Як один солдат водневу бомбу винайшов - naked science
Олег Олександрович Лаврентьєв, герой нашої розповіді, народився в 1926 році в Пскові. До війни хлопець встиг закінчити сім класів. Мабуть, десь під кінець цього процесу в його руки потрапила книжка, яка розповідає про фізику атомного ядра і останні відкриття в цій галузі.
30-і роки XX століття були часом відкриття нових горизонтів. У 1930 році було передбачене існування нейтрино. в 1932 році відкрито нейтрон. У наступні роки були побудовані перші прискорювачі елементарних частинок. Виникло питання про можливість існування трансуранових елементів. У 1938 році Отто Ган вперше отримав барій, опромінюючи уран нейтронами, а Ліза Мейтнер змогла пояснити, що сталося. Через кілька місяців вона ж передбачила ланцюгову реакцію. До постановки питання про атомну бомбу залишався один крок.
Немає нічого дивного в тому, що хороший опис цих відкриттів запало в душу підлітка. Кілька нетипових те, що цей заряд зберігся в ній у всіх наступних колотнеч. А потім була війна. Олег Лаврентьєв встиг взяти участь в її завершальній стадії, в Прибалтиці. Потім перипетії служби закинули його на Сахалін. В частині була відносно непогана бібліотека, а на своє грошове забезпечення Лаврентьєв, тоді вже сержант, виписав журнал «Успіхи фізичних наук». ніж, мабуть, справив неабияке враження на товаришів по службі. Командування підтримало ентузіазм свого підлеглого. У 1948 році він Новомосковскл лекції по ядерній фізиці офіцерам частини, а в наступному році отримав атестат зрілості, пройшовши за рік трирічний курс у місцевій вечірній школі робітничої молоді. Невідомо, чому і як там насправді вчили, але сумніватися в якості освіти молодшого сержанта Лаврентьєва не доводиться - результат був потрібен йому самому.
Цього разу реакція була зацікавленою. З Москви через Сахалінський обком прийшла команда виділити наполегливій солдату охоронювану кімнату і все необхідне для докладного опису пропозицій.
На цьому місці доречно перервати розповідь про дати та події і звернутися до змісту зроблених вищої радянської інстанції пропозицій.
1. Основні ідеї.
2. Дослідна установка по перетворенню енергії літієво-водневих реакцій в електричну.
3. Дослідна установка по перетворенню енергії уранових і трансуранових реакцій в електричну.
4. Літій-воднева бомба (конструкція).
Далі О. Лаврентьєв пише, що підготувати частини 2 і 3 в докладному вигляді не встиг і змушений обмежитися коротким конспектом, частина 1 теж сирувата ( «написана досить поверхово»). По суті, в пропозиціях розглядаються два пристрої: бомба і реактор, при цьому остання, четверта, частина - там, де пропонується бомба, - вкрай лаконічна, це всього кілька фраз, зміст яких зводиться до того, що все вже розібрано в першій частині.
У такому вигляді, «на 12 аркушах», пропозиції Ларіонова в Москві потрапили на рецензію до А.Д.Сахарову. тоді ще кандидату фізматнаук, а головне, одному з тих людей, які в СРСР тих років займалися питаннями термоядерної енергії, в основному підготовкою бомби.
Сахаров виділив в реченні два основних моменти: здійснення термоядерної реакції літію з воднем (їх ізотопів) і конструкція реактора. У написаному, цілком доброзичливому, відкликання про першому пункті говорилося коротко - це не підходить.
Щоб ввести Новомосковсктеля в контекст, необхідно зробити короткий екскурс в реальний стан справ. У сучасній (а, наскільки можна судити за відкритими джерелами, базові принципи конструкції з кінця п'ятдесятих років практично не змінилися) водневій бомбі роль термоядерної «вибухівки» виконує гідрид літію - тверде білу речовину, бурхливо реагує з водою з утворенням гідроксиду літію і водню. Остання властивість дає можливість широко застосовувати гідрид там, де потрібно тимчасово зв'язати водень. Хорошим прикладом є повітроплавання, але їм список, звичайно, не вичерпується.
