2.7. Термоядерные заряды второго поколения

После успешного испытания бомбы РДС-37 начались интенсивные работы по разработке новых термоядерных зарядов с улучшенными характеристиками. В стране возник мощный интеллектуальный импульс, который временами приобретал характер соревновательной деятельности между «Арзамас-16» (ныне г. Саров) и «Челябинск-70» (ныне г. Снежинск).

В 1958 г. состоялись испытания нового типа термоядерного заряда «изделие 49», который явился следующим шагом в формировании облика термоядерных зарядов. Идеологами этого проекта и разработчиками физической схемы заряда стали Ю.А. Трутнев и Ю.Н. Бабаев (Арзамас-16). Особенность нового заряда состояла в том, что при использовании основных принципов РДС-37 в нем удалось существенно уменьшить габаритные размеры за счет нового смелого решения задачи переноса рентгеновского излучения, определяющего имплозию. Физическая схема заряда («изделие 49») оказалась исключительно удачной, в результате заряд был передан на вооружение армии и флота.

В конце 1958 г. в КБ-11 успешно прошел испытание новый термоядерный заряд по схеме изделия 49 для оснащения межконтинентальной стратегической ракеты Р-7А. По сравнению с зарядом Р-7, разработанным для оснащения первого варианта этой межконтинентальной баллистической ракеты, при сохранении энерговыделения были радикально уменьшены массогабаритные параметры. В качестве первичного атомного заряда использовался заряд с газовым ТО-усилени-ем (в иностранной терминологии «бустинг»).

Один из решающих моментов в развитии ядерных зарядов, в особенности первичных атомных зарядов для стадийного термоядерного оружия, – возможность использования в ядерных зарядах термоядерного усиления. Когда ядерный заряд срабатывает, его центральная часть подвергается действию высоких давлений и температур, определяемых имплозией центральной части и процессами деления. Характерные уровни давлений составляют десятки миллионов атмосфер, а характерные уровни температуры – десятки миллионов градусов. Эти условия в центре обжимаемого ядра достаточны для инициирования термоядерных реакций. Термоядерные нейтроны благодаря своей высокой энергии эффективно взаимодействуют с ядрами делящихся материалов. Импульс термоядерных реакций вызывает развитие цепной реакции, что многократно увеличивает эффективность процесса деления.

В СССР проблемой термоядерного усиления в 1954 г. занималось КБ-11 (Я.Б. Зельдович, Л.П. Феоктистов). Первоначально, как и в Великобритании, было проведено испытание ядерного заряда, в котором термоядерное усиление осуществлялось термоядерным горючим в виде дейтерида-тритида лития («Челябинск-70»). После этого в 1957 г. успешно прошло испытание заряда с термоядерным усилением БТ-газом (КБ-11, Я.Б. Зельдович, С.Б. Кормер, В.Г. Морозов, В.П. Жогин). В этих испытаниях была доказана как возможность, так и эффективность процесса термоядерного усиления. Результаты испытаний послужили основой для широкого развития данной технологии в ядерной оружейной программе СССР.

В 1957 г., на год раньше, чем в США, в КБ-11 Л.В. Альтшулером, Я.Б. Зельдовичем и Ю.М. Стяжкиным был предложен оригинальный метод исследования начальной стадии работы ядерных зарядов, названный Ю.Б. Харитоном методом невзрывных цепных реакций.

Среди работ по первичным источникам энергии, которые привели к существенному снижению массогабаритных показателей термоядерных зарядов (этот показатель принципиально важен для носителей ядерного оружия), следует отметить предложения, сделанные специалистами КБ-11 В.П.Феодоритовым (1956) и А.Г.Ивановым (1958). Физические схемы зарядов, предложенные и реализованные В.Н. Михайловым и Р.И. Илькаевым (1963—1965) в конкретных зарядах, фактически используются в большинстве типов первичных зарядов (или их модификациях), находящихся на вооружении и в настоящее время. Заряды, разработанные на основе этих физических схем, обладают рекордной стойкостью к действию ведущего поражающего фактора ядерного взрыва.

