновидность руководства советского термоядерного проекта, принявшего решение о производстве этого важнейшего ядерного материала еще в начале 1950 г.! Наконец, принцип «слойки», в сочетании с открытыми позже современными принципами устройства ТЯО, позволил впоследствии конструировать ТЯБП практически неограниченной мощности.
Но именно «слойка» открыла эру «грязных» бомб, сочетающих высокую общую мощность с большим удельным энерговыделением по делению. Напомним, что именно реакция деления (а не синтеза) является источником наиболее опасных радионуклидов – стронция-90 и цезия-137, – определяющими (в зависимости от типа и мощности взрыва) местную, региональную или глобальную радиационную и радиоэкологическую обстановку. В «слойке» вклад реакции синтеза в суммарное энерговыделение не превышал 15–20%, что было близко к теоретическому пределу. По существу, это была бомба деления на 238U, лишь незначительно усиленная тритием и 6LiD. Не случайно ее испытание 12.07.53 (к тому же проведенное в наиболее неблагоприятных с точки зрения радиационных последствий условиях – наземный взрыв) явилось причиной сильнейшего локального и регионального радиоактивного загрязнения: на территории полигона и окружающих его областей Казахстана и России выпало 82% стронция-90 и 75% цезия-137 из суммарного их количества, выброшенного в атмосферу за все время функционирования Семипалатинского полигона вообще [14]!
Впрочем, об экологии тогда задумывались лишь немногие. Но сомнения оставались и у конструкторов; и сомнения очень серьезные. Главным из них была практическая невозможность при разумной мощности атомного инициатора добиться по схеме «слойки» мегатонных энерговыделений – ТЯБП получался очень громоздким и неуклюжим (хотя, как мы увидим, административное движение к таким «уродам» в какой-то момент было предпринято). В то же время колоссальное энерговыделение при взрыве «Майка» (10,4 Мт ) было тогда уже известно И.В.Курчатову и его коллегам. Вставал тревожный вопрос: как удалось американцам добиться этого безотносительно к компактности устройства?
Ответа пока не было, и в этих условиях было принято решение об усовершенствовании и дальнейшем развитии «слойки». А.Д.Сахаров о последних днях 1953 г.: « …меня вызвал к себе Малышев [тогда министр Минсредмаша. – А.К.] и попросил <…> изложить, как мне видится изделие следующего поколения <…> его принцип действия и примерные характеристики. <…> У меня была идея, не слишком оригинальная и удачная, но в тот момент она казалась <…> многообещающей. <…> Я написал требуемую докладную. <…> Через две недели я был приглашен на заседание Президиума ЦК КПСС. <…> Результатом заседания были два постановления <…> СМ и ЦК КПСС. Одно из них [под названием «О создании нового типа мощной водородной бомбы» от 20.11.53 [8]. – А.К.] обязывало наше Министерство [Минсредмаш. – А.К.] в 1954–1955 гг. разработать и испытать то изделие, которое я так неосторожно анонсировал. <…> Другое <…> обязывало ракетчиков разработать под этот заряд [выделено шрифтом А.Д.Сахаровым. – А.К.] межконтинентальную баллистическую ракету. <…> Вес заряда <…> и весь масштаб ракеты был принят на основе моей <…> записки. Это предопределило работу огромной конструкторско-производственной организации [ОКБ С.П. Королева. – А.К.] на долгие годы. Именно эта ракета [Р-7, SS-6. – А.К.] вывела на орбиту первый искусственный спутник Земли в 1957 г. и корабль с Юрием Гагариным в 1961 г.»
Прервем на некоторое время А.Д.Сахарова. Нетрудно понять, что речь здесь как раз идет о «слойке» субмегатонного класса (получившего в упомянутом постановлении индекс РДС-6сД), для доставки которой к цели действительно потребовалась бы вся мощь разработанной к осени 1957 г. прославленной королёвской «семерки». В то же время работы по усовершенствованию «слойки» шли и по другим направлениям: в первую очередь по пути удешевления конструкции и повышения ее технологичности. Итогом этих работ стал опытный ТЯБП РДС-27, испытанный 06.11.55 на Семипалатинском полигоне. Ценой некоторого снижения мощности (около 250 кт) по сравнению с прототипом РДС-6с был достигнут полный отказ от трития, и в таком виде изделие, в принципе, могло быть принято на вооружение в серии. Необходимо заметить, что это было первое в мире испытание со сбросом ТЯБП с самолета (типа Ту-16).
