Нейтронное оружие Красной армии
Нейтронное оружие Красной армии
Академик Алиханов предложил два способа обезвреживания атомной бомбы на лету
В 1944 году октябрьско-ноябрьский выпуск популярного журнала «Техника – молодежи» привлек внимание читателей статьей академика Алиханова «Взрыв атома». Само по себе появление подобного материала в открытой печати да еще за авторством одного из участников сверхсекретного проекта – событие неординарное.
Ученые перестали публично выступать по этой теме с начала Второй мировой войны. В обеих противостоящих коалициях шли работы по созданию ядерного оружия. Впрочем, Абрам Исаакович Алиханов не вдавался в дебри секретных расчетов, а всего лишь знакомил читателей с постановкой вопроса «в общем и целом».
«Силы, которые скрепляют протоны и нейтроны в необычайно плотной упаковке атомного ядра, пока что еще загадочны. Но известно, что они огромны. Мощь внутриядерной энергии не может идти ни в какое сравнение с мощью обычных видов энергии, которые нам до сих пор были известны.
Сейчас физики с увлечением изучают совершенно новые ядерные превращения, при которых внутриядерной энергии выделяется в несколько десятков раз больше того, что наблюдалось до сих пор.
Такие превращения обнаружены у ядер тяжелого металла урана, когда его обстреливают нейтронами. Поглощая нейтрон, ядро урана не просто перестраивается, а разрывается надвое. Из такого тяжелого ядра атома урана получаются два новых ядра – ядра атомов других химических элементов, например криптона и бария. И вот что еще очень важно: распадаясь под действием снаряда-нейтрона на два новых ядра, урановое ядро в то же время само выбрасывает из себя нейтроны.
Чтобы нейтроны не рассеивались зря в пространства, где нет урана, а целиком и полностью были использованы в этой цепной реакции, надо взять достаточно большой, массивный кусок урана. Французские физики подсчитали, что такой лавинный, самопроизвольно развивающийся взрыв удастся уже в том случае, если будет облучена сплошная масса урана весом около 50 тонн.
Пятьдесят тонн – это груз, помещающийся в трех железнодорожных вагонах. Между тем при распаде такой порции вещества выделится столько энергии, что ею можно было бы вскипятить несколько миллиардов тонн воды.
Разумеется, в этих опытах требуется большая осторожность, иначе может разразиться неслыханная катастрофа».
До «неслыханной катастрофы» в Хиросиме и Нагасаки оставалось менее года. Работы по Манхэттенскому проекту были в самом разгаре. В 1944-м США уже успели испытать сбросом с бомбардировщика B-29 баллистический макет (корпус без заряда) первого варианта своей атомной бомбы «Худой» (Thin Man). На испытаниях возникли проблемы. «Худой» досаждал своим создателям преждевременным срабатыванием замка бомбосбрасывателя. В бомбах «Малыш» (Little Boy) и «Толстяк» (Fat Man) решение было найдено.
Как спасти города от вагонов с ураном
Ускоренными темпами, хотя и с объективным отставанием от США, продвигался и советский атомный проект. Когда номер «Техники – молодежи» вышел из печати, в Болгарию прибыла группа советских специалистов 4-го спецотдела НКВД с предписанием оценить возможность создания уранодобывающего предприятия на основе месторождения Готен (в дальнейшем для добычи урана в этой стране под эгидой Первого главного управления при Совнаркоме СССР было создано Советско-болгарское горное общество).
И Алиханов слегка лукавил, когда поведал о выкладках французских ученых с их 50-тонным зарядом урана, кстати, столько его было на одном лишь Готене. Кроме того, академик по понятным причинам не сказал читателям журнала о том, что цепная ядерная реакция могла быть осуществлена не вообще в уране, а при использовании его изотопов уран-233 и уран-235.
И прекрасно знал, что боевой ядерный заряд можно доставить к цели не в трех железнодорожных вагонах, а в обычной – крупнокалиберной по тем временам – авиабомбе. А потому академик думал о том, как обезопасить наши собственные города от таких «грузов». Но своими соображениями по понятным причинам не делился с широкой общественностью.
