Ядерные боеприпасы в России в XX веке
Материал из Documentation.
В октябре 1961 был испытан первый ядерный боеприпас, полностью разработанный и изготовленный силами ВНИИТФа.[1]
Содержание |
[править] Модели боеприпасов
[править] Изделие 49
В 1958 году был испытан новый тип термоядерного заряда «изделие 49», которое явилось следующим шагом в формировании эталона термоядерных зарядов (его разработка была завершена в 1957 году). Идеологами этого проекта и разработчиками физической схемы заряда были Ю. А. Трутнев и Ю. Н. Бабаев.[2]
Особенность нового заряда состояла в том, что при использовании основных принципов РДС-37 в нём удалось:[3]
- существенно уменьшить габаритные параметры за счёт нового смелого решения задачи переноса рентгеновского излучения, определяющего имплозию;
- упростить слоёную структуру вторичного модуля, что оказалось чрезвычайно важным практическим решением.
По условиям адаптации к конкретным носителям «изделие 49» разрабатывалось в меньшей габаритно-весовой категории по сравнению с зарядом РДС-37, однако его удельное объемное энерговыделение оказалось в 2,4 раза больше. Физическая схема заряда оказалась исключительно удачной.[4]
Заряд «изделие 49» был передан на вооружение и впоследствии подвергался модернизации, связанной с заменой первичных источников энергии.[5]
В 1958 году под руководством Ю. А. Трутнева был разработан самый лёгкий к тому времени термоядерный заряд по схеме «изделия 49», который также был успешно испытан.[6]
[править] Проект 202
Разработка заряда сверхбольшой мощности была начата в 1956 году в НИИ-1011 и получила название «проект 202». Этот проект представлял собой развитие принципов РДС-37 и был ориентирован на достижение энерговыделения в 30 Мт. В качестве боеприпаса, использующего такой термоядерный заряд, предполагалась авиабомба, для которой был разработан необходимый корпус и парашютная система. По своим габаритным характеристикам эта авиабомба не помещалась внутри бомбового отсека тяжёлого бомбардировщика Ту-95, который поступил на вооружение в 1957 году.[7]
«Проект 202» не был реализован.[8]
[править] РДС-1
Разработка конструкции атомного заряда, названного РДС-1, была начата в конце 1945 года. Разработка началась с модели заряда в масштабе 1/5 натурной величины. Работы проводились без технического задания, по устным указаниям Ю. Б. Харитона.[9]
За официальную точку начала отсчёта разработки РДС-1 следует принять дату выпуска «Тактико-технического задания на атомную бомбу» (ТТЗ), подписанного главным конструктором Ю. Б. Харитоном 1 июля 1946 года и направленного начальнику Первого главного управления при Совмине СССР Б. Л. Ванникову.[10]
11 апреля 1949 года — Создание в КБ-11 специальной группы по подготовке испытания первой атомной бомбы РДС-1.[11]
26 июля 1949 года — Завершение подготовки полигона к испытанию атомной бомбы РДС-1.[12]
8 августа 1949 года — Поставка в КБ-11 деталей из плутония для первой атомной бомбы, изготовленных на заводе «В» комбината № 817.[13]
22 августа 1949 года — Генеральная репетиция испытания первой атомной бомбы на полигоне.[14]
Малая серия атомных зарядов типа РДС-1 была заложена на хранение в Арзамасе-16 в количестве пяти штук в 1950 году. Это был запас на случай чрезвычайных обстоятельств.[15]
[править] РДС-2 и РДС-3
Следующие после РДС-1 испытания атомных зарядов были проведены во второй половине 1951 года. Разработанным конструкциям атомного заряда были даны обозначения РДС-2, РДС-3 (различались они только составом ядерной начинки).[16]
Заряды РДС-2 и РДС-3 создавались как боеприпас (авиабомба) для тяжёлых бомбардировщиков.[17]
В конструкциях РДС-2, РДС-3 был сохранён один из основных геометрических параметров заряда РДС-1 — наружный радиус основного сферического заряда ВВ и взрывчатый состав — смесь тротила с гексогеном в соотношении 1:1 — ТГ 50/50.[18]
Фокусирующая система РДС-2, РДС-3 принципиально отличалась от фокусирующей системы, применяемой в РДС-1. В ней удалось устранить недостаток, обусловленный принципом работы фокусирующего элемента на разнице в скоростях используемых ВВ, что дало возможность существенно уменьшить высоту и массу фокусирующего слоя.[19]
Диаметр и масса РДС-2 и РДС-3, по сравнению с РДС-1, уменьшились, а мощность увеличилась приблизительно в два раза.[20]
