block10.jpg (189801 bytes)

kn1g.jpg (5367 bytes)
kn2g.jpg (3929 bytes)
kn3g.jpg (4807 bytes)
kn4.jpg (3607 bytes)
kn5.jpg (1819 bytes)


rubred.jpg (8541 bytes)  №3 (2018) март 2004г.

rublen.jpg (8541 bytes)  №3 (2018) март 2004г.

  №3 (2018) март 2004г.

ЮЛИЙ БОРИСОВИЧ ХАРИТОН (27 февраля 1904 года – 19 декабря 1996 года)

Виктор Михайлов, академик РАН

27 февраля 1904 г. в Санкт-Петербурге родился выдающийся отечественный физик, академик РАН (1991) (академик АН СССР с 1953 г.), трижды Герой Социалистического Труда Харитон Юлий Борисович, будущий главный конструктор ядерного оружия. Совместно с Я.Б. Зельдовичем он впервые осуществил расчет цепной реакции деления урана, имеет фундаментальные работы по физике горения и взрыва.

Сейчас уже открыто говорят о том, что большая часть жизни Ю.Б. Харитона была связана с г. Саровым (ранее Арзамас-16) Нижегородской области. Поэтому мы с полным основанием можем считать Юлия Борисовича своим земляком.

С 26 по 29 февраля в г. Сарове прошли торжества и состоялись научные чтения, приуроченные к 100-летию со дня рождения ученого. 11 именных стипендий его имени ежегодно присуждаются администрацией Нижегородской области школьникам и студентам, добившимся выдающихся успехов в изучении физики. О том, как ковался ядерный щит Державы, мы предлагаем свой рассказ.

Шестого и девятого августа 1945 года американцы (США) впервые в истории человечества применили ядерные бомбы, сбросив их на японские города Хиросиму и Нагасаки. От этих двух ядерных авиабомб мгновенно погибли сотни тысяч мирных жителей Японии и от их последствий – еще столько же.

Хотя в последний год войны американцы проводили челночные ковровые бомбежки немецких и японских городов, превращая их в руины многими тысячами авиабомб со своих летающих крепостей Б-29, эффект разрушений был как от одной атомной бомбы без радиационных последствий.

От взрывов в Хиросиме и Нагасаки мир просто оцепенел. Фашистскую Германию и Японию одолели, свершился божий суд, и одновременно встал призрак нового уже ядерного апокалипсиса.

Как же он возник? Несколько строк из истории открытий ядерной физики:

* 1895 год – открытие ионизирующего излучения (Х-лучи) В.К. Рентгеном (Германия);

* 1896 год – открытие явления радиоактивности А. Беккерелем (Франция);

* 1897 год – открытие электрона Дж.Дж. Томсоном (Англия);

* 1898 год – открытие радиоактивных элементов полония и радия М. Склодовской – Кюри и П. Кюри (Франция);

* 1913 год – открытие строения атомов и молекул Н. Бором (Дания);

* 1932 год – открытие нейтрона Дж. Чадвиком (Англия);

* 1939 год – открытие деления ядер урана О. Ганом и Ф. Штрассманом (Германия) под действием медленных нейтронов.

* 1939 год – Ю.Б. Харитон и Я.Б. Зельдович предложили и представили расчет цепной реакции деления тяжелых атомов (СССР);

* 1940 год – сотрудники Радиевого института Академии наук (РИАН) Г.Н. Флеров и К.А. Петржак открыли спонтанное деление ядер урана (СССР).

* 1942 год – Э. Ферми и Л. Сциллард в Чикаго (США) впервые создали ядерный реактор, где осуществили управляемую постоянную во времени цепную реакцию деления ядер изотопа урана-235. Если бы не война на территории Европы и СССР, то, я убежден, первый ядерный реактор был бы построен у нас или во Франции.

Но ядерный реактор, где осуществляется критический режим по нейтронам, это далеко не ядерный взрыв, для которого необходимо инерциальное удержание ядерной взрывчатки уже в надкритическом состоянии на время, когда число рождаемых при делении нейтронов превосходит их убыль, т.е. число деления ядер в единицу времени резко растет.

