Почему «царь-бомбу» взорвали на новой земле

Первая ядерная бомба отечественного производства

Через год, после своих главных конкурентов (США), СССР проводит собственные исследования, разработки и, в конечном итоге, 12-го августа 1953 года было взорвано первое советское ядерное оружие. Это была водородная бомба, которую взорвали по схеме “слойка”.

График накопления ядерного вооружения во время Ядерной гонки

В отличие от американских ученых, советские разработали готовый к практическому применению продукт. РДС-6с — так назвали водородную бомбу. 

Как вы относитесь к созданию ядерного оружия?

ПозитивноНегативно

Над ее изготовлением трудились группы под четким руководством А. Сахарова и Ю. Харитона. Разработки начались еще в 1945 году. Ученые остановили свой выбор на схеме “слойка” (ядерный заряд окруженный слоями легких и тяжелых металлов).

Подготовка к испытанию смертельно оружия.

Операцию по сборке водородной бомбы под наблюдением Ю. Харитонова проводили Н. Духов, Д. Фишман, Н. Терлецкий и другие советские ученые.

Тем временем подготовка происходила и на полигоне, где собирались взорвать бомбу. Там установили военную технику, измерительные приборы, киносъемочные станции, самолеты.

Первая советская атомная бомба

Впервые были применены вакуумные сборники радиохимических проб. Их особенность в том, что они автоматически открывались после действия ударной волны.

Нашим ученым хотелось знать все. Как выглядит облако на самом деле, как ударная волна действует на летящий самолет и другое. Поэтому во время испытаний было установлено около 500 киносъемочных станций, специальные самолеты в воздухе.

Мнение эксперта
Исаак Якович Зельдер
Советский астрофизик, физохимик, доктор физико-математических наук, Академик АН СССР, конструктор, инженер. Герой Социалистического труда СССР.

Запуск водородной бомбы происходил дистанционно. Все, что требовалось — это нажать на кнопку. Люди, которые занимались взрывом, сидели в специально подготовленном бункере. Бомбу расположили на стальной башне, на высоте 30 метров. Все следы прошлых испытаний были тщательно уничтожены.

Начало конца

Сигнал на подрыв был передан 12 августа 1953 года в 7:30 по местному времени.

Ядерная вспышка во время испытаний

Вспышка ослепила своей яркостью все вокруг. Ударная волна моментально разрушила все на расстоянии 4 км. Она была настолько сильной, что отбросила железнодорожный мост на 200 метров. Радиоактивные компоненты быстро распространились. Опасное облако разделилось на 3 части и двигалось в сторону Байкала, Омска и Алтайского края.

Особенности первой водородной бомбы.

Во-первых, она была создана с помощью сухого термоядерного горючего, что стало серьезным прорывом и заявлением США.

Во-вторых, это первое компактное ядерное оружие. Бомба поместилась на борту одного из бомбардировщиков.

В-третьих, эта советская разработка имела на то время самую большую мощность.

В Саратовском музее истории ядерного оружия баллистический корпус РДС-6с стоит на почетном центральном месте

РДС-6с принесла своим разработчикам много государственных наград. А главный идеолог и куратор этого проекта А. Сахаров получил место академика в Академии Наук СССР.

Обогнали Америку

Мнение эксперта
Кобельман Давид Борисович
Советский и российский учёный, специалист в области астрофизики физики гравитирующих систем. Профессор, Герой Социалистического труда, лауреат Ленинской премии.

В США часто оспаривали правильность схемы советских ученых. Хотя Америка на испытание имела бомбу размером с трехэтажный дом.

В скором времени они признают рациональность схемы “Слойка” и проведут несколько испытаний, которые покажут всю силу ударной волны при использовании данной схемы взрыва.

Гонка продолжается

В ответ на советский успех, Америка создала свою обновленную схему взрыва. Двухступенчатая схема Таллера-Улама. В результате взрыва они получили огромную мощность.