Еще в конце 1943 года Алиханов, работавший в Лаборатории № 2 Академии наук СССР (ныне Курчатовский институт), секретным порядком подготовил научную записку «О принципиальной возможности обезвреживания урановой бомбы», где сообщал: «Взрыв происходит после сближения двух половин бомбы, так что после их сближения общая масса урана оказывается выше критической, необходимой для развития цепной реакции.
После этого сближения попадание одного нейтрона вызывает взрыв… Если, однако, бомба в процессе сближения ее половин облучается сильным потоком нейтронов, то цепная реакция начнет развиваться при ничтожном превышении массы над критической, например при 1,01, то есть еще тогда, когда одна половина находится на некотором расстоянии от другой. В таком случае энергия взрыва будет в 10 тысяч раз меньше, однако вполне достаточной, чтобы разорвать оболочку бомбы и таким образом уничтожить ее».
Космические лучи в интересах обороны
Задачу защиты объектов от вражеских атомных бомб путем их принудительного преждевременного подрыва при сбросе Алиханов предлагал решать несколькими методами.
Первый предусматривал обстрел зенитными снарядами, снаряженными «небольшими ампулками из смеси радиоактивного вещества с бериллием». Академик полагал, что радиоактивное вещество, испускающее гамма-лучи, вырывает из бериллия нейтроны, и их число будет вполне достаточным.
Правда, он понимал всю сложность обеспечения попадания в падающую бомбу такой ампулы и надеялся в решении этого вопроса «на развитие радиолокации на сантиметровых и миллиметровых волнах», вполне допуская, что «автоматическое управление огнем позволит приблизиться к решению задачи».
Увы, имевшиеся в то время на вооружении ПВО Красной армии радиолокационные станции орудийной наводки СОН-2, ленд-лизовские СОН-3К (канадская) и SCR-584 (американская) такую точность обеспечить не могли. Да и сегодня для классической зенитной артиллерии это непросто.
Поэтому Алиханов предлагал и второй способ: размещать на борту специальных «противоатомных самолетов» тяжеловодные урановые реакторы, которые он рассматривал как мощный источник нейтронов, способных обезвреживать сброшенные атомные бомбы в радиусе километра. Тут, конечно, возникала задача обеспечения биологической защиты экипажей таких самолетов. Впрочем, они могли быть и дистанционно пилотируемыми – уровень развития радиоэлектроники такое решение уже допускал.
Алиханов не исключал, что вероятный противник может попытаться обезопасить свои атомные бомбы от внешнего облучения нейтронами, введя в конструкцию бомбы покрытие толстым слоем богатого водородом вещества (пластмассы), которое будет их эффективно поглощать. Чтобы преодолеть такие ухищрения, Алиханов предложил еще один метод – облучение бомбы «искусственными космическими лучами», которые генерировали бы мощный поток нейтронов в ней самой.
Правда, признавал академик, «хотя пути… уже намечены и строятся установки для получения космических лучей с энергией до 100 миллионов вольт, однако в данный момент неясны как механизм создания нейтронов, так и техника переноса облучения с одного места на другое».
Американцы действительно задумывались о возможности поражения своих атомных бомб вражеским зенитным огнем, разумеется, обычным, а не «нейтронным». Сброшенный на Нагасаки «Толстяк» был заключен в корпус из броневой стали толщиной 9,5 миллиметра. Конечно, подразумевалось не точное поражение бомбы, а случайное попадание в нее осколков зенитных снарядов.
К вопросу об обезвреживании на лету вражеских атомных бомб в СССР отнеслись со всей серьезностью. Вопрос рассматривался и в послевоенные годы, причем на уровне правительственного спецкомитета с участием Берии, Завенягина, Первухина, Курчатова, Харитона, Семенова, других административных и научных руководителей атомного проекта.
Ничего принципиально фантастического в таких выкладках не было. И сегодня одним из способов поражения в космосе термоядерных боевых блоков вражеских баллистических ракет рассматривается разрушение их направленным пучком элементарных частиц, но не нейтронов, а например, протонов или электронов, разгоняемых особыми ускорителями.
Эти пучки способны резко разогреть материалы боеголовки, вызвав нештатное срабатывание инициирующего заряда обычной взрывчатки. Либо произойдут расплавление части расщепляющегося материала и выход из строя электронной системы подрыва, из-за чего боеголовка превратится просто в болванку, начиненную тяжелым металлом.
