Мощнее Солнца

Рисунок из статьи Tiny Nukes в журнале Popular Mechanics (США), октябрь 2002г.    

    Утром 30 октября 1961 года полигон Сухой нос на архипелаге Новая Земля стал свидетелем самого грандиозного физического эксперимента в истории науки. На высоте 4.5 км над землей взорвалась бомба РДС-202 (АН-602), сброшенная на парашюте с бомбардировщика ТУ-95 и вошедшая в летописи Великого Противостояния под именем Царь-Бомба. 

     Выделившаяся энергия по разным оценкам составляла 50-60 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Из такого количества ТНТ можно было бы сложить куб высотой с Эйфелеву башню. Плазменный шар (fireball) достиг диаметра 8 км, а мощность излучения энергии в процессе термоядерного синтеза почти на порядок превысила мощность Солнца ! Одно из воспоминаний очевидцев с борта Ту-95, на полных оборотах улетающего  подальше от зоны «зеро», производит неизгладимое впечатление: «позади самолета раздался невыносимо тяжелый, глухой удар, … как будто Землю убили !» При этом взрыв оказался удивительно «чистым», поскольку около 97% энергии выделилось именно от синтеза. Который не оставляет после себя радиоактивных осадков, если не принимать во внимание наведенную нейтронами радиацию. Учитывая сложность «поджигания» термоядерного топлива,  данное обстоятельство позволяет отнести тест Царь-Бомбы к разряду блестящих физических экспериментов. 

     В боевых зарядах мегатонного класса, как правило, максимальный выход энергии обеспечивается за счет деления урана-238, из которого выполнен тампер secondary. К примеру, при наиболее мощном ядерном взрыве США – Castle Bravo (1954), из выделившихся 15 Мт оценочно 10 Мт пришлось на деление урана, что вызвало скандальное загрязнение среды радиоактивными осадкам. На фоне этого Царь-бомба сработала очень чисто, поскольку имела свинцовый тампер основного термоядерного заряда. Который, судя по многим признакам, следует называть tertiary – третья ступень устройства. До этого СССР провел два успешных испытания своей термоядерной бомбы РДС-37 дизайна Теллера-Улама с мощностью 1.6 Мт — 22 ноября 1955 и 24 сентября 1957, а взрыв РДС-202 стал третьим в процессе выращивания Советского супермонстра. По-видимому, двухступенчатый физический пакет РДС-37 играл роль primary в Царь-Бомбе, которая в итоге была трехступенчатой. Мнение о том, что третьей стадией взрыва сверхмощного ядерного устройства считается деление оболочки из урана-238, восходящее к знаменитой книге Р. Юнга «Ярче тысячи солнц», является распространенным заблуждением. Но если бы РДС-202 имела такую оболочку, то радиоактивный кошмар Castle Bravo показался бы мелкой неприятностью.

     Однако Царь-бомба осталась выдающимся физическим экспериментом с большим политическим подтекстом, который был отчаянно нужен Н.С. Хрущеву. Этот незаурядный лидер прекрасно понимал, что в 1961 году СССР еще не мог противопоставить стратегическим ядерным силам США ничего, хотя бы отдаленно сравнимого по совокупным возможностям. Поэтому Хрущев красиво и успешно блефовал, используя успехи в космосе. Царь-бомба произвела на мир ошеломляющее впечатление. Однако, в отличии от монстров из Замка http://extremal-mechanics.org/archives/706, она не стала реальным оружием и никогда не выпускалась в серии. С массой 27 тонн, длиной 8 м и диаметром 2.1 м, эта бомба не влезала в бомболюк ни одного из Советских бомбардировщиков, а в сбросившем ее Ту-95 частично находилась на внешней подвеске. Ясно, что таким с «аэродинамическим обтекателем», раскрывающем зловещие намерения миссии, бомбер не имел ни одного шанса подобраться к континентальной территории США. А до появления ракетоносителя «Протон», способного поднять на орбиту близкую нагрузку, было еще далеко. Но уже 24 декабря 1962 на том же полигоне успешно взорвана боеголовка межконтинентальной ракеты мощностью 24.2 Мегатонны ! На этом испытания советских термоядерных зарядов мегатонного класса навсегда прекратились. Золотой век монстров близился к концу.     

 Титан-II, стартующий из шахты.