Но тогда уже было понятно, что это было бы паллиативным решением. «Слойка» в ее первоначальном варианте отживала свой короткий век, и решение СМ СССР от 19.07.55, предусматривавшее отсрочку испытания РДС-6сД (которое так и не состоялось), по существу, лишь констатировало положение дел, но не определяло для этой конструкции никаких перспектив. Слишком много важнейших событий произошли за два с небольшим года после ее первого триумфа.
А теперь продолжает А.Д.Сахаров: «Тот заряд [РДС-6сД. – А.К.], под который все это [конструирование королёвской ракеты. – А.К.] делалось <…> однако успел “испариться”, и на его место пришло нечто совсем иное…» [15].
Что же именно?
Истина, пришедшая из тумана. Финал (1954 – 1955 гг.)
01.03.54 у атолла Бикини в Тихом океане прогремел американский испытательный термоядерный взрыв неслыханной доселе мощности – 15 Мт! Этот взрыв («Браво»), до сих пор наиболее мощный из всех, произведенных США, привел к трагическим последствиям. Интенсивными радиоактивными выпадениями был накрыт находившийся на расстоянии более 200 км от Бикини японский траулер «Фукурю-мару». 23 рыбака, получившие дозу на уровне, вероятно, около 200 рентген, были вынуждены в течение долгого времени лечиться от острой лучевой болезни, а один из них (радист траулера А.Кубояма) 23.09.54 скончался в больнице, по-видимому, от негативных побочных последствий облучения [16].
Советских ядерщиков взрыв «Браво» поверг в шок. Стало ясно: в соревновании за обладание ТЯО США вырвались вперед, и решения, которые нужно было принимать немедленно, должны быть наиболее значительными и ответственными за все время ядерной гонки. Последовал уже упоминавшийся выше окончательный отказ от «трубы». На одном из совещаний в КБ-11 с участием руководства предприятия и всех ведущих специалистов И.Е.Тамм потребовал категорического отказа не только от «трубы», но и от «национальной гордости» – «слойки». Л.П.Феоктистов, тогда начинающий конструктор оружия, вспоминает: «В ответ на чью-то реплику: “Зачем так резко? Давайте развивать старое и искать новое”, – последовало <…> энергичное выражение И.Е.Тамма: “Нет-нет. Человек консервативен. Если ему оставить старое и поручить новое, он будет делать только старое. Мы должны завтра объявить: “Товарищи, все, что вы делали до сих пор, никому не нужно. Вы безработные”. Я уверен, что мы через несколько месяцев достигнем цели”. И мудрый Тамм оказался прав» [13].
А теперь вернемся в Лос-Аламос на 4 года назад. К чести Теллера и Улама в унынии по поводу кончины «супера» (которая была отягощена и личностным конфликтом) они пребывали недолго. То, что для создания бомбы нужны колоссальные степени сжатия термоядерного горючего, они к началу 50-х гг. понимали не хуже, чем Сахаров, Тамм и Зельдович. Но замечательная идея их получения пришла Уламу при работе в несколько другой области – повышения эффективности ЯБП деления путем создания двухступенчатой бомбы, когда взрыв вспомогательного плутониевого заряда вызывает имплозийное сжатие основного (также плутониевого или уранового). А что, если таким же образом построить схему и термоядерной бомбы: пространственно разделить инициирующий (атомный) и энерговыделяющий (термоядерный) узлы и сфокусировать на последнем механическую энергию и нейтронный поток от взрыва инициатора? Для такой фокусировки нужно надлежащим образом направить ударную волну по окружающему материалу. Сжатие должно быть колоссальным.
Но настоящий прорыв был еще впереди. Когда Улам в начале 1951 г. сообщил об этой схеме Теллеру (с которым к тому времени успел помириться), тот в ответ предложил свой вариант, по словам Улама, «вероятно, более удобный и общий» [6]: сжатие термоядерного узла удобнее осуществить не механической энергией и нейтронным потоком, а излучением, выходящим при взрыве инициатора, для чего надо было принять меры по обеспечению наибольшей прозрачности для этого излучения стенок инициирующего узла.