Фантастика здесь в другом – в масштабах затрат на создание подобной системы противоракетной обороны.
Константин Чуприн
В 1944 году октябрьско-ноябрьский выпуск популярного журнала «Техника – молодежи» привлек внимание читателей статьей академика Алиханова «Взрыв атома». Само по себе появление подобного материала в открытой печати да еще за авторством одного из участников сверхсекретного проекта – событие неординарное.
Ученые перестали публично выступать по этой теме с начала Второй мировой войны. В обеих противостоящих коалициях шли работы по созданию ядерного оружия. Впрочем, Абрам Исаакович Алиханов не вдавался в дебри секретных расчетов, а всего лишь знакомил читателей с постановкой вопроса «в общем и целом».
«Силы, которые скрепляют протоны и нейтроны в необычайно плотной упаковке атомного ядра, пока что еще загадочны. Но известно, что они огромны. Мощь внутриядерной энергии не может идти ни в какое сравнение с мощью обычных видов энергии, которые нам до сих пор были известны.
Сейчас физики с увлечением изучают совершенно новые ядерные превращения, при которых внутриядерной энергии выделяется в несколько десятков раз больше того, что наблюдалось до сих пор.
Такие превращения обнаружены у ядер тяжелого металла урана, когда его обстреливают нейтронами. Поглощая нейтрон, ядро урана не просто перестраивается, а разрывается надвое. Из такого тяжелого ядра атома урана получаются два новых ядра – ядра атомов других химических элементов, например криптона и бария. И вот что еще очень важно: распадаясь под действием снаряда-нейтрона на два новых ядра, урановое ядро в то же время само выбрасывает из себя нейтроны.
Чтобы нейтроны не рассеивались зря в пространства, где нет урана, а целиком и полностью были использованы в этой цепной реакции, надо взять достаточно большой, массивный кусок урана. Французские физики подсчитали, что такой лавинный, самопроизвольно развивающийся взрыв удастся уже в том случае, если будет облучена сплошная масса урана весом около 50 тонн.
Пятьдесят тонн – это груз, помещающийся в трех железнодорожных вагонах. Между тем при распаде такой порции вещества выделится столько энергии, что ею можно было бы вскипятить несколько миллиардов тонн воды.
Разумеется, в этих опытах требуется большая осторожность, иначе может разразиться неслыханная катастрофа».
До «неслыханной катастрофы» в Хиросиме и Нагасаки оставалось менее года. Работы по Манхэттенскому проекту были в самом разгаре. В 1944-м США уже успели испытать сбросом с бомбардировщика B-29 баллистический макет (корпус без заряда) первого варианта своей атомной бомбы «Худой» (Thin Man). На испытаниях возникли проблемы. «Худой» досаждал своим создателям преждевременным срабатыванием замка бомбосбрасывателя. В бомбах «Малыш» (Little Boy) и «Толстяк» (Fat Man) решение было найдено.
Как спасти города от вагонов с ураном
Ускоренными темпами, хотя и с объективным отставанием от США, продвигался и советский атомный проект. Когда номер «Техники – молодежи» вышел из печати, в Болгарию прибыла группа советских специалистов 4-го спецотдела НКВД с предписанием оценить возможность создания уранодобывающего предприятия на основе месторождения Готен (в дальнейшем для добычи урана в этой стране под эгидой Первого главного управления при Совнаркоме СССР было создано Советско-болгарское горное общество).
И Алиханов слегка лукавил, когда поведал о выкладках французских ученых с их 50-тонным зарядом урана, кстати, столько его было на одном лишь Готене. Кроме того, академик по понятным причинам не сказал читателям журнала о том, что цепная ядерная реакция могла быть осуществлена не вообще в уране, а при использовании его изотопов уран-233 и уран-235.
И прекрасно знал, что боевой ядерный заряд можно доставить к цели не в трех железнодорожных вагонах, а в обычной – крупнокалиберной по тем временам – авиабомбе. А потому академик думал о том, как обезопасить наши собственные города от таких «грузов». Но своими соображениями по понятным причинам не делился с широкой общественностью.
Еще в конце 1943 года Алиханов, работавший в Лаборатории № 2 Академии наук СССР (ныне Курчатовский институт), секретным порядком подготовил научную записку «О принципиальной возможности обезвреживания урановой бомбы», где сообщал: «Взрыв происходит после сближения двух половин бомбы, так что после их сближения общая масса урана оказывается выше критической, необходимой для развития цепной реакции.
