Шрифт:
определение предельного диаметра, необходимого для обеспечения горения чистого дейтерия или смеси дейтерия и трития;
анализ влияния различных количеств трития в смеси с дейтерием на скорость реакции;
исследование зажигания дейтерия от смеси дейтерия и трития;
исследование влияния энерговыделения первичного ядерного заряда на процесс зажигания;
исследование влияния физических свойств оболочки РДС-2 на процесс зажигания;
исследование особенностей действия излучения, нейтронов и заряженных частиц в процессе зажигания.
Эти работы КБ-11 должно было проводить с участием Физического института АН СССР. Для проведения этих работ в Физическом институте было предписано создать специальную теоретическую группу под руководством И.Е. Тамма. В состав группы вошли С.3. Беленький, А.Д. Сахаров, В.Л. Гинзбург и Ю.А. Романов. Для координации теоретических и расчетных работ и контроля за выполнением заданий было предписано создать при Лаборатории № 2 специальный закрытый семинар под руководством С.Л. Соболева ( Л.Д. Ландау, И.Г. Петровский, С.Л. Соболев, В.А. Фок, Я.Б. Зельдович, И.Е. Тамм, А.Н. Тихонов, Ю.Б. Харитон, К.И. Щёлкин).
Водородная бомба типа «Super» получила индекс РДС-6т. В работах по проекту РДС-6т участвовали многие замечательные ученые, а руководство физическими исследованиями в нем осуществлял выдающийся физик-теоретик Я.Б. Зельдович /6, с. 325, 327/.
К основополагающим фундаментальным проблемам, изучавшимся в этом проекте, относились, в частности: сечения и энергетика DD- и DT-реакций; вопросы максвеллизации ядер и электронов; нейтронно-ядерные взаимодействия в зажигающейся и горящей дейтериевой плазме;
радиационные процессы при нагреве и остывании плазмы в неравновесных условиях;
гидродинамика дейтериевой плазмы.
В начальный период работ по проекту экспериментальные данные по многим определяющим процессам были крайне скудны; вычислительные возможности отсутствовали. Как отмечали авторы итоговой работы по проекту РДС-6т в 1953 г., «совместное решение всех уравнений этой задачи, учитывающих одновременно все процессы, протекающие в системе, практически не выполнимо до развития машинной математической техники. Поэтому приходилось разделять решения трех основных задач: а) гидродинамики; б) кинетики ядерных реакций и диффузии быстрых частиц, возникающих в процессе реакций; в) излучения». Оценку состояния работ по РДС-6т хорошо характеризует решение НТС ПГУ в начале 1951 г., которое приведено в Приложении 3.
Проект РДС-6т был закрыт к 1954 г. /7, с.287/, когда было окончательно установлено отсутствие устойчивого режима горения подобных безымплозивных систем. Однако эти работы оказались исключительно полезными для понимания многих вопросов, связанных с зажиганием и горением термоядерной среды.
26 октября 1950 г. вышел подробный отчет сотрудников Я.Б. Зельдовича, Н.А. Дмитриева, Г.М. Гандельмана, В.Ю. Гаврилова, «К теории инициатора для “Т”»/6, с. 324/, в котором рассматривались различные схемы инициирования термоядерного горючего (дейтерия) в «трубе»
«В настоящее время нам представляются мыслимыми следующие принципиальные схемы инициирования теплового взрыва в “Т”:
В этой схеме капсюль, содержащий смесь TD, богатую Т, при расширении внутреннего заряда объекта обжимается до весьма высокой плотности, и смесь TD воспламеняется за счет энергии, выделяющейся в ходе взрыва объекта. Появляющиеся в ходе горения смеси 14-МэВ-ные нейтроны выходят через оболочку (частично поглощаясь и замедляясь в ней), воспламеняют слой TD, содержащий малую концентрацию Т. Возникающие в ходе горения этого слоя ударная волна и быстрые частицы воспламеняют вплотную прилегающий к этому слою D. Предусмотренный в этом варианте слой инертного вещества, отделяющий капсюль 3 от слоя 4 (рис. 1), с одной стороны, обеспечивает плотность вещества капсюля и задерживает выход излучения, которое образуется при сгорании центрального заряда, в слой 4. С другой стороны, в такой конструкции неизбежны весьма значительные потери п с энергией в 14 МэВ из-за замедления и поглощения их в слое инертного вещества и неизбежного уменьшения телесного угла, под которым капсюль виден из какой-либо точки слоя 4.
Перейдем теперь ко второй мыслимой конструкции (рис. 2).
В этой схеме капсюль 3 обжимается сравнительно мало (только ударной волной, вышедшей из оболочки). Кроме того, начало горения вещества капсюля будет, видимо, практически совпадать с моментом выхода излучения, появившегося при сгорании центрального заряда, в слой 4. Наличие этого излучения может значительно затруднить или сделать невозможным воспламенение бедной Т-смеси в слое 4».
В отчете делается вывод, «что в результате реакции смеси TD, окруженной тяжелым веществом, ударная волна, распространяясь по тяжелому веществу, нагревает и сжимает смесь TD (эта предварительная часть процесса не рассмотрена). В нагретой смеси начинается реакция и происходит быстрое нарастание температуры, достигающей 100-200 кэВ. При этом больше половины Т сгорает за время меньше 2-10 —9с.
Таким образом, показана возможность создания весьма мощного импульса n с энергией 14 МэВ, который может быть применен для воспламенения смеси TD, находящейся вне тяжелого вещества».
Следует отметить, что этот проект был закрыт по предложению ученых КБ-11 еще задолго до испытания РДС-37.
При разработке РДС-6т получили принципиальные экспериментальные данные о сечениях термоядерных реакций и взаимодействия ядер термоядерного горючего с нейтронами. В Приложении 4 в приведены фрагменты плана ядерно-физических исследований, которые КБ-11 считало необходимым выполнить для решения данной проблемы. Эти исследования определяли фундаментальные параметры термоядерных процессов и явились одной из основ при дальнейшей разработке термоядерных зарядов, включая РДС-37.