Схема термоядерной боеголовки США

Наши ученые разгадали секрет только спустя целый год (1954). Они быстро начали исследование и уже в 1955 году на Семипалатинском полигоне была испробована бомба в основе которой был секретный ингредиент, который им удалось разгадать — дейтерид лития-6.

https://youtube.com/watch?v=6zl_aKfB5og

Объективные проблемы

Идти по самому простому пути — сделать бомбу в десять раз больше, а значит и в десять раз мощнее — было бессмысленно. Первая советская атомная бомба, испытанная ещё в 1949 году, весила более 4,6 тонны. Но в то время в стране не имелось самолёта, который мог бы доставить это оружие к месту назначения. И было ясно, что создать в обозримое время аппарат, способный нести 44-тонный заряд, не получится. К слову, лишь в 1954 году под руководством авиаконструктора Андрея Туполева был создан серийный бомбардировщик Ту-95, ставший основой для самолёта, способного сбросить ядерную бомбу в указанной точке.

Бомбардировщик Ту-95. (wikipedia.org)

Задача, поставленная перед физиками, включёнными в группу по разработке конструкции термоядерной бомбы, казалась поначалу почти неразрешимой. При этом помимо трудностей с теорией имелись и сугубо практические проблемы. Каждое новое испытание атомного оружия требовало колоссальных ресурсов и продолжительной подготовки. Поэтому возможности проверять любую интересную идею на практике просто не было.

Запись ядерных реакций

Ядерные реакции записываются в виде специальных формул, в которых встречаются обозначения атомных ядер и элементарных частиц.

Первый способ написания формул ядерных реакций аналогичен записи формул реакций химических, то есть слева записывается сумма исходных частиц, справа — сумма получившихся частиц (продуктов реакции), а между ними ставится стрелка.

Так, реакция радиационного захвата нейтрона ядром кадмия-113 записывается так:

48113Cd+n→48114Cd+γ{\displaystyle {}_{48}^{113}{\textrm {Cd}}+n\rightarrow {}_{48}^{114}{\textrm {Cd}}+\gamma }.

Мы видим, что число протонов и нейтронов справа и слева остаётся одинаковым (барионное число сохраняется). Это же относится к электрическим зарядам, лептонным числам и другим величинам (энергия, импульс, момент импульса, …). В некоторых реакциях, где участвует слабое взаимодействие, протоны могут превращаться в нейтроны и наоборот, однако их суммарное число не меняется.

Второй способ записи, более удобный для ядерной физики, имеет вид A (a, bcd…) B, где А — ядро мишени, а — бомбардирующая частица (в том числе ядро), b, с, d, … — испускаемые частицы (в том числе ядра), В — остаточное ядро. В скобках записываются более лёгкие продукты реакции, вне — более тяжёлые. Так, вышеприведённая реакция захвата нейтрона может быть записана в таком виде:

48113Cd(n,γ)48114Cd{\displaystyle {}_{48}^{113}{\textrm {Cd}}(n,\gamma ){}_{48}^{114}{\textrm {Cd}}}.

Реакции часто называют по совокупности налетающих и испускаемых частиц, стоящих в скобках; так, выше записан типичный пример (n, γ)-реакции.

Первое принудительное ядерное превращение азота в кислород, которое провёл Резерфорд, обстреливая азот альфа-частицами, записывается в виде формулы

714N(α,p)817O{\displaystyle {}_{7}^{14}{\textrm {N}}(\alpha ,p){}_{8}^{17}{\textrm {O}}}, где p=11H{\displaystyle p={}_{1}^{1}{\textrm {H}}} — ядро атома водорода, протон.

В «химической» записи эта реакция выглядит как

714N+α→p+817O{\displaystyle {}_{7}^{14}{\textrm {N}}+\alpha \rightarrow p+{}_{8}^{17}{\textrm {O}}}.

Подробности проведения испытаний «Царь-бомбы»

Очередное обострение холодной войны привело советское руководство к идее демонстративно взорвать сверхмощную бомбу. 17 октября 1961 года Н.С. Хрущёв на открытии 22-го съезда КПСС заявил, что СССР обладает ядерными бомбами мощностью 50 и 100 мегатонн в тротиловом эквиваленте, и одна из таких бомб в 50 мегатонн будет вскоре испытана «для проверки взрывного устройства». К этому моменту в Арзамасе-16 «Царь-бомбу» уже собрали прямо на специальной железнодорожной платформе. Для этого пришлось проложить железнодорожную ветку прямо внутрь цеха, сломав стены.

