Однако в «Майке» уже был реализован замечательный принцип, который потом позволит делать термоядерные бомбы и сколь угодно большими, и достаточно маленькими.
И тут мы должны будем посмотреть на СССР и понять, почему летом 1953 года русские стали завидовать американцам, а американцы начали завидовать русским. Потому что 12 августа 1953 года СССР таки рванул свою первую термоядерную бомбу – «слойку» из дейтрида лития.
Мощность взрыва «слойки» оставила 400 килотонн. Однако до сих пор не прекратились споры, был ли это настоящий термоядерный взрыв или лишь сверхмощный атомный. В схеме «слойка» инициирующий ядерный заряд – «зажигалка» – расположен в центре, и поэтому он не столько сжимает дейтрид лития, сколько разбрасывает его наружу. Увеличение количества термоядерной взрывчатки не приводит к увеличению мощности – она просто не успевает детонировать. Именно этим и ограничена предельная мощность данной схемы – самая мощная в мире «слойка» Orange Herald, взорванная англичанами 31 мая 1957 года, дала только 720 килотонн мощности. И, согласно современным оценкам, на реакцию синтеза в бомбе РДС-6с пришлось не более 20 % от суммарной мощности заряда. Основной же вклад во взрыв внесла реакция распада облученного быстрыми нейтронами оболочки бомбы из изотопа урана 238U, благодаря которому РДС-6с и открыла эру так называемых «грязных» бомб.
В общем, как и всегда в новом деле, испытание первой советской термоядерной бомбы принесло и радость прорыва, и кучу непредусмотренных физических эффектов, которые тут же превратились в социальные.
Дело в том, что основное радиоактивное загрязнение при взрыве термоядерной бомбы дают как раз продукты распада урана 238U из оболочки бомбы, в частности стронций-90 и цезий-137. По существу, советская «слойка» была гигантской атомной бомбой, лишь незначительно усиленной термоядерной реакцией. Не случайно всего один взрыв «слойки» дал 82 % стронция-90 и 75 % цезия-137, которые попали в атмосферу за всю историю существования Семипалатинского полигона.
Однако это все-таки было изделие, которое можно было назвать бомбой. Как мы помним, американцы не смогли сделать свое устройство компактным: они использовали жидкий переохлажденный дейтерий вместо порошкообразного дейтрида лития у СССР. В Лос-Аламосе на советскую «слойку» реагировали с долей зависти: «вместо огромной коровы с ведром сырого молока русские используют пакет молока сухого».
Но похожий секрет был и у американцев. Если СССР придумал «сухое молоко» вместо «коровы с ведром» у американцев, то американцы еще на «Майке» умудрились обеспечить очень элегантную схему запуска термоядерной реакции.
Для создания компактного и управляемого термоядерного заряда идеально было бы заставить взрываться атомный запал «внутрь», сжимая термоядерную взрывчатку. Но как это сделать? Эдвард Теллер выдвинул еще на взрыве «Майка» гениальную идею: сжимать термоядерное горючее не механической энергией или нейтронным потоком, а рентгеновским излучением первичного атомного запала и испарением оболочки бомбы.
В новой конструкции Теллера инициирующий атомный узел был разнесен с термоядерным блоком, как это сделано и на всех современных бомбах. Рентгеновское излучение взрыва, движущееся со скоростью, близкой к скорости света, при срабатывании атомного заряда опережало ударную волну взрыва и распространялось вдоль стенок цилиндрического корпуса, испаряя и превращая в плазму полиэтиленовую внутреннюю облицовку корпуса бомбы.
Плазма, полученная при испарении полиэтилена, в свою очередь, переизлучала более мягкое рентгеновское излучение, которое поглощалось внешними слоями внутреннего цилиндра из урана-238 – «пушера». Слои начинали взрывообразно испаряться – это явление называют абляция. Раскаленную урановую плазму оболочки можно было сравнить со струями сверхмощного ракетного двигателя, тяга которого направлена внутрь цилиндра с дейтерием. Урановый цилиндр схлопывался, давление и температура дейтерия достигали критического уровня. Это же давление обжимало центральную плутониевую трубку до критической массы, и она тоже детонировала. Взрыв плутониевого запала давил на дейтерий изнутри, дополнительно сжимая и нагревая термоядерную взрывчатку, которая в итоге детонировала от комбинированного давления испарения оболочки бомбы снаружи и от взрыва «стакана с плутониевым бензином» изнутри.
Интенсивный поток нейтронов, кроме того, в схеме Теллера расщеплял ядра урана-238 в оболочке бомбы, вызывая вторичную реакцию распада. Все это успевало произойти до того момента, когда взрывная волна от первичного ядерного взрыва («зажигалки») достигала термоядерного блока. Расчет всех этих событий, происходящих за миллиардные доли секунды, и потребовал напряжения ума сильнейших математиков планеты. В частности, сейчас эта схема носит имена Теллера и Улама, поскольку именно Станислав Улам, польский математик, эмигрировавший в США, помог Теллеру обсчитать все эти наносекундные задержки в распространении рентгеновского излучения, нейтронов и ударной волны ядерного взрыва.
106