АТОМНАЯ БОМБА

В начале апреля 1946 года Постановлением Совета Министров СССР было создано Конструкторское бюро N№11 (КБ-11) по разработке конструкции и изготовлению опытных образцов реактивных двигателей (по созданию атомной бомбы), а Главным конструктором назначен 42-летний профессор Ю.Б. Харитон, в конце 1946 года он избран членом-корреспондентом АН. Там же было отмечено, что все основные силы Института химической физики АН СССР (директор – академик Н.Н. Семенов) необходимо переключить на выполнение указанных проблем по техническим заданиям.

Юлию Борисовичу Харитону, как Главному конструктору, было поручено создать и возглавить коллектив, из которого выйдет атомное оружие сокрушительной силы. Он досконально знал все исследования в области деления урана и цепных – разветвленных реакций при горении и детонации химических взрывчатых веществ. Был разносторонним ученым и прекрасным организатором, обаятельным, чутким человеком и оправдал доверие, создав атомное и водородное оружие.

Ныне КБ-11 – это Российский Федеральный ядерный центр – Всероссийский НИИ экспериментальной физики в городе Сарове. Сегодня это один из крупнейших научных центров в мире.

До испытания первой советской ядерной бомбы РДС-1 оставалось 3 года и 4 месяца.

Начался титанический труд ученых, конструкторов, технологов и рабочих. Большой вклад в решение этой проблемы внесли и советские разведчики. В этой работе приняли участие все научные институты по физике и лучшие математические силы страны, в первую очередь, Институт прикладной математики (ИПМ, М.В. Келдыш, А.Н. Тихонов, А.А. Самарский).

От добычи природного урана до получения изотопа урана-235, а также нужного количества изотопа плутония-239, проверки и отработки конструкции в лабораторных условиях (без ядерной взрывчатки) и до отправки опытного образца РДС-1 на ядерный полигон под г. Семипалатинск (Казахстан) вся страна сделала колоссальный прорыв в научно-техническом и технологическом прогрессе.

Наступило раннее утро 29 августа 1949 года на Семипалатинском учебном полигоне N№2. Все замерли, и только слышен отсчет времени: "осталось десять секунд… осталось пять секунд... осталась одна секунда, взрыв", который всех очевидцев ошеломил.

Так была выполнена в КБ-11 поставленная задача создания советской бомбы на принципе цепной реакции деления ядерной взрывчатки под действием нейтронов.

Монополия США на обладание ядерным оружием была ликвидирована раз и навсегда.

ВОДОРОДНАЯ БОМБА

Когда был поставлен вопрос о водородной бомбе?

Необходимо отметить, что А. Эддингтон и Ж. Перри еще в двадцатых годах прошлого столетия дают ответ, откуда берется энергия солнца. И позднее Вайцзекер и Бэтэ объясняют стационарное горение звезд. Легкие атомы в реакциях синтеза дают колоссальную энергию, но для этого нужна температура порядка 10-100 млн. градусов и большая плотность вещества. И на этом принципе может быть сделана водородная бомба. Но как создать их в земных условиях? Гонка вооружений началась сразу после испытания атомной бомбы в 1945 году. Теперь уже соперничали ученые СССР и США. Кто первый создаст водородную бомбу?

Конечно, для этого нужна более мощная взрывчатка, чем обычная химическая. Чтобы добиться высокой температуры и сильного сжатия, в водородной бомбе впервые была использована энергия деления урановой взрывчатки. Тогда воспроизводятся условия для реакции синтеза ядер водорода на Солнце, но там удержание горячей плазмы происходит гравитационными силами сжатия. Но весь секрет в том и заключался – как использовать первичную энергию атомного взрыва (деления ядер) для инициирования термоядерной реакции (ядерного синтеза).

Синтез тяжелых изотопов водорода с выделением колоссальной энергии рассматривался с 1942 года и связан с именем Э. Теллера в США.

Был и вариант с "головкой спички", где головка – это ядерный взрыв – деление тяжелых ядер, и к нему примыкает труба, наполненная тяжелыми изотопами водорода. В этой системе развивается термоядерный синтез от головки и далее – по трубе. Этот вариант рассчитывала и группа Я.Б. Зельдовича у нас в России. Вся эта программа канула в лету после изобретения А.Д. Сахаровым его слойки, где дейтерид лития находился между тяжелыми слоями урана, на принципе энергии деления тяжелых ядер, далее синтез легких ядер и далее деление на быстрых нейтронах от синтеза.