В 20-х числах октября обычный по внешнему виду крытый вагон с подготовленной к транспортировке бомбой с соблюдением строжайших требований секретности и безопасности (вплоть до перекрытия всего движения по основным участкам на пуни следования) смог стартовать и быстро прибыть к месту назначения — станции Оленья на Кольском полуострове. Литерный состав из нескольких вагонов, часть которых прикрывала особый вагон спереди, а остальные сзади, под усиленной охраной, шёл с минимумом остановок и с несколькими переадресовками в пути, чтобы нельзя было определить станцию отправления.

На станции Оленья бомбу переместили на большегрузный автомобильный прицеп и под усиленной охраной доставили на аэродром. В специальном здании были проверены каждый узел и элемент автоматики «изделия», после чего «Царь-бомба» была приведена в боевое положение. День и час взрыва определялись погодой, а решающее одобрение начала испытаний дала госкомиссия, которая назначила их на 30 октября 1961 года.

Самолёт-носитель

Бомбардировщик Ту-95В с момента принятия решения о проведении испытаний был вновь приведён в боевую готовность. На самолёте срочно заменили все разъёмы в системе электроавтоматики сброса и сняли створки бомбового люка, поскольку реальная бомба по массе и габаритам оказалась несколько больше ранее применяемого макета: её вертикальный габарит превышал размеры бомбоотсека по высоте. Самолёт был также целиком, включая лопасти винтов, покрыт специальной светоотражающей краской белого цвета.

Место взрыва бомбы

Осуществление испытания было запланировано на территории советского ядерного полигона «Сухой нос». Он располагался на острове Новая Земля, а местом проведения взрыва «Царь-бомбы» была избрана точка в районе губы Митюши с координатами 73°48’9″ северной широты и 54°31’35” восточной долготы.

Архивное фото взрыва «Царь-бомбы»

Догнать «Иви Майка»

Чем термоядерная бомба отличается от атомной? В первую очередь тем, что в атомной бомбе взрывной эффект достигается за счет ускоренной цепной реакции деления, а в термоядерной – напротив, за счет сверхбыстрой взрывной реакции термоядерного синтеза. С точки зрения теории термоядерное устройство можно сделать сколь угодно мощным даже в рамках относительно небольшого «изделия» (что позднее и доказал Советский Союз, испытав свою Царь-бомбу). А водородным это оружие называют потому, что в качестве горючего для термоядерного синтеза используется изотоп водорода – дейтерий.

Над созданием термоядерного оружия и СССР, и США начали работать практически одновременно, не прекращая работ по созданию серийных атомных бомб. За счет имевшегося преимущества в опыте американцам удалось разработать свое первое термоядерное устройство – «Иви Майк» – на год раньше, чем это сделали советские ученые. Правда, эта конструкция совершенно не была похожа на пригодный к практическому использованию ядерный боеприпас. «Иви Майк» был высотой в три с лишним человеческих роста, что абсолютно исключало возможность его доставки к цели хоть каким-нибудь носителем, кроме транспортного корабля. Впрочем, США и не рассматривали первое термоядерное устройство как боевое – оно создавалось исключительно в испытательных целях. Его взрыв 1 ноября 1952 года доказал работоспособность избранной американскими учеными «двухступенчатой» схемы, при которой сначала срабатывала обычная атомная бомба, взрыв которой сжимал термоядерное топливо и поджигал его. В «холодной войне» начался новый этап.

Информация о работах американцев над термоядерной бомбой и ее испытании поступала в Советский Союз очень оперативно: над ее добычей работал специальный отдел научно-технической разведки в структуре внешней разведки НКВД. Первые точные данные об этих работах поступили от разведчиков еще в 1947 году, а годом позже пошли уже точные сведения, содержавшие в том числе информацию о некоторых конструктивных решениях и полученных результатах экспериментов. С учетом того, что в СССР теоретическая возможность создания термоядерной бомбы исследовалась с середины 1945 года, эти данные лишь ускорили появление советского устройства подобного типа. И 26 февраля 1950 года Совет Министров СССР принимает секретное постановление, которым задаются сроки и условия создания отечественной термоядерной бомбы. Она должна была быть готова и испытана в 1954 году.