Совместный отчет Теллера и Улама от 09.03.51, по существу, завершил историю американского ТЯО – работоспособная схема была найдена. Другое дело, что для ее практической реализации потребовались почти два года сложнейших расчетных и инженерных работ, и лишь испытание «Майк» 01.11.52 подвело под ними черту.
А вот американский путь от стационарного устройства до транспортабельной бомбы оказался достаточно долгим; как мы видим, больше года. Это было прямым следствием уже упомянутой затяжки в освоении производства 6LiD. Лишь в мае 1952 г. в Ок-Ридже началось строительство завода по производству 6Li, а в эксплуатацию он был пущен только в середине 1953 г. Показательно, что даже в конструкции первого американского транспортабельного ТЯБП (уже известный читателю взрыв «Браво» 01.03.54) применялся 6LiD относительно низкого обогащения (около 40%), а в других испытаниях этой серии использовался даже LiD на основе природного лития (7,4% 6Li). Именно это, по-видимому, и стало причиной больших расхождений расчетных и истинных значений энерговыделения первых американских ТЯБП (в два и более раз), поскольку ядерные свойства 7Li к тому времени были еще недостаточно изучены. Вероятно, проблемы с 6Li сыграли роль и в том, что первое испытание ТЯБП при сбрасывании с самолета («Чероки») в США провели лишь 21.05.56 (в СССР – еще 06.11.55). Однако, как мы увидим далее, и в вопросе самолетного испытания «настоящей», двухступенчатой, водородной бомбы советские оружейники обогнали своих американских коллег-соперников.
А тогда, в начале 1954 г., они, как и требовал И.Е.Тамм, стали «безработными» – в том смысле, что, обладая уже благодаря «трубе» и «слойке» огромным методическим опытом термоядерных исследований, концептуально оказались на нуле, зная только, что «труба» безнадежна, «слойка» малоперспективна, и в то же время выход есть (что показали «Майк» и «Браво»).
Уже с начала 1954 г. в КБ-11 стали появляться двухступенчатые (с пространственным разделением атомного инициатора и энерговыделяющего термоядерного узла) схемы термоядерных зарядов. Первые из них, как нетрудно видеть, были попыткой реализации идеи Улама о материальном сжатии термоядерного горючего. Характерной чертой этих схем явилось использование для максимальной степени сжатия термоядерного узла нескольких инициаторов – от двух в схеме «бритва» Д.А.Франк-Каменецкого до 12 – 16 в «канделябре» А.П.Завенягина. Даже он, чисто административный руководитель очень высокого ранга, в описываемое время заместитель министра (а позже и министр) Минсредмаша, счел необходимым и уместным внести свой вклад в общие усилия, хотя «канделябр» рассматривался в КБ-11 лишь как инженерный курьез, да и сам Завенягин в этом смысле ни на что, разумеется, не претендовал [7]. Главной его задачей было не создание новой конструкции, а поддержание в коллективе совершенно уникальной обстановки «мозгового штурма», подобной которой в КБ-11 не было ни до, ни после описываемых событий.
Автор склонен согласиться с теми очевидцами, которые связывают эту обстановку со свежими ветрами наступающей хрущевской «оттепели». Хотя, разумеется, строгие режимные требования никто не отменял, думалось, творилось и дышалось гораздо легче, чем во времена Берия и Мешика. Формально в это время в КБ-11 было два теоретических отдела (Сахарова и Зельдовича), однако их разделяли, по словам Л.П.Феоктистова, лишь «ведомости на выдачу зарплаты» [17]. Все делалось сообща, согласованно и в высшей степени результативно. Возник могучий коллектив единомышленников.
Спустя очень короткое время стало ясно, что любой схеме механического обжатия изначально свойственны громоздкость и слабая физическая эффективность. Надо было искать что-то иное – и решение пришло. Однако конкретные обстоятельства его появления являются, пожалуй, самой загадочной страницей истории советского термоядерного проекта. Чтобы проиллюстрировать эту мысль, приведу с минимальными комментариями выдержки из воспоминаний участников создания первой советской «настоящей» термоядерной бомбы, описывающие этот эпизод.
Г.А.Гончаров: «Новый механизм обжатия <…> вторичного термоядерного узла энергией излучения первичной атомной бомбы был открыт. Это произошло в марте–апреле 1954 г.» [6].