Гідрид, застосовуваний в водневих бомбах, відрізняється своїм ізотопним складом. Замість «звичайного» водню в його складі бере участь дейтерій, а замість «звичайного» літію - його легший ізотоп з трьома нейтронами. Одержаний дейтерид літію, 6 LiD, містить майже все необхідне для великої ілюмінації. Щоб ініціювати процес, достатньо всього-на-всього підірвати розташований поблизу (наприклад, навколо або, навпаки, всередині) ядерний заряд. Утворилися при вибуху нейтрони поглинаються літієм-6, який в результаті розпадається з утворенням гелію і тритію. Підвищення тиску і температури в результаті ядерного вибуху призводить до того, що знову з'явився тритій і дейтерій, колишній на місці подій спочатку, виявляються в умовах, необхідних для початку термоядерної реакції. Ну ось і все, готово.
А Боєголовка перед вибухом; перший ступінь вгорі, другий ступінь внизу. Обидва компоненти термоядерної бомби.
Б Вибухова речовина підриває першу сходинку, стискаючи ядро плутонію до сверхкритического стану і ініціюючи ланцюгову реакцію розщеплення.
В В процесі розщеплення в першому ступені відбувається імпульс рентгенівського випромінювання, який поширюється вздовж внутрішньої частини оболонки, проникаючи через наповнювач з пінополістиролу.
Г Другий ступінь стискається внаслідок абляції (випаровування) під впливом рентгенівського випромінювання, і плутонієвий стрижень всередині другого ступеня переходить в надкритичної стан, ініціюючи ланцюгову реакцію, виділяючи величезну кількість тепла.
Д В стислому і розігрітому дейтериду літію-6 відбувається реакція злиття, що випускається нейтронний потік є ініціатором реакції розщеплення тампера. Вогненна куля розширюється ...
Треба сказати, що повна необізнаність про фізичних принципах майбутньої бомби була характерна тоді і для людей куди більше компетентних. Через багато років Лаврентьєв згадував епізод, який був з ним трохи пізніше, вже в студентські часи. Проректор МГУ, Новомосковсквшій студентам фізику, для чогось взявся розповісти і про водневій бомбі, що представляла собою, на його думку, систему поливу ворожій території рідким воднем. А що? Заморозити ворогів - мила справа. У слухав його студента Лаврентьєва, який про бомбу знав трошки більше, мимоволі вирвалася безстороння оцінка почутого, але відповісти на уїдливу репліку почула її сусідки було нічим. Чи не розповідати ж їй всі відомі йому подробиці.
В якості основного процесу знову пропонується реакція літію з воднем, яка знову не підходить з тих же причин, але примітно не це. Олег Лаврентьєв виявився першою людиною, який придумав ізолювати плазму за допомогою якого-небудь поля. Навіть те, що в його пропозиції ця роль, взагалі кажучи, другорядна - головна функція електричного поля в тому, щоб отримати енергію вилітають із зони реакції частинок, - нітрохи не змінює значення цього факту.
Незабаром після відсилання пропозицій Олег Лаврентьєв демобілізується з армії, вирушає до Москви і стає студентом першого курсу фізфаку МДУ. Наявні джерела говорять (з його слів), що зробив це він повністю самостійно, без протекції будь-яких інстанцій.
На самому початку наступного, 1951 року народження першокурсник Лаврентьєв був викликаний до міністра вимірювального приладобудування СРСР Махнева. де познайомився з самим міністром і своїм рецензентом А.Д.Сахарову. Треба зауважити, що очолюване Махнева відомство мало до вимірювальних приладів досить абстрактне ставлення, його дійсним призначенням було забезпечення ядерної програми СРСР. Сам Махнєв був секретарем Спеціального комітету, головою якого був всемогутній в ту пору Л.П.Берія. З ним наш студент познайомився через кілька днів. Сахаров знову був присутній при зустрічі, але про його ролі в ній практично нічого сказати не можна.
За спогадами О.А.Лаврентьєва, він готувався розповідати сановному начальнику про бомбу і реакторі, але Берію це ніби не цікавило. Розмова велася про самому гостя, його досягнення, плани і родичів. «Це були оглядини, - резюмував Олег Олександрович. - Йому хотілося, як я зрозумів, подивитися на мене і, можливо, на Сахарова, що ми за люди. Мабуть, думка виявилася сприятливим ».