    Соединенные Штаты никогда не размещали на МБР боеголовки такой мощности, пойдя по пути создания ракет с разделяющимися боевыми частями и высокой точностью наведения. Однако в период с 1963 по 1987 на оперативном дежурстве простояли 54  Титан-II с моноблоком W53 мощностью 9 Мт и дальностью полета 15 000 км. Согласно заявлению Министерства обороны от 1963 года, сделанному видимо под впечатлением чудовищных взрывов на Малой Земле, США имели технологическую возможность развернуть на Титанах  боеголовки с выходом 35 Мт, а также оснастить B-52-е  гравитационными, т.е. свободно падающими бомбами 50-60 Мт ! 

   Но реальный боеприпас мощностью 25 Мт в их арсенале все-таки имелся – это трехступенчатая бомба Mark-41 (B41). В 1960 – 1962 годах было выпущено около 500 таких изделий весом не более 5 тонн, которыми вооружались «Стратокрепости» B-52 по несколько штук на борту. К 1976 году рекордно эффективные термоядерные бомбы B41 были выведены из арсенала.

Дмитрий Зотьев

Мощнее Солнца: 10 комментариев

  1. Статья сменила название на более выразительное (было «Кульминация»). Текст остался без изменений.

  2. Это на самом деле сложнее.

    США оценивали Царь-бомбу как 25 000 фунтов с вкладом деления 20-30 %.Поэтому они полагали ,что СССР создаст МБР с такой боеголовкой.
    Ответ США был следующий.
    1.Бомбы для B52.Бомбы первого поколения 50-60 МТ от LLNL-scaled up MK41.
    100 MT от LANL как США оценивали Царь -бомбу.Доступна к 1965 году.
    2.Второе поколение.Концепт Ripple.LLNL.Удельное энерговыделение 13 кт/кг.
    Боеголовка для Титана-2 35-40 Мт.7000 фунтов.
    Боеголовка для Титана-3 100 Мт (диаметр более 80 дюймов).18000-19000 фунтов.
    Боеголовка 2000 фунтов 9-10 Мт для Advanced Minuteman.
    Далее к этому добавились.20 мт бомба для Dynasoar.3500 фунтов.
    26 Мт боеголовка для Pluto Slam.
    50 Мт.около 9000 фунтов.Надо проверять для чего.Для этого-http://www.spacelaunchreport.com/Titan-2A-ICBM.jpg.Или возможно В58 pod.Срок разработки 4 года с 1962.Два испытания требовалось для постановки на вооружение каждого варианта.

  3. Третье поколение.Максимально возможное удельное энерговыделение. Запланировано для следующей серии атмосферных взрывов.Название неизвестно.Лаборатория неизвестна.Скорее всего LLNL.
    Работает только свыше 100 Мт.

    Боеголовка для боевой версии Saturn C2.

    Боеголовка для Phoenix AB825.Боевой версии SLS AB825-http://www.astronautix.com/s/slsab-825.html.500 MT.

    Все это проводилось в рамках программы Safeguards-на случай если США придется вернуться к взрывам в атмосфере.Вот интересно неиспытанные дизайны моделируются сейчас ?

    • Cпасибо за интересный материал )) Мне кажется, что неиспытанные дизайны моделируются, но не для экстрамегатонных бомб, которые, насколько можно судить, давно ушли в историю. Хотя Китай вроде бы еще имеет боеголовки по 3 — 5 Мт. Насчет Safeguard-а … всегда удивлялся тому, как быстро эта система была свернута — буквально за полгода. Ее стоило развивать хотя бы в качестве эксперимента. Я не верю, что ПРО на принципах кинетического перехвата способна эффективно отразить массированный, ядерный удар. Similia similibus curantur ))

  4. Это не этот Safeguard-Safeguard или Safeguards-предполагаемая серия атмосферных взрывов ,которые США осуществили бы в случае разрыва договора 1962.Работа над сверхмощными бомбами была в рамках этой программы.В частности она предполагала взрывы 50+ мт класса в космосе.Закрыта она была лишь в 1974 году.Информация о ней у меня есть с 1962 по 1970 год.

    Касательно ПРО.

    Вначале была Sentinel-защита городов предполагала 700 Spartan и несколько тысяч Sprint.

    Safeguard защита шахт -126 Spartan и 264 Sprint -очевидно на один сектор.Был проект более универсальной Spartan II c облегченной головкой ~1 Мт, возможность осколочного оснащения+Sprint II с улучшенной нейтронной боеголовкой.