Ю.Б.Харитон, В.Б.Адамский, Ю.Н.Смирнов: «…однажды Зельдович, ворвавшись в комнату молодых теоретиков Г.М.Гандельмана и В.Б.Адамского, находившуюся против его кабинета, радостно воскликнул: “Надо делать не так, будем выпускать из шарового заряда излучение!”» [5].
Л.П.Феоктистов: «Молва приписывала эти основополагающие мысли <…> то Я.Б.Зельдовичу, то А.Д.Сахарову, то обоим, то еще кому-то, но всегда в какой-то неопределенной форме: вроде бы, кажется и тому подобное. <…> Я был хорошо знаком с Я.Б.Зельдовичем. Но ни разу не слышал от него прямого подтверждения на сей счет (как, впрочем, и от Сахарова)» [13].
А.Д.Сахаров (в своих воспоминаниях назвавший концепцию радиационного обжатия термоядерного узла «третьей идеей»): «По-видимому, к “третьей идее” одновременно пришли несколько сотрудников наших теоретических отделов. Одним из них был я. Мне кажется, что я уже на ранней стадии понимал основные физические и математические аспекты “третьей идеи”. В силу этого <…> моя роль в принятии и осуществлении “третьей идеи”, возможно, была одной из решающих. Но также, несомненно, очень велика была роль Зельдовича, Трутнева и других и, быть может, они понимали и предугадывали перспективы и трудности “третьей идеи” не меньше, чем я. В то время нам (мне, во всяком случае) некогда было думать о вопросах приоритета <…> а задним числом восстановить все детали обсуждений невозможно, да и надо ли?..» [15].
Вполне логичен в этой связи язвительный комментарий еще одного участника событий – В.И.Ритуса: «Излагая появление “третьей идеи” в четырех фразах, А.Д.Сахаров четырежды использует слова “по-видимому”, “мне кажется”, “возможно”, “может быть”, но так и не называет конкретных лиц, высказавших “третью идею”, и скорее, говорит о своем понимании этой идеи. Ответить на приоритетные вопросы Андрей Дмитриевич почему-то считает невозможным, да и ненужным. С чего бы это?» [18]. А Г.А.Гончаров добавляет (и тоже вполне справедливо): «Отметим, что в то же время А.Д.Сахаров четко говорит о приоритете своем и В.Л.Гинзбурга, когда речь идет о “первой” и “второй” идеях – “слойки” и использовании 6LiD» [8].
Следует еще раз подчеркнуть: все цитированные выше высказывания относительно «третьей идеи» принадлежат не историкам и не журналистам, а непосредственным участникам событий. С учетом этого представляю читателю право самому сформулировать свое мнение.
Прямыми свидетельствами об использовании разведданых на этой его стадии автор не располагает (откровенно тенденциозные и технически неграмотные публикации не в счет). А в таком случае даже, казалось бы, вполне определенные мнения можно толковать неоднозначно, может быть, даже вопреки этому мнению. Вот наглядный пример. Л.П.Феоктистов: «Оценивая тот период и влияние американского “фактора” на наше развитие, могу вполне определенно сказать, что у нас не было чертежей или точных данных, поступивших извне. Но и мы были не такими, как во времена Фукса и первой атомной бомбы, а значительно более понимающими, подготовленными к восприятию намеков и полунамеков [курсив мой. – А.К.]. Меня не покидает ощущение, что в ту пору мы не были вполне самостоятельными» [13].
Вроде бы все понятно… Но обратим внимание на слова о «понимающих и подготовленных» специалистах! В описанной выше атмосфере «мозгового штурма», когда решение почти зримо висело в воздухе, достаточно было кому-то бросить, например, мимоходом или даже случайно, лишь три слова: «сжатие излучением инициатора», – как все тут же стало бы ясно всем! Многолетний опыт термоядерных исследований, помноженный на невиданную еще атмосферу творческого поиска, не прошел даром. И эти три слова могли исходить даже не от Сахарова, Зельдовича или Тамма, а от безымянного физика, математика или инженера КБ-11, – этого хватило бы.