После этого сближения попадание одного нейтрона вызывает взрыв… Если, однако, бомба в процессе сближения ее половин облучается сильным потоком нейтронов, то цепная реакция начнет развиваться при ничтожном превышении массы над критической, например при 1,01, то есть еще тогда, когда одна половина находится на некотором расстоянии от другой. В таком случае энергия взрыва будет в 10 тысяч раз меньше, однако вполне достаточной, чтобы разорвать оболочку бомбы и таким образом уничтожить ее».
Космические лучи в интересах обороны
Задачу защиты объектов от вражеских атомных бомб путем их принудительного преждевременного подрыва при сбросе Алиханов предлагал решать несколькими методами.
Первый предусматривал обстрел зенитными снарядами, снаряженными «небольшими ампулками из смеси радиоактивного вещества с бериллием». Академик полагал, что радиоактивное вещество, испускающее гамма-лучи, вырывает из бериллия нейтроны, и их число будет вполне достаточным.
Правда, он понимал всю сложность обеспечения попадания в падающую бомбу такой ампулы и надеялся в решении этого вопроса «на развитие радиолокации на сантиметровых и миллиметровых волнах», вполне допуская, что «автоматическое управление огнем позволит приблизиться к решению задачи».
Увы, имевшиеся в то время на вооружении ПВО Красной армии радиолокационные станции орудийной наводки СОН-2, ленд-лизовские СОН-3К (канадская) и SCR-584 (американская) такую точность обеспечить не могли. Да и сегодня для классической зенитной артиллерии это непросто.
Поэтому Алиханов предлагал и второй способ: размещать на борту специальных «противоатомных самолетов» тяжеловодные урановые реакторы, которые он рассматривал как мощный источник нейтронов, способных обезвреживать сброшенные атомные бомбы в радиусе километра. Тут, конечно, возникала задача обеспечения биологической защиты экипажей таких самолетов. Впрочем, они могли быть и дистанционно пилотируемыми – уровень развития радиоэлектроники такое решение уже допускал.
Алиханов не исключал, что вероятный противник может попытаться обезопасить свои атомные бомбы от внешнего облучения нейтронами, введя в конструкцию бомбы покрытие толстым слоем богатого водородом вещества (пластмассы), которое будет их эффективно поглощать. Чтобы преодолеть такие ухищрения, Алиханов предложил еще один метод – облучение бомбы «искусственными космическими лучами», которые генерировали бы мощный поток нейтронов в ней самой.
Правда, признавал академик, «хотя пути… уже намечены и строятся установки для получения космических лучей с энергией до 100 миллионов вольт, однако в данный момент неясны как механизм создания нейтронов, так и техника переноса облучения с одного места на другое».
Американцы действительно задумывались о возможности поражения своих атомных бомб вражеским зенитным огнем, разумеется, обычным, а не «нейтронным». Сброшенный на Нагасаки «Толстяк» был заключен в корпус из броневой стали толщиной 9,5 миллиметра. Конечно, подразумевалось не точное поражение бомбы, а случайное попадание в нее осколков зенитных снарядов.
К вопросу об обезвреживании на лету вражеских атомных бомб в СССР отнеслись со всей серьезностью. Вопрос рассматривался и в послевоенные годы, причем на уровне правительственного спецкомитета с участием Берии, Завенягина, Первухина, Курчатова, Харитона, Семенова, других административных и научных руководителей атомного проекта.
Ничего принципиально фантастического в таких выкладках не было. И сегодня одним из способов поражения в космосе термоядерных боевых блоков вражеских баллистических ракет рассматривается разрушение их направленным пучком элементарных частиц, но не нейтронов, а например, протонов или электронов, разгоняемых особыми ускорителями.
Эти пучки способны резко разогреть материалы боеголовки, вызвав нештатное срабатывание инициирующего заряда обычной взрывчатки. Либо произойдут расплавление части расщепляющегося материала и выход из строя электронной системы подрыва, из-за чего боеголовка превратится просто в болванку, начиненную тяжелым металлом.
Фантастика здесь в другом – в масштабах затрат на создание подобной системы противоракетной обороны.
Константин Чуприн