Шелест гранаты
Шрифт:
Нельзя сказать, что энергия ядерного взрыва, да еще не очень мощного (по энерговыделению эквивалентного лишь килотонне тротила), избыточна для инициирования второй — термоядерной — фазы работы боеприпаса, поэтому важно выбрать для нее наиболее «легковоспламеняющееся» топливо. Наименьшие температура и плотность требуются для «зажигания» реакции:
D + Т → Не4 + n + 17,6 МэВ
которая на единицу массы реагентов обеспечивает выход в несколько раз большей энергии, чем реакция деления. Однако изотопы водорода — дейтерий (D) и тритий (Т) при нормальных условиях — газы, достаточные количества которых нельзя «собрать» в устройстве разумных размеров. Но оказалось возможным инициировать синтез в твердых гидридах изотопа лития-6 (Li6D и Li6T), «перевалив», с помощью ядерного заряда, необходимое для этого значение комбинации температуры топлива и и времени его удержания при этой температуре. По мере того, как синтез самых «легкозажигаемых» изотопов разогревает топливо, в нем начинают протекать и другие реакции, с участием как содержавшихся в смеси,
D + D → T + p + 4 МэВ;
D + D → He3 + n + 3,3 МэВ;
T + T → He4 + 2n + 11,3 МэВ;
He3 + D → He4 + p + 18,4 МэВ;
Li6 + n → He4 + T + 4,8 МэВ;
так что и литий оказывается не совсем уж «балластом». При этом ядра ускоряются не напряжением, как в нейтронной трубке, а приобретают необходимую скорость за счет теплового движения, то есть — температуры. Это — истинные термоядерные взаимодействия, а не похожие на них реакции срыва. Сечения реакций, происходящих в ампуле, неодинаковы и, конечно, не все топливо успевает прореагировать. Для взрывных целей кпд использования термоядерной энергии в двухфазном боеприпасе невысок: значительная ее часть (для реакций T+D — более 80 %) уносится из огненного шара быстрыми нейтронами, пробег которых в воздухе составляет многие километры [64] .
64
Эта часть энергии рассеивается в соответствующих размеров воздушной сфере, практически не возмущая ее, поэтому в образцах термоядерного оружия, которые рассчитаны на взрывной эффект, реализуется еще и третья фаза, для чего ампула окружается тяжелой оболочкой из U238. Нейтроны, испускаемые при развале ядер этого изотопа имеют слишком малую энергию, чтобы вызывать последующие акты деления, продолжающие цепную реакцию, но делится под действием «внешних» высокоэнергетичных нейтронов от термоядерных реакций. Нецепная реакция, в окружающей ампулу оболочке из дает прибавку энергии огненного шара, превалирующую над вкладом термоядерных реакций.
Читателю уже известно, как происходит перевод сферической сборки, содержащей делящееся вещество, из докритического состояния в сверхкритическое, необходимое для взрыва. Ясно, что чем больше масса сборки, тем выше выделяемая энергия, но существуют ядерно-физические (вспомним «опыт» Слотина!) и гидродинамические ограничения допустимых размеров докритической сферы. Тротиловый эквивалент энерговыделения взрыва в сотню килотонн близок к физическому пределу для однофазных боеприпасов, в которых происходит только деление. Для термоядерных боеприпасов таких ограничений не существует, а на каждый килограмм веса трехфазных приходится несколько килотонн тротилового эквивалента — они существенно превосходят другие классы оружия!
Много позже описываемых событий, мне пришлось побывать в Китае. Там гордятся своим «ядерным щитом» и в военном музее выставлены макеты, иногда — даже снабженные иллюминаторами, чтобы простой люд мог увидеть, «как все устроено». Один макет отличался от других благородным, с синеватым отливом, белым цветом покраски. Как я и предполагал, это была боеголовка морской ракеты «Цзюйлань» — морякам всего мира не чужд снобизм и китайские тоже предпочитали не красить свои изделия в цвет, который их коллеги у нас презрительно характеризуют как «зелень подкильная». На вопрос о характеристиках, мои сопровождающие самодовольно заулыбались: мол, кудыж-те, милок, бдительность-то нашу, китайску, омманугь!