Могло быть, конечно, и по-иному… Л.П.Феоктистов о своей поездке в Ливерморскую национальную лабораторию (один из двух главных центров разработки ядерного оружия в США) во второй половине 90-х гг.: «Там мне рассказали одну историю, которая горячо обсуждалась в Америке и почти неизвестна <…> в России. Вскоре после испытания «Майк» в поезде <…> доктор Уилер перевозил сверхсекретный документ, касающийся новейшего ядерного устройства. По неизвестным <…> причинам документ исчез – он на несколько минут был оставлен без присмотра в туалете [! – А.К.]. Несмотря на все принятые меры – был остановлен поезд, осмотрены все пассажиры, обочины железнодорожного пути – документ не был обнаружен. На мой прямой вопрос: можно ли было по документу получить информацию о технических деталях и устройстве в целом? – я получил утвердительный ответ» [19].
История, конечно, захватывающая. Однако у людей, знакомых с правилами хранения, использования, перевозки и пересылки секретной документации (не говоря уж о «сверхсекретной»), она способна вызвать лишь приступ смеха, как бы «горячо» она ни «обсуждалась». Можно предположить, что только чувство деликатности помешало Л.П.Феоктистову, прекрасно знающему эти правила, среагировать на «жуткий» рассказ именно таким образом. Но если оставить в стороне анекдоты и поставить вопрос серьезно (хотя и наивно): могла ли «третья идея» быть плодом усилий разведки? – ответ мыслим только один: конечно, могла, и задача разведки здесь предельно упрощалась, т.к. итогом ее работы в данном случае могли быть даже не чертежи или секретные отчеты, а те же три «магических» слова, как в «Пиковой даме» Пушкина.
Впрочем, о «кражах секретов» при создании ТЯО разговор еще впереди, а сейчас вернемся в КБ-11. Результаты интенсивных работ 1954 г. по созданию термоядерного заряда новой конструкции были 24.11.54 обсуждены на заседании НТС КБ-11 под председательством И.В.Курчатова. А 03.02.55 была завершена разработка технического задания на конструкцию опытного термоядерного заряда на новом принципе, который получил наименование РДС-37. К тому времени был завершен определяющий этап его расчетно-теоретического обоснования. Однако расчетно-теоретические работы и уточнение конструкции РДС-37 продолжались вплоть до окончательной сборки и отправки изделия на полигон.
25.06.55 был выпущен отчет, посвященный выбору конструкции и расчетно-теоретическому обоснованию заряда РДС-37, и тридцать один сотрудник КБ-11, подписавшие его, навсегда вошли в новейшую технологическую историю. А 22.11.55 в 9 ч 47 мин на Семипалатинском полигоне на высоте 1500 м (носитель – самолет Ту-16, командир экипажа – полковник ВВС СССР Ф.П.Головашко, которому за этот полет было присвоено звание Героя Советского Союза) была успешно испытана первая советская двухступенчатая термоядерная бомба. Ее проектная мощность составила около 3,6 Мт, однако для уменьшения более чем вероятных серьезных разрушений за пределами полигона она была умышленно (заменой части 6LiD на пассивный материал) уменьшена до половины номинала и составила около 1,7 Мт. Это был первый в мире случай планового уменьшения энерговыделения ТЯБП, который еще раз подтвердил высокую надежность разработанных советскими ядерщиками методов его прогнозирования. Тритий в конструкции РДС-37 не применялся, как и (в отличие от взрыва «Браво») усиление энерговыделения за счет 238U. Это последнее обстоятельство в сочетании со значительной высотой подрыва позволило резко уменьшить радиационные последствия испытания.
Но и при половинном энерговыделении РДС-37 «натворила дел». В поселках, лежащих на расстоянии 60–70 км от эпицентра взрыва, была разрушена часть домов, а случаи потери остекления в окнах была отмечены даже в г. Семипалатинске (175 км) и далее – вплоть до 350 км. К сожалению, пострадали и люди. В одном из поселков, удаленном на 60 км от эпицентра, при обвале потолка погибла девочка трех лет. В одном из выжидательных районов для личного состава (36 км от эпицентра) в результате обвала траншеи были засыпаны землей шесть солдат охраны полигона, при этом один из них умер от удушья. Осколками стекла и обломками строений были легко ранены двадцать шесть человек в сельской местности и шестнадцать – в г. Семипалатинске [20].
Хотя после испытания и было найдено объяснение столь аномальному, почти в 5 раз превышающему прогностические значения, воздействию ударной волны (редко встречающееся сочетание распределений ветра и температуры по высоте, в условиях которого ударную волну как бы «прижимает» к земле), стало ясно: для проведения таких взрывов Семипалатинский полигон непригоден. В дальнейшем все испытания мегатонного класса проводились лишь на Новоземельском полигоне.
