Малоизвестные факты о создании советской атомной бомбы

В майском номере «Докладов АН СССР» за 1945 год была напечатана статья, в которой говорилось о сходящейся волне при «взрыве вовнутрь». По сути дела, речь шла о механизме приведения в действие атомной бомбы так называемым имплозивным методом. Автором этого труда был газодинамик Кирилл Станюкович, опубликовавший свои выводы еще в 1944 году. «Свободная Пресса» решила рассказать о малоизвестных фактах, связанных с разработкой советской ядерной бомбы.

Атомная бомба? Ежу понятно!

Осенью 1951 года в одной из аудиторий МВТУ им. Баумана студенты спросили у своего преподавателя, подстриженного под «ёжик», что он думает о книге Г. Д. Смита «Атомная энергия для военных целей» (1946г). Кирилл Петрович Станюкович — так звали лектора — посоветовал студентам прочесть его доклад, опубликованный в трудах АН СССР в 1945 году. «Ничего особенного в атомной бомбе нет, — сказал ученый, — понятно и ёжу».

Однако в «Докладах Академии Наук» студенты ничего не нашли, поскольку даже не поняли, о чем шла речь. Дело в том, что они искали статью о быстром сближении двух докритических масс, как было изложено в книге Смита (проект атомной бомбы «Малыш»).

Впрочем, нескольким студентам из этой группы впоследствии Кирилл Петрович все-таки рассказал, что он имел виду. Правда, только тем, кто по распределению попал в таинственную Приволжскую контору Главгорстроя, — она же Москва, п/я 975, она же Москва, Центр, 300, она же Арзамас- 16.

Для этих молодых ученых расставание со Станюковичем было недолгим. Вскоре они опять оказались на его лекциях, уже для получения специальных знаний. «Система уравнений механики сплошной среды всем известна, надо только подумать, в каких координатах — эйлеровых или лагранжевых, вам ее излагать? — спросил Кирилл Петрович будущих ученых. —  И не лучше ли нам прямо начать с особых решений?»

От такого начала молодые инженеры просто остолбенели, но затем осознали, что наконец-то попали в настоящую советскую науку.

Математическое пророчество Ландау-Станюковича

О том, что ключ к атомной бомбе был в руках К.П. Станюковича еще в 1944 году, говорит статья Л.Д.Ландау и К.П. Станюковича, в которой был выведен закон нарастания детонационной сходящейся волны. Благодаря этой математической методике, можно было бы определить параметры азидного детонатора, способного взорвать плутониевую бомбу.

Ученные вычислили величину давления для основного взрывчатого вещества, необходимого для приведения ядерного заряда в действие, и скорость движения продуктов во взрывчатом веществе. Были получены следующие цифры: 250 тысяч атмосфер и 2000 метров в секунду соответственно.

Тогда такие показатели казались нереальными, так как считалось, что чем дальше от взрыва, тем слабее волна. Между тем для «взрыва вовнутрь» действовало другое правило: «интенсивность волны по мере приближения к центру симметрии неограниченно возрастает. Таким образом, уже в 1944 году в СССР была необходимая теоретическая база для создания плутониевой бомбы.

Однако только к весне 1948 года в лаборатории Альтшулера двумя независимыми методами было доказано, что «скорость движения продуктов взрыва во взрывчатом веществе действительно равнялась 2000 метрам в секунду, а давление — 250 тысячам атмосфер». Все это не только предопределило испытание первой советской атомной бомбы в августе 1949 года, но и позволило точно предсказать её мощность.

О чем доложила разведка

В 1943 году, когда еще Ландау и Станюкович корпели над формулой «взрыва вовнутрь», Курчатов уже переориентировал советскую программу на плутониевый вариант, о чем говорится в специальной записке от 22 марта 1943 года.

Однако окончательное решение было принято только после 7 апреля 1945 года, когда от советской разведки были получены отрывочные сведения об американской атомной бомбе. На основании этих данных Курчатов написал, что «…в этом, наибольшем по объему, разделе материалов изложен метод приведения бомбы в действие „взрывом вовнутрь“, о котором мы узнали совсем недавно, и работу над которым только ещё начинаем».

А за неделю до этого, 30 марта 1945 года, Курчатов изучил материал «О немецкой атомной бомбе», под которым сделал следующий отзыв: «Материал исключительно интересен. Он содержит описание конструкции немецкой атомной бомбы, предназначенной к транспортировке на баллистической ракете „Фау“. Перевод урана-235 через критическую массу, который необходим для развития цепного атомного процесса, производится в описываемой конструкции взрывом окружающий уран-235 смеси пористого тринитротолуола и жидкого кислорода. Запал урана осуществляется быстрыми нейтронами, генерируемыми при помощи высоковольтной трубки, питаемой от специальных генераторов».

Если от американского варианта была известна лишь концепция, то характеристики «взрыва вовнутрь» немецкой атомной бомбы" были вычислены. В частности, давление составляло 200 тысяч атмосфер и отличалось от выводов Ландау и Станюковича. Иными словами, немецкая атомная бомба оказалась мертворожденной, хотя и ввела в заблуждение наших ученых.

Американскую бомбу тоже делал «наш Егор»

Автором американской теории «взрыва вовнутрь» был физик Ричард Толмэн, который описал этот принцип в письме Оппенгеймеру от 27 марта 1943 года. В этом же году первое испытание азидного детонатора провели С. Ниддермейер, С. Улам и Д. Кистяковский.

Несмотря на то, что работы по программе «Имплозии» для создания детонатора плутониевой бомбы были поручены прекрасному ученому Ниддермейеру, однако тот не справился с инженерными проблемами и с управлением проекта в целом. В итоге эту задачу пришлось решать русскому эмигранту Егору Богдановичу Кистяковскому, который к этому времени звался Джорджом.

В отличие от советских ученых, американцы с самого начала стали опираться на теоретические выводы теории «взрыва вовнутрь». Для этого математик Станислав Улам разработал математическую модель имплозии, аналогичную той, которую предложили Ландау-Станюкович. Это позволило им уже в 1944 году иметь необходимые технические характеристики для проектирования плутониевой атомной бомбы «Толстяк» (Fat man), которая была взорвана над Нагасаки 9 августа 1945 года.

Фотона на открытии: Советская атомная бомба, ИТАР-ТАСС/ Владимир Веленгурин.