Заряд РДС-2 с начинкой из плутония был успешно испытан 24 сентября 1951 года. Энергия взрыва — 38 кт.[21]
18 октября 1951 года — Проведено первое в СССР ядерное испытание со сбросом ядерной бомбы РДС-3 с самолёта. Бомба была сброшена на цель с высоты 10 км и взорвана на высоте 400 м над уровнем земли. Энергия взрыва — 42 кт.[22]
[править] РДС-4
В основу принципиальной схемы и конструкции РДС-4 был положен опыт разработки РДС-2 и РДС-3.[23]
В РДС-4 была использована ядерная начинка и нейтронный запал заряда РДС-2. В качестве ВВ использовался также состав ТГ 50/50, но объем ВВ был существенно уменьшен.[24]
Бомба РДС-4 была успешно испытана 23 августа 1953 года на Семипалатинском полигоне сбрасыванием с самолёта. Бомба подвешивалась к самолету Ил-28, который в сопровождении самолёта-дублера и двух истребителей МиГ-17 набрал высоту 11 000 м и, выйдя на боевой курс, сбросил бомбу над целью. Бомба взорвалась на высоте 600 м. Энерговыделение взрыва составило 28 кт.[25]
В дальнейшем заряд бомбы РДС-4 был также использован в качестве боевого оснащения баллистических ракет средней дальности Р-5М.[26]
[править] РДС-4М
В ходе полигонных испытаний 1953 и 1954 годов были получены важные результаты для дальнейших проработок и оптимизации массы плутония и энерговыделения заряда на принципе имплозии. Результаты этих полигонных испытаний были положены в основу разработки модификации атомной бомбы РДС-4 с меньшей по массе ядерной начинкой и, соответственно, меньшей мощности — варианта РДС-4М.[27]
[править] РДС-6
10 июня 1948 года — Постановление СМ СССР о дополнении плана работ КБ-11. Постановление обязало КБ-11 к 1 июня 1949 года провести теоретическую и экспериментальную проверку данных о возможности создания водородной бомбы РДС-6.[28]
В ноябре 1948 года сотрудник группы И. Е. Тамма В. Л. Гинзбург выпустил отчёт, в котором предложил использовать в слоистой системе новое термоядерное горючее — дейтерид лития-6, который при захвате нейтронов образует эффективное термоядерное горючее — тритий.[29]
Постановлением Совета Министров СССР от 28 февраля 1950 года работы над водородной бомбой были сосредоточены в КБ-11. В соответствии с этим постановлением группа И. Е. Тамма была направлена в 1950 году на постоянную работу в Арзамас-16.[30]
Разработанный в 1950—1953 годах в КБ-11 термоядерный заряд РДС-6 с, явившийся первым термоядерным зарядом СССР, был выполнен по одностадийной схеме. Он представлял собой сферическую систему из слоёв урана и термоядерного горючего, окруженных химическим взрывчатым веществом. Для увеличения энерговыделения заряда в его конструкции был использован тритий.[31]
Общее руководство работами над РДС-6 с осуществлялось И. В. Курчатовым. Главным конструктором и непосредственным руководителем работ был Ю. Б. Харитон.[32]
12 августа 1953 года — Испытание первой советской одностадийной термоядерной бомбы РДС-6с. Величина энерговыделения РДС-6 с была эквивалентна энергии взрыва 400 тыс. тонн тротила.[33]
Работами по РДС-6 с был создан научно-технический задел, который был затем использован в разработке несравнимо более совершенной водородной бомбы принципиально нового типа — водородной бомбы двухстадийной конструкции.[34]
[править] РДС-27
6 ноября 1955 года в СССР был успешно испытан заряд РДС-27, который представлял собой модернизацию РДС-6 с на основе использования исключительно дейтерида лития (без использования трития). При этом параметры гетерогенного ядра были несколько модернизированы. Энерговыделение заряда составило 250 кт, что было в 1,6 раза меньше энерговыделения РДС-6 с, но существенно превосходило энерговыделение традиционных ядерных зарядов. По своим конструкционным качествам это было реальное оружие, а его испытание производилось в составе авиабомбы, сброшенной с самолета.[35]
[править] РДС-37
Техническое задание на конструкцию двухступенчатой водородной бомбы РДС-37 было выдано физиками-теоретиками 3 февраля 1955 года.[36]