В развитии советского ТЯО было еще немало славных страниц. В 1957 г. во вновь организованном втором предприятии по конструированию ядерного оружия (Челябинск-70, ныне – РФЯЦ ВНИИТФ, г. Снежинск) был создан первый советский серийный ТЯБП (конструкторы – Е.И.Забабахин, Ю.А.Романов и Л.П.Феоктистов). К 1958 г. в ходе работ Ю.Н.Бабаева и Ю.А.Трутнева в схему советских ТЯБП было внесено важное усовершенствование, предопределившее их современный облик [5]. А к середине 60-х гг. маститые оружейники Г.А.Гончаров и И.А.Курилов (работавшие еще над РДС-37) вместе с молодыми теоретиками В.В.Пинаевым и В.Н.Михайловым (будущим министром Минатома России) создали ТЯБП с очень высокими удельными характеристиками [21]. С этого времени в конструировании ЯО между СССР и США наступил паритет.
Но все это был лишь развитием принципа, впервые реализованного в конструкции РДС-37. В области основополагающих идей и концепций, легших в основу ТЯО, ядерная гонка, по существу, окончилась.
Еще раз о «краже ядерных секретов»
Возвращаясь к роли разведки в советском термоядерном проекте, можно выделить три группы эпизодов. Первая содержит документально подтвержденные факты наличия разведданных по определенным вопросам – вспомним распоряжение Берия об ознакомлении с таковыми строго ограниченного круга ведущих специалистов. Вторая объединяет события, где влияние разведки как бы неявно – в том смысле, что оно прямо не зафиксировано документально, но в общем контексте событий выглядит почти несомненным. В основном это касается принятия решений на уровне политического руководства страны; по мнению автора, именно этот аспект деятельности советской разведки по термоядерному проекту имел наиболее важное значение. Наконец, ярким примером событий третьей группы является «идея из тумана» 1954 г. о радиационной имплозии как об основном принципе действия термоядерной бомбы. В них роль разведки оценивается, в общем, теми же словами, что и описание событий: «вероятно», «по-видимому», «не исключено», «кажется», «вроде бы» и т. д. Здесь каждый имеет право на свою точку зрения. В общем же, в истории термоядерного проекта, как и более раннего атомного, разведка была очень важным и активным игроком команды, и ее роль при вполне объяснимых разногласиях в оценке частностей не следует ни преувеличивать, ни принижать, а тем более доводить любой из этих подходов до логической абсолютизации.
В этой связи трудно пройти мимо двух взглядов на роль разведки в создании советского ТЯО, имеющих, на удивление, широкое хождение на Западе. Они тесно взаимосвязаны и представляют собой достаточно яркий пример того, как концептуальное заблуждение влечет за собой заблуждение частное, техническое. Концептуальное заблуждение, получившее одинаково широкое распространение как среди американских ученых, так и среди политиков, метко сформулировал известный американский физик Р.Лэпп: это «молчаливое предположение, что для того, чтобы иметь оружие, враг должен красть секреты» [22]. Вопрос был в том, как интерпретировать эту своеобразную аксиоматическую посылку применительно к истории создания ТЯО. В формулировке Х.Бете это звучит следующим образом: «...в силу <…> случайного характера открытия Уламом и Теллером работоспособной схемы водородной бомбы было бы совершенно невероятным совпадением, если бы русский проект шел аналогичным путем» [12]. Ну а поскольку русские все-таки пошли «аналогичным путем» (хотя тут есть интересный вопрос, о чем ниже), то, как им удалось «украсть секреты» – с учетом того, что информация от К.Фукса, скорее, вводила в заблуждение, чем помогала?
Кто ищет, тот всегда найдет. «Нашли» и американцы, но ответ был неверен. Да и мало было у него шансов оказаться верным, поскольку некорректной была изначальная постановка вопроса. Начнем с того, что посылка о «случайном характере» открытия Улама и Теллера и о «невероятном совпадении» такого же, но независимого, в СССР, весьма сомнительна. Если в обеих странах, при примерно одинаковом уровне развития соответствующих технологий, прилагаются огромные, возведенные в ранг высших государственных приоритетов, усилия по решению одной и той же масштабной научно-технической проблемы, то вероятность и крупных открытий в данной области резко увеличивается, – примеров тому в мировой истории очень много. Было бы странно искать происки спецслужб в открытии планеты Нептун Леверье и Адамсом, в параллельном развитии основ дифференциального исчисления Ньютоном и Лейбницем, в независимой первоначальной формулировке квантовой механики Шредингером и Гейзенбергом и т.д.