Осенью 1958 г. СССР ввел совместно с США мораторий на ядерные испытания. Не касаясь политической стороны вопроса, отметим, что для СССР в военно-техническом отношении это было неудачное решение. США к тому времени провели 196 ядерных испытаний и создали мощный термоядерный арсенал (17 300 Мт!), в состав которого входило 7500 ядерных и термоядерных зарядов. Ничем подобным СССР в то время не располагал. Это был период безусловного ядерного превосходства США, поэтому в их интересах было сохранить такое положение. СССР к тому времени уже имел «изделие 49» и ряд других термоядерных зарядов, однако еще не было достигнуто необходимое тиражирование и накопление термоядерных зарядов в различных массогабаритных категориях. Предстояло решить также задачу создания сверхмощных термоядерных зарядов, чтобы в какой-то степени компенсировать огромное превосходство термоядерного арсенала США. Без ядерных испытаний этого сделать было невозможно, поэтому наступил опасный период роста ядерных возможностей США, опиравшихся на внедрение отработанной ими к тому времени системы ядерных и термоядерных зарядов.

Наши политики рассуждали о безъядерном мире, о полном запрещении ядерных испытаний, в то время как СССР был окружен сетью военных баз США и НАТО, опираясь на которые Америка реально могла уничтожить наше государство в термоядерной войне. При этом ответная значимая угроза для США с нашей стороны практически отсутствовала. Именно по этой причине США после достигнутых СССР успехов в конструировании и испытании зарядов в 1957—1958 гг. навязали нам мораторий на ядерные испытания.

Интенсивная подготовка к переходу на подземные испытания ядерных зарядов началась в СССР в 1958 г., после объявления нашей страной в одностороннем порядке моратория на проведение испытаний ядерного оружия в трех средах. В США первый камуфлетный подземный ядерный взрыв <<Rairrier» был проведен 19 сентября 1957 г. У нас первый подземный ядерный взрыв был проведен 11 октября 1961 г. в штольне Семипалатинского испытательного полигона, с 1964 г. мощные подземные взрывы стали проводиться на полигоне Новая Земля. Со временем подземные испытания усложнялись вследствие как резкого увеличения объема физических измерений, так и ужесточения требований к обеспечению экологической безопасности.

По инициативе специалистов ВНИИЭФ была разработана уникальная технология групповых ядерных испытаний и создан уникальный полигон «Азгир» на соляном массиве для отработки мирных технологий использования ядерных взрывов. Указанная технология позволила СССР провести одинаковое с США число испытаний ядерных зарядов при в 2 раза меньшем числе ядерных взрывов в военных целях.

1 сентября 1961 г. в связи с обострением советско-американских отношений мораторий на ядерные испытания был отменен, и в СССР наступил период отработки нового поколения термоядерных зарядов. Всего за 16 месяцев было проведено 138 ядерных испытаний, в том числе 55 взрывов, напрямую относившихся к отработке термоядерных зарядов с общим энерговыделением около 220 Мт. Все разработки термоядерных зарядов в КБ-11 в 1961—1962 гг. осуществлялись под руководством Ю.Б.Харитона, А.Д.Сахарова, ЮАТрутнева и Ю.Н. Бабаева. В ходе ядерных испытаний, проводившихся с зарядами, разработанными в КБ-11, были проверены новые типы термоядерных зарядов с энерговыделением от 100 кг до 100 Мт.

Возможность создания сверхбомбы рассматривалась в КБ-11 в начале 1956 г. (А.Д. Сахаров, Я.Б. Зельдович, В.А. Давиденко). Идея разработки такой бомбы неоднократно рассматривалась и в США. В 1954 г. Э. Теллер высказал мнение о возможности получения термоядерного заряда с энерговыделением 10 000 Мт! В 1956 г. Пентагон разработал требования к боеголовкам мощностью 100 Мт, а Лос-Аламосская национальная лаборатория обосновала возможность получения термоядерного заряда с энерговыделением 1000 Мт.

По окончании моратория в 1961 г. к задаче создания сверхбомбы вернулись, но теперь речь шла о термоядерном заряде с энерговыделением 100 Мт, который мог бы разместиться в корпусе авиабомбы, разработанной в НИИ-1011 (ВНИИТФ) по «проекту 202». На этом этапе разработка нового сверхмощного заряда проходила в КБ-11 по инициативе А.Д. Сахарова и Ю.А. Трутнева. В состав авторского коллектива вошли также Ю.Н. Бабаев, В.Б. Адамский, Ю.Н. Смирнов. Оригинальные решения и накопленный опыт позволили исключительно быстро реализовать эту разработку, и заряд был успешно испытан 30 октября 1961 г.