22 ноября 1955 года — Первое испытание мощного двухстадийного термоядерного заряда РДС-37 в СССР. Энерговыделение заряда в эксперименте составило 1,6 Мт, а так как по соображениям безопасности на Семипалатинском полигоне заряд испытывался на неполную мощность, то прогнозируемое полномасштабное энерговыделение заряда составляло 3 Мт. Коэффициент усиления энерго¬выделения в РДС-37 составлял около двух порядков, в заряде не использовался тритий, термоядерным горючим был дейтерид лития, а основным делящимся материалом был U-238.[37]
Созданием заряда РДС-37 был совершён прорыв в решении проблемы термоядерного оружия, а сам заряд явился прототипом всех последующих двухстадийных термоядерных зарядов СССР.[38]
[править] Царь-бомба
После окончания моратория в 1961 году к задаче создания сверхбомбы вернулись, но теперь речь уже шла о термоядерном заряде с энерговыделением 100 Мт, который должен был размещаться в авиабомбе, разработанной по «проекту 202». На этом этапе разработка нового сверхмощного заряда проводилась в КБ-11 по инициативе Ю. А. Трутнева и А. Д. Сахарова, в состав авторского коллектива входили также Ю. Н. Бабаев, В. Б. Адамский и Ю. Н. Смирнов. Оригинальные решения и накопленный опыт позволили исключительно быстро реализовать эту разработку, и заряд был успешно испытан 30 октября 1961 года.[39]
Среди особенностей этого заряда следует отметить то обстоятельство, что большой объем за¬ряда (обусловленный его высоким энерговыделением), требовал значительных количеств энергии рентгеновского излучения для осуществления имплозии. Разработанные ядерные заряды не удовлетворяли этому условию, и поэтому в качестве первичного источника «сверхмощного заряда» использовался разработанный ранее двухстадийный термоядерный заряд с относительно небольшим энерговыделением. Этот заряд был ранее разработан Ю. А. Трутневым и Ю. Н. Бабаевым.[40]
Другая особенность сверхмощного заряда была связана с обеспечением его натурных испытаний. Полномасштабное испытание заряда с энерговыделением в 100 Мт привело бы к значительному выходу радиоактивности, определяемой продуктами деления U-238. Кроме того, по специфике условий сброса авиабомбы, в которой находился заряд, высота взрыва была недостаточна, чтобы исключить касание поверхности земли огненным шаром взрыва, а в этом случае произошло бы значительное радиоактивное загрязнение полигона. Поэтому А. Д. Сахаровым было предложено и реализовано проведение неполномасштабного испытания сверхбомбы, во вторичном модуле которой U-238 был заменен на пассивные материалы, которые не делятся и не активируются значимым об¬разом термоядерными нейтронами. Кроме того, снижение уровня энерговыделения до 50 Мт позволило избежать и касания грунта огненным шаром взрыва. Таким образом, несмотря на огромное энерговыделение, это испытание было проведено экологически относительно безопасным образом. Доля энерговыделения, определяемого реакциями деления, составила при этом 3 %.[41]
Термоядерный заряд сработал в расчетном режиме, энерговыделение взрыва составило 50 Мт, и, тем самым, сверхбомба с полномасштабным энерговыделением в 100 Мт была создана.[42]
Этот заряд не был поставлен на вооружение (баллистические ракеты, которые стали рассматриваться в качестве основного средства доставки ядерного оружия, не обладали достаточной грузоподъёмностью).[43]
[править] Модели ракет
[править] Р-7
Заряд для ракеты Р-7 испытывался в корпусе авиабомбы. Ввиду высокой расчетной мощности термоядерного заряда и в соответствии с принятым решением о проведении полномасштабного взрыва, его испытание проводилось на Северном полигоне. Местом испытания было выбрано опытное поле, расположенное в 260 км от основной базы полигона.[44]
6 октября 1957 года бомба была сброшена с самолета Ту-16. Бомбометание производилось с высоты 11500 м. Взрыв был произведен на высоте около 2100 м над целью. В момент взрыва образовался ослепительный яркий огненный шар. Полученная мощность термоядерного заряда в 2,9 Мт превышала расчетную на 20 %.[45]
[править] Р-7А
В конце 1958 года КБ-11 был успешно испытан новый термоядерный заряд по схеме «изделия 49» для оснащения стратегической МБР Р-7А. По сравнению с зарядом, разработанным для оснащения первого варианта этой МБР Р-7, при сохранении энерговыделения были радикально уменьшены массогабаритные параметры заряда (диаметр заряда был уменьшен в 1,75 раза). В качестве первичного атомного заряда использовался заряд с газовым Т-Д бустингом.[46]