А теперь об американском ответе на вопрос «кто украл?». Ввиду того, что кандидатура Фукса «отпала» (хотя и это понимают в США далеко не все [12]), обвинение в «шпионской деятельности» было предъявлено <…> радиоактивным осадкам после взрыва «Майк», отбор и последующий анализ которых якобы дал в руки советским ядерщикам решающую информацию о радиационной имплозии как об основном принципе действия «настоящей» водородной бомбы. Список крупнейших ученых и специалистов, придерживающихся этой до сих пор широко распространенной версии буквально поражает. Это и Р.Оппенгеймер, и Х.Бете, и В.Буш, и бывший директор Ливерморской национальной лаборатории Г.Йорк, и другие.
Но это не так – и об этом свидетельствуют абсолютно согласованные комментарии такой версии со стороны всех ведущих советских термоядерщиков. Наиболее определенно высказался Ю.Б.Харитон: «…организация работ [по отбору и анализу проб. – А.К.] у нас в то время была еще на недостаточно высоком уровне и полезных результатов не было получено…» [23]; «…радиохимический анализ проб в принципе не мог дать каких-либо сведений о реальной конструкции [курсив мой. – А.К.] этого устройства» [5]. Столь же однозначно высказывается по этому вопросу и Л.П.Феоктистов [24], которого, как мы видели, никак нельзя обвинить в ура-патриотизме.
Автор, в течение ряда лет профессионально занимавшийся вопросами анализа радиоактивности проб внешней среды, должен подтвердить правоту российских атомщиков. Действительно, в ряде случаев по составу этих проб можно сделать определенные заключения о параметрах испытанного заряда. Так, наличие 7Ве и повышенной концентрации трития свидетельствует о наличии термоядерного энерговыделения, 237U – об использовании в конструкции заряда 238U (трехступенчатый ТЯБП). По определенным сочетаниям техногенных радионуклидов можно приближенно оценить мощность устройства, относительный вклад энерговыделений по делению и синтезу, характер проведения испытания, иногда состав атомного инициатора и еще кое-что. Но восстановить по этим данным конструкцию заряда действительно невозможно.
Дело в том, что обсуждаемая задача относится к классу так называемых обратных (или некорректных), очень нелюбимых математиками и в отличие от прямых часто не имеющих однозначных решений. Иными словами, следуя некоторому достаточно сложному рецепту, относительно легко с использованием множества ингредиентов сварить вкусный соус (прямая задача). Но вот определить по пробе соуса, не зная рецепта, состав ингредиентов, режим приготовления, да заодно еще и конструкцию плиты, на которой он готовился (обратная задача), – это гораздо труднее, если возможно вообще.
Аналогия с анализом радиоактивных выпадений от ядерных испытаний довольно близкая. По результатам этого анализа можно было – по крайней мере в принципе и в любом случае при отработанности методик отбора и анализа проб (чего, как мы видели, у СССР не было) – делать вывод о чрезвычайно высокой степени сжатия термоядерного горючего, ибо огромные плотности нейтронных потоков в этом случае «накладывают отпечаток» на их состав. Но мы уже видели, что необходимость достижения такого сжатия уже с начала 50-х гг. не была тайной для Сахарова, Зельдовича и их коллег. А вот как достичь этого – на этот вопрос анализ проб в принципе не мог ответить, а именно он и был главным, определяющим.
Любопытно, что, доказывая наличие так называемых негласных источников информации у советских атомщиков, многократно упоминаемые в этой статье Д.Хирш и У.Мэтьюз [12] невольно выдали их наличие… у себя. Л.П.Феоктистов: «Увлекшись, авторы в своем стремлении доказать факт заимствования приводят аргументы, из которых совершенно определенно [курсив мой. – А.К.] следует нечто очень важное. А именно: между американскими и российскими водородными бомбами нет различия, они – близнецы по построению и техническим данным… Прямое подтверждение, можно сказать, официальное» [25]. Комментируя эту мысль Л.П.Феоктистова, директор и научный руководитель РФЯЦ-ВНИИТФ (бывший Челябинск-70), крупнейший российский специалист по ядерному оружию академик Е.Н.Аврорин резонно замечает: «Интересно, откуда об этом узнали Д.Хирш и У.Мэтьюз? Среди разработчиков ядерного оружия об этом ходит немало легенд. Согласно одной из них США подняли <…> отсек потерпевшей аварию [в 1968 г. – А.К.] подводной лодки [К-129. – А.К.], в котором находились ЯБП. Если вывод Д.Хирша и У.Мэтьюза основан на <…> этой операции, то у разработчиков современного ядерного оружия он вызывает улыбку» [26].