Термоядерный плуг для великих строек капитализма

Теллер некоторое время пытался продвигать свою гигабомбу, но понял бесперспективность предприятия. К тому же после его участия в травле Оппенгеймера научное сообщество глубоко презирало Теллера, и никто не подал бы голос в поддержку идеи оружия для осуществления геноцида целых стран. Такой монстр не заинтересовал даже ястребов из Стратегического авиационного командования, а Эйзенхауэр попросту закрыл разработку всех проектовот 60 мегатонн».

На ту же тему NAWAPA: как провалился самый амбициозный инфраструктурный проект США

ПосемуСтрейнджлав во плоти» увлёкся другими идеями. Например, продвижением идей опасности глобального потепления, помощи израильской атомной программе и проектомПлаушер»:Плуг».

Он предполагал мирное использование атомных и термоядерных взрывов — наподобие советской госпрограммыЯдерные взрывы для народного хозяйства». Размах идей был традиционным для Теллера. Почему бы не сделать на Аляске новую искусственную бухту? Всего-то и надо — взорвать пару небольших подземных устройства мощностью по 2,4 мегатонны. И ещё три поменьше, чтобы прорыть проход. И отлично.

Оказалось, что экономического и даже военного смысла в такой бухте не очень много. А радиационное заражение водоёма и окрестностей будет таким, что работать там придётся в костюмах РХБЗ. Впрочем, проект попытались реализовать, и для проверки не придумали ничего лучше, чем привезти на Аляску заражённую землю из Невады. Провести проверки и прикопать.

Когда местные жители стали слишком часто умирать от рака, история всплыла и получилосьочень неудобно». Впрочем,заодно» были получены ценные научные данные о социально-экономических эффектах радиоактивного заражения коренных народов Крайнего Севера…

Теллер был очень раздосадован провалом и предложил новую идею: давайте добывать нефть из битуминозных песков канадской Атабаски посредством термоядерных взрывов?Проклятые радиофобы и пацифисты» из канадского правительства изумились и отказались.

Доктор Стрейнджлав» не угомонился, хоть и пережил сердечный приступ из-за критики атомной энергетики после аварии АЭС Три-Майл-Айленд. В 1980-м он выступил с идеей размещения атомного и лазерного оружия в космосе. Именно так началась   Стратегическая оборонная инициатива» — но об этом уже не сейчас.

Три-Майл-Айленд после аварии

А могли бы реально создать десятигигатонную бомбу?

В принципе, да. Только не бомбу, а гораздо более крупное устройство.

Смысла в этом не было ни малейшего. Мощность боеприпасов в начале атомной эры наращивали по двум причинам.

Во-первых, из-за неуверенности в успешности прорыва всё более мощной ПВО вероятного противника — чтобы хоть кто-то прорвался и достал цель парой десятков мегатонн, после чего о ней можно было бы забыть. Во-вторых, межконтинентальные баллистические ракеты первых поколений имели очень сомнительную точность. Особенно это актуально было для СССР, который к началу 60-х опасно отставал от США в средствах доставки.

Царь-Бомба»

Тогда, в начале 60-х, американцы приняли на вооружение бомбу Mk-41 на 25 мегатонн и изготовили таких пять сотен. СССР ответил испытаниямиЦарь-Бомбы» на 58 мегатонн.

Как только от авиабомб перешли к ракетамвоздух-земля», которые можно было пускать издалека, а межконтинентальные боеголовки научились приземляться в десятках метров от целей, — оружие мегатонного класса стало покидать арсеналы. Сейчас на вооружении, главным образом, стоят боеголовки регулируемой мощности до сотен килотонн.

Рассказывали, что у Теллера в кабинете висела доска со списком возможных боеприпасов и средств доставки. Финальным пунктом значилось устройство необозначенной запредельной мощности, а средством доставки был обозначен собственный задний двор.

Всё равно хватило бы всем.

Как устроена атомная бомба

После того, как в Берлине, в 1938 году, германские физики Отто Хан, Лиза Мейтнер и Фриц Штрассман открыли явление ядерного деления, появилась возможность создания оружия необычайной мощности.