Несмотря на огромное энерговыделение, испытание было осуществлено относительно безопасным в экологическом отношении образом. Доля энерговыделения, определяемого реакциями деления, составила при этом 3%. Термоядерный заряд сработал в расчетном режиме, энерговыделение взрыва составило 50 Мт, и тем самым сверхбомба с полномасштабным энерговыделением 100 Мт была создана. Хотя этот заряд не был поставлен на вооружение (баллистические ракеты, которые стали рассматриваться в качестве основного средства доставки ядерного оружия, не обладали достаточной грузоподъемностью), тем не менее создание и испытание сверхбомбы имело большое политическое значение, продемонстрировав, что СССР решил задачу достижения практически любого уровня мегатоннажа ядерного арсенала.

Первый принятый на вооружение в Советском Союзе термоядерный заряд был разработан в НИИ-1011 в 1957 г.

Во ВНИИТФе критически относились к развитию систем противоракетной обороны и сдержанно, к программе создания супербомб с громадным энерговыделением. Но даже в этом классе зарядов разработка института характеризуется повышенной эффективностью. Отметим для сравнения, что самый мощный в США термоядерный заряд для бомбы Мк-41 имел энерговыделение 25 Мт и был испытан в 1958 г. в неполномасштабном варианте повышенной чистоты с энерговыделением около 9 Мт и долей энерговыделения, определяемой реакциями деления, в 5%. Этот заряд стоял на вооружении авиабомб до 1977 г.

В результате ядерных испытаний 1961—1962 гг. СССР сделал новый рывок в создании широкой номенклатуры атомных и термоядерных зарядов для оснащения Вооруженных Сил и заложил основы стратегического паритета с США. Совершенствование стратегических зарядов в 1958—1966 гг. было связано главным образом с дальнейшим повышением удельной мощности термоядерных зарядов. Разработчики термоядерных узлов располагали двумя возможностями решения этой задачи, основанными на различных подходах, но в целом успешно реализованных. Эти результаты позволили создать много новых изделий.

В указанный период ядерными зарядами второго поколения были оснащены многочисленные системы вооружений Советской армии, в том числе ракетные войска стратегического назначения (РВСН) и Военно-морской флот (ВМФ). Упомянем только два результата напряженной работы коллектива КБ-11.

С начала 1960-х годов как отдельный класс разрабатываются ракеты стратегического и оперативно-тактического назначения средней и малой дальности для стационарных и подвижных комплексов. Стратегическая ракета Р-12 (Р-12У) наземного и шахтного базирования, созданная в КБ академика М.К. Янгеля, стояла на вооружении ракетных войск почти 30 лет (до 1986 г.) и была ликвидирована согласно Договору о ракетах среднего и малого радиуса действия.

В 1960-х годах в СССР развернулись работы по созданию тяжелой межконтинентальной баллистической ракеты Р-36, которая впоследствии стала основой нашего ракетно-ядерного щита. Для оснащения этой ракеты в 1962 г. в РФЯЦ-ВНИИЭФ был создан и успешно испытан уникальный термоядерный заряд сверхбольшой мощности. В его теоретическую разработку наибольший вклад внес Б.Н. Козлов, среди конструкторов нужно отметить В.А. Белугина и И.Г. Иванова. В 1966 г. ВНИИЭФ провел успешное испытание заряда второго поколения, в котором повышение удельной мощности почти вдвое было достигнуто за счет увеличения вклада реакций деления в термоядерном модуле. В дальнейшем эти результаты были использованы при создании новых изделий третьего поколения.

За успешное решение проблемы безопасности эксплуатации ядерных зарядов второго поколения были удостоены Государственных премий СССР 11 сотрудников ВНИИЭФ.

Ядерными зарядами второго поколения, помимо указанных выше, оснащены:

• РВСН – межконтинентальными баллистическими ракетами с моноблочными головными частями (ГЧ) типа Р-7А, Р-9А, Р-16, УР-100, РТ-2; баллистической ракетой с моноблочными ГЧ типа Р-14 и ее модификации;

• ВМФ – БРПЛ с моноблочными ГЧ типа Р-21 (комплекс Д4, подводная лодка проекта 629А, 658) и Р-27 (комплекс Д5, подводная лодка проекта 667А).