Впрочем, и вопрос Е.Н.Аврорина, скорее всего, повиснет в воздухе, как и множество других, очень интересных вопросов по обсуждаемой проблеме. Об этом, конечно, можно жалеть, но что от этого изменится? Картину истории создания ТЯО, самого разрушительного оружия современности, «машины судного дня», только и можно, наверное, писать общими, широкими мазками, зная при этом наверняка, что некоторые страницы (не исключено, что и очень важные) не станут частями этой картины никогда.
Список литературы
1. Колдобский А.Б. Советский атомный проект. К истории создания атомной бомбы. – Физика, № 28, 31/98.
2. Юнг Р. Ярче тысячи солнц. – М.: Атомиздат, 1960, с. 190.
3. Капица П.Л. О науке и власти. – М.: Наука, 1990, с. 39.
4.Тимербаев Р. Об отношении академика Капицы и некоторых других советских ученых к атомному проекту, к атомной бомбе и к контролю над ней. – Ядерный контроль, 1998, № 1, т. 37, с. 62.
5. Харитон Ю.Б., Адамский В.Б., Смирнов Ю.Н. О создании советской водородной (термоядерной) бомбы. – УФН, 1996, т. 166, № 2, с. 201.
6. Гончаров Г.А. Основные события истории создания водородной бомбы в СССР и США. – УФН, 1996, т. 166, № 10, с.1095.
7. Гончаров Г.А. К истории создания советской водородной бомбы. – УФН, 1997, т. 167, № 8, с. 903.
8. Адамский В.Б., Смирнов Ю.Н. Еще раз о создании советской водородной бомбы. – УФН, 1997, т. 167, № 8, с. 899.
9. Гуревич И.И., Зельдович Я.Б., Померанчук И.Я., Харитон Ю.Б. Использование ядерной энергии легких элементов. – УФН, 1991, т. 161, № 5, с. 171.
10. Герштейн С.С. Из воспоминаний о Я.Б.Зельдовиче. – УФН, 1991, т. 161, № 5, с. 170.
11. Феоктистов Л.П. Из прошлого в будущее. – Снежинск: РФЯЦ-ВНИИТФ, 1998, с. 23.
12. Хирш Д., Мэтьюз У. Водородная бомба: кто же выдал ее секрет? – УФН, 1991, т. 161, № 5, с. 153. (Пер. сангл.) The Bulletin of the Atomic Scientist (January/February), 1990.
13. Феоктистов Л.П. Водородная бомба: кто же выдал ее секрет? – Научно-методический бюллетень Ядерного общества России, № 3, 4/97, с. 62.
14. Дубасов Ю.А., Зеленцов С.А. и др. Хронология ядерных испытаний в атмосфере на Семипалатинском полигоне и их радиационная характеристика. – Бюллетень ЦОИ по атомной энергии, 1996, № 6, с. 39.
15. Сахаров А. Воспоминания. – Нью-Йорк: изд-во им. А.П.Чехова, с. 241.
16. Лэпп Р. Атомы и люди. – М.: ИИЛ, 1959, с. 132.
17. См. [11], с. 109.
18. Ритус В.И. Если не я, то кто? – Природа,1990, т. 8, № 10, с. 265.
19. См. [11], с. 31.
20. Семипалатинский полигон. Из серии «Ядерные испытания в СССР». – М.: 1997, с. 129.
21. Бомба-два. – М.: ИздАт, 1994, с. 11.
22. См. [16], с. 161.
23. Харитон Ю.Б., Смирнов Ю.Н. Мифы и реальность советского ядерного проекта. – Арзамас-16: 1994, с. 10.
24. См. [11], с. 110.
25. См. [11], с. 68.
26. Там же, см. примечание редактора книги.