Хотя «Цзюйлань» (рис. 5.2) переводится с китайского, как «большая волна», донести до цели эта «волна» может небольшой вес и конструкторы «вылизали» боеголовку-моноблок: цилиндрическая ампула «выпирала» из юбки где находился ядерный инициатор. Прикинув пальцами размеры ампулы, я брякнул: «Термоядерная, трехфазная, мощность…» Это была большая глупость с моей стороны — улыбки с лиц слетели, но позже «сопровождавшие» стали весьма скупы на какие-либо пояснения
Прочная конструкция танка достаточно стойка к воздействию ударной волны, поэтому после расчетов применения ядерного оружия различных классов против бронетехники, с учетом последствий заражения местности продуктами деления и разрушений от мощных ударных волн, основным поражающим фактором решили сделать нейтроны.
Твердые гидриды для оружейного применения тоже не слишком удобны: любое соединение, содержащее тритий, нестабильно, потому что этот изотоп сам по себе «разваливается» на бета-частицы и гелий-3. Тот же гелий-3 выделяется и из насыщенных тритием мишеней нейтронных трубок, но, чтобы предотвратить потерю вакуума, там этот газ поглощается специальными пористыми материалами. Однако в трубке количество трития ничтожно по сравнению с ампулой, из которой гелий-3 надо просто откачивать: ее «распирает» давлением этого газа. Количество основного реагента в ампуле убывает (вдвое за дюжину лет). Чтобы поддерживать готовность многочисленных образцов термоядерного оружия к применению, необходимо непрерывно нарабатывать тритий в реакторах, а расходы на такие хлопоты по карману не каждой ядерной державе [65] . В предназначенных для борьбы с танками двухфазных боеприпасах была предусмотрена замена ампул с существенно уменьшившимся количеством трития на «свежие», производимая в арсеналах в процессе
65
Например, английские специалисты, получив в 70-х годах из США ракеты «Поларис», предпочли отказаться от американского термоядерного боевого оснащения в пользу разработанных в своей стране по программе «Шевалин» менее мощных однофазных зарядов деления
…На одном из заседаний Бипринц буквально задавил истеричным напором химика, выразившего сомнения в его идее. Я шепнул сидевшему рядом Клювикеру, кивнув на Бипринца и заменив слово в строчке известной песни: «Нервного пуля боится, нервного штык не берет…». Клювикер неожиданно громко расхохотался. Потом он сказал, что эффективность «ответа американцам» Бипринц обосновывает нормами, утвержденными для персонала рентгеновских кабинетов в поликлиниках, в соответствии с которыми доза в 2–3 бэра считается недопустимой.
Дозы считающиеся эффективными на поле боя выше в тысячи раз, но даже и «недопустимые» в медицине единицы бэр, находясь в нескольких метрах от «плазменного фокуса» нельзя получить. «Вооружив» Клювикера этими сведениями, я сделал выбор — Бипринц не мог не догадаться об их источнике.
Были и встречи со старыми знакомыми. В зените славы находился отдел Шашкина: дирекция ЦНИИХМ считала, что там собраны лучшие специалисты по взрывному делу Для такого мнения не было решительно никаких оснований, а опровергавших его — «больше мешка с говном», как было принято говорить в институте.