В 1949 году, после испытания Советским Союзом атомной бомбы, вопрос о создании водородной бомбы был главным для престижа США.

В 1952 году США испытывают устройства "Майк" весом более 50 тонн с жидким дейтерием – тритием (это тяжелые изотопы водорода) с ядерным запалом и получают 15 млн. тонн тротилового эквивалента (Т.Э.), что в тысячу раз больше по Т.Э., чем ядерные бомбы в Хиросиме и Нагасаки.

А 12 августа 1953 года СССР испытали сахаровскую слойку в корпусе авиабомбы, где получили 0,4 мегатонны Т.Э. Это было испытание первой в мире водородной бомбы. Именно бомбы!

Испытание первой водородной бомбы проводилось ранним утром на Семипалатинском учебном полигоне. Бомба располагалась на вышке высотой около 40 метров. Вокруг в диаметре 10 километров было построено достаточно много различных зданий, подземных сооружений, имитировавших элементы метро, и, конечно, много техники – танки, автомобили и т. п. В качестве живых подопытных объектов использовались овцы. После взрыва в радиусе 6 километров все было уничтожено. Руководил испытанием Игорь Васильевич Курчатов.

До 1953 года мы были в фарватере американцев в области разработки ядерного оружия, а после 1953 года и до сих пор – они у нас в фарватере!

Член-корреспондент АН СССР И.Е. Тамм привез в 1949 году в г. Саров (тогда Арзамас-16) после испытаний советской атомной бомбы целую группу молодых специалистов, в том числе Андрея Сахарова. Намного ранее этой группы в КБ-11 был приглашен профессор Н.Н. Боголюбов с группой молодых математиков. В 1946 году он был избран членом-корреспондентом.

И здесь уже занялись конструкцией устройства – так называемой "слойки" Сахарова на базе атомной бомбы РДС-1.

И с конца 1949 года в КБ-11 идет активная отработка конструкции уже РДС-6с ("слойки") под руководством Ю.Б. Харитона. Физические, технологические и технические требования этой конструкции были принципиально новыми и в десятки раз выше, чем для РДС-1. Конечно, научно-технический опыт и знания Ю.Б. Харитона были главными факторами при создании и успешном испытании РДС-6с.

Благодаря идее молодого, талантливого физика-теоретика А.Д. Сахарова, в КБ-11 был сделан колоссальный прорыв в деле освоения термоядерной энергии. В конце 1953 года он был избран академиком, как и Ю.Б. Харитон, И.Е. Тамм и Н.Н. Боголюбов.

Идея "слойки" сохранилась и в современном оружии, но не она одна. Новое поколение физиков-теоретиков, конечно, внесло свой весомый вклад.

Начальство и научное руководство "объекта" прислушивались к голосу молодых теоретиков, и, надо сказать, мы не чувствовали давление авторитета Ю.Б. Харитона, Я.Б. Зельдовича и А.Д. Сахарова, хотя все в душе восхищались ими. Это накладывало и большую ответственность на теоретика. Ошибки здесь редко прощались, да и за успехи не очень-то жаловали нас. Строгая иерархия в получении наград, как и во всей стране, соблюдалась и здесь. Обычный жизненный цикл любой идеи – "Это невозможно", "Да это уже предлагалось ранее" и при успехе – "Причем здесь вы?!" А если учесть к тому же строгий режим работы с секретными документами, то все это со временем вырабатывает высокое чувство ответственности за каждый шаг в своей работе.

Да, для успеха в любом деле нужны не только знания, но и колоссальный труд. Кстати, уточнение теории помогло сделать более совершенные, а зачастую и уникальные конструкции для форсирования реакций деления и синтеза. Так немного нужно для счастья теоретика – совпадение теории и эксперимента! Да и для любого человека счастье – это его способность к интеллекту, к познанию мира. Разум дан нам самой природой.

Первая атомная и водородная бомбы отличаются от современного ядерного оружия, как, скажем, автомобиль начала 20-го столетия от автомобиля нашего времени. Но первый шаг, конечно, был самым трудным и важным. И в этом громадная заслуга моего учителя Юлия Борисовича Харитона. Светлая ему память!

  №3 (2018) март 2004г.

  №3 (2018) март 2004г.

 

icsfi[1].jpg (2350 bytes)

top100grey.gif (514 bytes)