Отто Ган и Лиза Мейтнер в лаборатории, где-то между 1912 т 1914 годами

Когда атом радиоактивного материала расщепляется на более легкие атомы, происходит внезапное, мощное высвобождение энергии.

Открытие ядерного деления открыло возможность использования ядерных технологий, включая оружие.

Атомная бомба — оружие, которое получает свою взрывную энергию только от реакции деления.

Принцип действия водородной бомбы или термоядерного заряда, основаны на комбинации ядерного деления и ядерного синтеза.

Цепная реакция деления ядер

Ядерный синтез — еще один тип реакции, в котором более легкие атомы объединяются для высвобождения энергии. Например, в результате реакции ядерного синтеза из атомов дейтерия и трития образуется атом гелия с высвобождением энергии.

Ядерный синтез

«Россия делает сама»

Монополия Соединенных Штатов на обладание атомным оружием длилась недолго, всего четыре года. Если бы наша страна не была настолько измотана Второй мировой войной, возможно, паритет был восстановлен еще быстрее. Ведь первые сведения об американском атомном проекте советская разведка сумела добыть еще в 1941 году, а с 1942-го был налажен стабильный канал их поступления непосредственно от участников разработки. С учетом того, что еще накануне войны в СССР над тематикой деления ядерных материалов работала целая плеяда ученых, а первый проект советской атомной бомбы появился еще в 1940 году благодаря Фрицу Ланге.

Стремясь компенсировать отставание от США в сфере создания собственного атомного оружия, Советский Союз в первые послевоенные годы взял мощнейший разбег. Да, проект знаменитой РДС-1 – первой испытанной советской атомной бомбы (аббревиатуру «изделия» в шутку расшифровывали как «Россия делает сама») – во многом был повторением американского. Решение идти этим путем принималось не от хорошей жизни: атомный паритет требовалось восстановить как можно скорее, в противном случае был риск получить Третью мировую войну почти сразу после Второй. О том, что бывшие союзники по Антигитлеровской коалиции прорабатывают подобные планы, Москва узнала от членов знаменитой «Кембриджской пятерки» в победном 1945-м, так что следовало спешить.

Сумев создать собственную атомную бомбу, советские ученые немедленно перешли к работам по ее совершенствованию и усилению, а затем взялись и за разработку более мощного вида оружия – термоядерного. Насколько спешно велись эти работы, можно судить по такому примечательному факту. Первая советская термоядерная бомба – РДС-6с, пригодная для доставки к цели на стратегическом бомбардировщике, – испытана 12 августа 1953 года. А одиннадцать дней спустя на том же Семипалатинском полигоне в испытательных целях сбросили с бомбардировщика Ту-16 первую отечественную серийную атомную бомбу РДС-4.

Земля неведомая и неизведанная

По неподтвержденным сведениям, открытие русскими поморами архипелага Новая Земля относится к XI веку. Убедительно доказать это никому не удалось, но изначальное название архипелага – Матка – сугубо древнерусского происхождения. Исторические документы XV-XVI веков уже свидетельствуют о том, что поморские промышленники, ведущие зверобойный промысел, эти острова посещали.

Пролив Маточкин Шар

В 1652 году указом царя Алексея Михайловича на архипелаг была отправлена первая экспедиция для поиска серебряных руд.

Первым русским исследователем Новой Земли стал Федор Розмыслов, который в 1768 году провел обследование пролива Маточкин Шар.

В 1870 году для пресечения притязаний иностранных государств на эту территорию была отправлена эскадра под командованием вице-адмирала Посьета в составе двух кораблей – корвета «Варяг» и клипера «Жемчуг».

Первые поселенцы – ненец Фома Вылка вместе с семьей – постоянно проживали на архипелаге с 1869 года. А в 1877 году началось строительство спасательной станции и обустройство нескольких переселенных на Новую Землю ненецких семей в становище Малые Кармакулы.