…По огромной территории института протекала речушка. Как и положено, западный ее берег был довольно высоким и обрывистым, а восточный — пологим (следствие действия на потоки воды, текущие в Северном полушарии, силы Кориолиса). На пологом берегу располагались закрепленные за соответствующими лабораториями многочисленные погребки, в которых хранились образцы взрывчатых веществ и ракётных топлив. Весной речушка разливалась, что часто приводило к затоплению погребков и подвигало начальников к эпистолярным упражнениям. В челобитных дирекцию просили пригнать экскаватор и изменить русло. Кому-то пришла в голову мысль действовать радикально: направленным взрывом отколоть от высокого бережка слой грунта и перебросить его на несколько метров, увеличив высоту противоположного берега. Руководителем работ был назначен, конечно же, овеянный славой Трибун. Несколько дней по его указаниям бурили шурфы, закладывали патроны аммонита 6ЖВ, плели подрывную сеть. Рукотворное русло решили создать рано утром, пока в институте еще не было людно. Для наблюдения за зрелищем были обозначены две позиции: для «чистых» (там должны были располагаться директор, главный инженер, Шашкин и Трибун с подрывной машинкой) и для «нечистых» — технических исполнителей и просто зевак. Любопытство зрителей подогревалось тем, что все сведения о весах зарядов, схеме их заложения, и прочем держались в строжайшей тайне. И это было правильно, поскольку значительно усилило патетическое впечатление от последовавших событий.
В то историческое утро к излучине речушки подъехала директорская «Волга» и «процесс пошел». С площадки «нечистых» было слышно, как молоком и медом льется поток пояснений. Директор благосклонно внимал, сложив руки за спиной и выставив немалых размеров живот над обрывом, своим видом иллюстрируя афоризм: «важность — уловка тела, скрывающая недостаток ума». Нос его, характерной (бананом) формы гармонировал с ближневосточной внешностью. Кавказская фамилия Хавеяшев вполне точно характеризовала этот персонаж.
Обстановка навевала предложение «популизаторам»: установить отлитое в бронзе директорское изваяние на месте, где осуществлялось руководство, но тут послышался громкий и поставленный не хуже, чем у Левитана голос Трибуна: «Три! Две! Одна! Огонь!» — и земля вздрогнула. Изрядный кусок берега отвалился и тяжело рухнул в русло. В стане нечистых прошелестел глумливо — восхищенный мат, послышались сдавленные смешки. До директора ничего не дошло и он невпопад зааплодировал. Наконец, все понял главный инженер: взрывом русло было перегорожено, вода стала неумолимо приближаться к погребкам. Жарко матерясь, главный инженер сорвался с места и побежал, в тщетной надежде успеть пригнать экскаватор, но запнулся на кочке и упал, некрасиво взбрыкнув ногами…
После этого апофеоза, слава «знатных взрывников», да и не только она, покатилась под гору. Прошло несколько лет — и Шашкина сняли с должности начальника отдела.
5,2. Работа на даче недалеко от центра мегаполиса и испытания на горном курорте
По огромной территории ЦНИИХМ, заросшей высокими деревьями, были разбросаны похожие на дачи миниатюрные испытательные корпуса (таковы требования безопасности при работе с взрывчатыми веществами). Но работать предстояло не только в «своем» корпусе, а и в командировках. Я отправился осматривать полигоны. Понравились два: Кызбурун-3 близ Нальчика и полигон военно-морского училища в Севастополе. Тянуло в Севастополь — город, где оживала история, но выбор был сделан в пользу кавказского полигона: там было малолюдно, а значит, вопросы безопасности не стояли так остро.
Организационный период тянулся мучительно долго. Помимо сбора необходимого оборудования, надо было наладить и деловые связи с другими организациями, привлечь в помощь настоящих профессионалов. 22 февраля 1985 г. я встретился с академиком Фортовым. Тот слышал об испытаниях в Красноармейске и пригласил па свой полигон в подмосковную Черноголовку. Удачным стал союз с Институтом механики МГУ, где группой молодых теоретиков (О. Мельником и О. Филипповой) руководил известный ученый А. Бармин. Они начали предварительное изучение проблемы, но для расчетов были необходимы численные значения многих величин, пока неизвестные.