Уроки истории: США первыми взорвали термоядерный заряд в Тихом океане

65 лет назад, 1 ноября 1952 года, США взорвали первый термоядерный заряд (прототип водородной бомбы) на атолле Эниветок (Маршалловы острова в Тихом океане).

Водородная (термоядерная) бомба – оружие большой разрушительной силы (измеряющейся в мегатоннах в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции ядерного синтеза легких элементов в более тяжелые, при которой выделяется колоссальное количество энергии.

Для ее осуществления необходимо, чтобы исходные легкие ядра сблизились до расстояний, равных или меньших радиуса сферы действия ядерных сил притяжения. Такому взаимному сближению ядер препятствуют кулоновские силы отталкивания, действующие между положительно заряженными ядрами. Для возникновения реакции синтеза необходимо нагреть вещество большой плотности до сверхвысоких температур (порядка сотен миллионов кельвин), чтобы кинетическая энергия теплового движения ядер оказалась достаточной для преодоления кулоновских сил отталкивания. При таких температурах вещество существует в виде плазмы. Поскольку синтез может происходить только при очень высоких температурах, ядерные реакции синтеза и получили название термоядерных реакций (от греч. therme "тепло, жар").

Термоядерные реакции в природных условиях протекают лишь в недрах Солнца и звезд.

Идея создания водородной бомбы принадлежит американским ученым, участникам "Манхэттенского проекта", создавшим и испытавшим в 1945 году на полигоне Аламогордо, на юге штата Нью-Мексико (США) первую в мире атомную бомбу.

Разработку водородной бомбы вел физик Эдвард Теллер. В апреле 1946 года в Лос-Аламосской национальной лаборатории, занимавшейся в США секретными работами по ядерному оружию, была организована группа ученых под его руководством, которой и предстояло решить эту задачу.

Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия (стабильный изотоп водорода с атомной массой, равной двум) и трития (радиоактивный изотоп водорода с массовым числом три). Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 года приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы. Чтобы начался процесс ядерного синтеза и произошел взрыв, требовались миллионные температуры и сверхвысокие давления на компоненты. Столь высокие температуры планировалось создать предварительным подрывом внутри водородной бомбы небольшого атомного заряда. Проблему получения давления в миллионы атмосфер, необходимого для сжатия дейтерия и трития, Теллеру помог решить физик Станислав Улам. Эта модель американской водородной бомбы получила название Улама-Теллера. Сверхдавление для трития и дейтерия в этой модели достигалось не взрывной волной от подрыва химических взрывчатых веществ, а фокусировкой отраженной радиации после предварительного взрыва небольшого атомного заряда внутри. Модель требовала большого количества трития, и для его производства американцы построили новые реакторы.

Испытание прототипа водородной бомбы под кодовым названием Ivy Mike состоялось 1 ноября 1952 года на небольшом атолле в южной части Тихого океана. Мощность его составила 10,4 мегатонны в тротиловом эквиваленте, что примерно в 700 раз превосходило мощность атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму.

Устройство состояло из обычного ядерного заряда и криогенной емкости со смесью жидких дейтерия и трития. "Свечой зажигания" для термоядерной реакции были плутониевый стержень, который располагался по центру криогенной емкости. Испытание было успешным. После взрыва атолл, на котором был размещен заряд, был полностью разрушен, а кратер от взрыва был больше мили в диаметре.

Однако взорванное устройство еще не было настоящей водородной бомбой и не годилось для транспортировки: это была сложная стационарная установка размером с двухэтажный дом и массой 82 тонны. Кроме того, ее конструкция, основанная на использовании жидкого дейтерия, оказалась неперспективной и в дальнейшем не применялась.

СССР осуществил свой первый термоядерный взрыв 12 августа 1953 года. По мощности (около 0,4 мегатонны) он существенно уступал американскому, но зато боеприпас был транспортабельным и жидкий дейтерий в нем не использовался.