Суверенитет Советской России над островами был закреплен в 1923 году постановлением Совета труда и обороны об открытии радиостанций в восточной части пролива Маточкин Шар и на мысе Желание вблизи северной оконечности архипелага. А в 1924 году было принято решение о создании островного Совета депутатов, председателем которого, как и промысловой артели, стал Тыко Вылка – сын первого ненца-поселенца. Он, кстати, оставил свой след в истории. В годы Великой Отечественной войны фашистский самолет атаковал становище Белушья Губа – административный центр Новой Земли. Несколько жителей получили ранения. Вылка обратился к военным, попросил бронебойные патроны, получил их и на три дня удалился в тундру на мыс Морозова ждать врага. Враг прилетел. И был всего один выстрел. За этот подвиг Тыко Вылка был награжден боевым орденом.

Тыко Вылка

В 1954 году в становище Белушья Губа проживало уже 104 семьи. Когда оно стало центром Новоземельского испытательного полигона, ненцы покинули Новую Землю. И до начала 1990-х само существование населенных пунктов на Новой Земле было государственной тайной.

Памятник основателям гарнизона в Белушье Губе

Подготовлено по материалам конференции «Создание ядерного щита России» на МВТФ «Армия-2019», организованной 12 Главным управлением МО РФ.

• история
• media
• общество
• ядерный удар
• Новая Земля

Отказаться от взрывов

Команда на подрыв поступила с пульта управления в 7.30 утра 12 августа. Как вспоминали позднее участники испытаний, их поразило, насколько ярким был свет от взрыва: он резал глаза даже через специальные темные очки. Удивил их и внешний вид ядерного гриба: его ножка была куда толще, чем от первых советских атомных бомб. Мощность взрыва РДС-6с составила 400 килотонн в тротиловом эквиваленте – почти в 20 раз больше, чем у РДС-1. Заряд мог бы стереть с лица земли город радиусом восемь километров, а на полигоне уничтожил все объекты, расположенные на опытном участке.

Анализ результатов испытания показал, что «слойка» оказалась удачным решением, но для создания более мощных термоядерных зарядов необходима другая конструкция. И она довольно быстро была создана. Уже 22 ноября 1955 года там же, на Семипалатинском полигоне, испытали «изделие» РДС-37, собранное по двухступенчатому принципу: урановое ядро и сердечник из дейтерида лития-6. Участники разработки этой конструкции ее принцип часто называют «атомным обжатием», поскольку урановое ядро в момент взрыва сначала сильно сжимает, а потом поджигает термоядерное горючее.

Подобная схема позволяла увеличивать мощность взрыва практически без ограничений. Довольно скоро это было доказано на практике, когда 30 октября 1961 года Советский Союз испытал на Новоземельском полигоне Царь-бомбу – термоядерную бомбу мощностью 50 мегатонн. Это была половинная мощность боеприпаса, разработанного учеными под руководством Андрея Сахарова, но даже при ней взрывная волна трижды обошла Земной шар.

А два года спустя в Москве был заключен первый в мировой истории договор, касающийся ограничений в сфере разработки ядерного оружия – «Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой». 5 августа 1963 года под ним поставили подписи представители СССР, США и Великобритании. Его логическим продолжением стал заключенный в 1996 году Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний. Но он пока так и не вступил в силу: из 44 стран-участниц «ядерного клуба», чьи подписи сделают документ действительным, три – Северная Корея, Индия и Пакистан – его не подписали.

На краю света

Географическое положение Новой Земли благоприятствовало успешной реализации ядерной программы. Архипелаг расположен в Северном Ледовитом океане между теплым Баренцевым и холодным Карским морем. Два его крупнейших острова – Северный и Южный – разделены проливом Маточкин Шар (поморское название архипелага – Матка, «шар» на поморском диалекте означает пролив). Около половины северного острова занимают ледники, южный относится к зоне арктической тундры. Климат на островах морской арктический. Зима холодная, с ветрами до 50 метров в секунду. Горные гряды Новой Земли служат климаторазделом, изолирующим Карское море от влияния более теплых арктических вод.

Архипелаг представляет собой симметрическое поднятие земной коры. Одним из крупных поперечных разломов является структурный шов, по которому проходит пролив Маточкин Шар. На южном берегу этого пролива, в горах Моисеева и Лазарева, были пройдены горные выработки, в которых и провели основное количество ядерных подземных испытаний. Геологические особенности Новой Земли, в том числе слабая сейсмическая активность, отсутствие грунтовых вод создают условия для полной локализации продуктов ядерных взрывов под землей.