    • Я имел ввиду тот «Стражник», который реально был развернут вокруг авиабазы «Гранд-Фокс» в 1975. Со «Спринтами» и «Спартанцами». И как-то очень уж быстро его свернули, хотя система ПРО Москвы осталась до сих пор. Не представляя, впрочем, из себя сколько-нибудь надежного щита от удара десятком боеголовок http://extremal-mechanics.org/archives/125.

      А зачем нужны были эти взрывы в атмосфере? Для выключения всей электроники в СССР? У них, судя по некоторым данным, в 60-х был крайне интересный проект сверхмощного взрыва над Северным полюсом (~ 1 Гт), который зажег бы термоядерное горение в огромном, плазменном облаке на высоте ~ 1 000 км в качестве защиты от летящих через Арктику МБР. По-видимому предполагалось, что плазма будет удерживаться магнитным полем Земли, которое сгущается у полюсов. Этакий открытый токамак )) Очень красивая идея, хотя во многом это — моя интерпретация тех сведений, которые доступны. Прямо об этом нигде не писали вроде бы.

  5. Это в книге Уильма Брода Война Теллера описано.Broad ,Tellers war.ВЫ можете скачать ее с libgen.io.Вуд,ученик Теллера показал ,что Классический Супер может работать если размер бомбы гигатонны.Чак Хансен в своих мечах привел ссылку на это -Even as late as the end of 1991, certain LLNL scientists were still advocating the
    development of a «super» thermonuclear weapon with a yield on the order of «tens of
    thousands of megatons» to destroy missile warheads883 (this would only be practical if
    the resultant electromagnetic pulse effects could be eliminated or limited to enemy
    territory).Weapons Designers Ponder Their Future,» Oakland Tribune, December 31, 1991, pp. A-1,

    .

  6. A-10.Также-http://nsarchive.gwu.edu/nukevault/ebb507/docs/doc%209%20%2079.09.20%20Teller%20testament.pdfДжон Нукколс (о
    н придумал Ripple) сказал одному венгерскому историку ,что Вуд показал что Супер может работать при гигатоннах.Нет о зажигании дело здесь не идет -имеется просто X-rays.Т.к.B-отдел рассмотрел боевые применения Супер,и в 1975 году году отчет был написан 2.5 дюйма толщиной.Где говорится ,что одна такая бомба уничтожит всю электрическую сеть США.Это 1973-1974(75) годы.До этого в LANL в конце 1960-х считали дизайн или дизайны на этом принципе-они были показаны ,что не работают. Вуд, здесь фотоны быстро не уходят быстро по сторонам из-за очень толстого цилиндра.Здесь также говорится ,что были другие приложения этой бомбы.
    Высотные взрывы-электроника и спутники.Я разбил ответ на две части-система не очень хорошо работает.Если десятки гигатонн-то интересно какое средство доставки Вуд планировал ? Может быть Орион ?

    • Вуда знаем )) Вместе с Чэплайном — главные герои истории рентгеновского лазера с накачкой ядерным взрывом, которая произвела на меня неизгладимое впечатление в молодости (1986). Статья об этой легенде «Звездных войн» (из двух частей) http://extremal-mechanics.org/archives/75 и http://extremal-mechanics.org/archives/85.

      Что касается Классического Супера в 1 Гт, то я как раз от Вас узнал об этом, если не ошибаюсь. По поводу открытого «токамака» над Северным полюсом (правильнее назвать стелларатором) и его применения, это — мои домыслы. Попытка реконструкции исходной идеи поджигать термоядерный синтез высоко в атмосфере по принципу Классического Супера, в которой отразилось недоверие к этому концепту. Стало быть Вуд считает, что таки дейтерий можно тупо зажечь достаточно мощным взрывом в большом сосуде с толстыми стенками? В принципе разумно, т.к. давление в миллиарды бэр можно создать и таким «эксплозивным» способом. Толстые стенки сосуда, скажем в 10 см, наверное продержатся доли микросекунды, которых может хватить для синтеза в большом объеме.

      Доставлять этого монстра, видимо, действительно собирались «Орионом». Такое изделие даже «Сатурн-5″ вряд ли бы перебросил через океан. Что касается проблем с вводом больших комментариев, то может быть они связаны с тем, что Вы не зарегистрированы на сайте. Сделать это легко.