Наслідком «оглядин» стали незвичайні для радянського першокурсника поблажки. Олегу Лаврентьєву була встановлена персональна стипендія, виділена для житла окрема кімната (правда, маленька - 14 кв. М.), Два персональних викладача з фізики і математики. Він був звільнений від плати за навчання. Нарешті, була організована доставка необхідної літератури.
Незабаром відбулося знайомство з технічними керівниками радянської атомної програми Б.Л.Ванніковим. Н.І.Павловим і И.В.Курчатову. Вчорашній сержант, за роки служби не бачив жодного генерала навіть здалеку, тепер на рівних розмовляв відразу з двома: Ванниковим і Павловим. Правда, питання задавав в основному Курчатов.
У травні наш герой отримав перепустку в ЛВПАН - Лабораторію вимірювальних приладів Академії наук, нині Інститут ім. Курчатова. Дивне тодішня назва теж було даниною загальної секретності. Олег був призначений практикантом в відділ електроапаратури з завданням ознайомитися з яка вже роботою над МТР (магнітним термоядерним реактором). Як і в університеті, до особливого гостя був прикріплений персональний гід, «фахівець з газових розрядів тов. Андріанов »- так говорить доповідна записка на ім'я Берії.
Співпраця з Ліпанов вже тоді вийшло досить напруженим. Там проектували установку з утриманням плазми магнітним полем, яка згодом стала токамака, а Лаврентьєв хотів працювати над доопрацьованій версією електромагнітної пастки, восходившей до його сахалинским думкам. В кінці 1951 року в Ліпанов відбулося детальне обговорення його проекту. Опоненти не знайшли в ньому помилок і в цілому визнали роботу вірною, але реалізовувати відмовилися, вирішивши «зосередити сили на головному напрямку». У 1952 році Лаврентьєв готує новий проект з уточненими параметрами плазми.
Треба відзначити, що Лаврентьєв в той момент думав, що його пропозиція по реактору теж запізнилося, і колеги з Липа розробляють цілком власну ідею, яка прийшла їм в голови незалежно і раніше. Про те, що самі колеги дотримуються іншої думки, він дізнався значно пізніше.
Ваш благодійник помер
- В університеті мені не тільки перестали давати підвищену стипендію, а й «вивернули» плату за навчання за минулий рік, фактично залишивши без засобів до існування, - розповідав багато років по тому Олег Олександрович. - Я пробився на прийом до нового декана і в повній розгубленості почув: «Ваш благодійник помер. Чого ж ви хочете? »Одночасно в Ліпанов був знятий допуск, і я позбувся постійного пропуску в лабораторію, де за існуючою раніше домовленості повинен був проходити переддипломну практику, а згодом і працювати. Якщо стипендію потім все-таки відновили, то допуск до інституту я так і не отримав.
Після університету Лаврентьєва так і не взяли на роботу в ЛВПАН, єдине в СРСР місце, де тоді займалися термоядерним синтезом. Зараз неможливо, та й безглуздо, намагатися зрозуміти, чи винна в цьому репутація «людини Берії», якісь особисті складності або щось ще.
Наш герой відправився до Харкова, де в ХФТІ якраз створювався відділ плазмових досліджень. Там він і зосередився над своєю улюбленою темою - електромагнітними пастками плазми. У 1958 році була пущена установка С1, нарешті показала життєздатність ідеї. Наступне десятиліття ознаменувалося будівництвом ще кількох установок, після чого ідеї Лаврентьєва стали сприйматися в науковому світі всерйоз.
У сімдесятих передбачалося побудувати і запустити велику установку «Юпітер», яка повинна була стати нарешті повноцінним конкурентом токамаков і стелараторів, побудованим на інших принципах. На жаль, поки новинка проектувалася, обстановка навколо змінилася. З метою економії коштів установка була зменшена вдвічі. Потрібна була переробка проекту та розрахунків. До моменту її завершення техніку довелося зменшувати ще на третину - і, звичайно, все знову перераховувати. Запущений нарешті зразок був цілком працездатний, але до повноцінних масштабів було, звичайно, далеко.
