Можно долго перечислять заслуги Юлия Борисовича, имеющие непосредственное отношение к оружию, но из всех я выделил бы одну, в решении которой его роль была первостепенной.
Речь идёт о безопасности ядерного оружия.
В своё время сформулированное им требование было абсолютным: ядерный взрыв не должен ни при каких обстоятельствах провоцироваться случайными причинами. Поэтому с самого начала практического конструирования ядерных зарядов автоматика подрыва предусматривает множество ступеней предохранения.
Известно, что при пожаре, ударе, вследствие падения, при попадании пули во взрывчатое вещество (ВВ) , содержащееся в ядерном заряде, иногда происходит инициирование и взрыв этого ВВ. Критерий безопасности ядерного оружия при Харитоне формулировался так: при случайном инициировании химической взрывчатки в одной произвольной точке ядерного взрыва произойти не должно.
В связи с этим возникали определённые ограничения на конструкцию заряда, порой в ущерб другим качествам, сужался поиск, но неукоснительное это требование имело наивысший приоритет.
Как научный руководитель проблемы в целом, Ю.Б. постоянно думал об этой стороне ядерного оружия, возможных тяжких последствиях нашего недомыслия.
Не знаю, кому принадлежит постановка следующей интересной задачи, я же слышал её непосредственно от Юлия Борисовича, и было стыдно, что она идёт сверху, а не от нас, теоретиков.
— Представьте себе, — говорил Харитон, — склад или вагон с большим количеством „изделий“, расположенных в ряд. С одним из них произошло несчастье — инициирование ВВ от одной точки и далее, случайным образом, развитие цепной реакции. В соответствии с нашими воззрениями — развитие нейтронной цепи неполное, реального ядерного ущерба не возникает. Но! Вследствие неудачного расположения первый химический взрыв вызывает аналогичный взрыв соседнего „изделия“, и тот попадает в сильный нейтронный поток предыдущего взрыва. Подобным образом далее: для третьего, четвёртого, пятого…. Нейтронный поток постепенно нарастает, одновременно растёт число поколений цепной реакции. Наконец ядерное энерговыделение достигает неприемлемого уровня. Таким образом, что же получается? Серийный заряд, вполне безопасный сам по себе, при групповом непродуманном расположении может потерять это своё важнейшее качество…
Как актуально это звучит сегодня! Проблема безопасности существующих ядерных зарядов, насколько мне известно, сильно беспокоит американских коллег. В 1997 году мне довелось побывать в Ливерморской национальной лаборатории. Довольно откровенные разговоры, которые мы там вели, в конечном счёте замыкались на вопросах безопасности — в том смысле, о чём речь шла чуть раньше. Американские коллеги прямо интересовались, как преодолеть договор о полном запрещении испытаний применительно к маломощным взрывам. Было ощущение, что их всерьёз заботит та самая „одна точка“. Обсуждалась возможность создания импульсных ускорителей, способных просвечивать многие сантиметры тяжёлого металла. Речь также заходила о математических трёхмерных программах гидродинамического сжатия для суперкомпьютеров…
Полагаю, у меня есть основания сказать с достаточной уверенностью, что усилия, в своё время предпринятые Юлием Борисовичем Харитоном в области безопасности ядерного оружия, были объективно необходимы: я не вспоминаю ни одной ядерной аварии, связанной с оружием. В условиях запрета натурных ядерных испытаний это даёт нам своего рода фору перед американцами.
Оглядываясь на то, что и как было сделано, анализируя прошлое с позиций сегодняшнего дня, хочу сделать ещё одно признание. Отделённые от высокого начальства естественной перегородкой, мы, случается, не всегда объективно оцениваем его роль в выборе стратегической линии. В своё время, когда я работал уже в Челябинске-70 (речь об этом пойдёт дальше) , мы весьма гордились своими успехами по основной, военной теме. Мы и в самом деле не уступали, как нам казалось, коллегам-конкурентам из ВНИИЭФ, где бессменным научным руководителем долгие годы оставался Ю.Б. Харитон. Теперь я начинаю понимать и оценивать, что институт под его руководством всегда шёл значительно более широким научным фронтом. В переломный момент, который ныне переживает страна, это даёт о себе знать. Сегодня, когда интерес к оружию заметно снизился, а рыночные тенденции нарастают, учёным и специалистам из Арзамаса-16 (ВНИИЭФ) легче, чем моим соратникам из Челябинска-70 (ВНИИТФ) , приспособиться, найти себя в новом качестве.
И последнее, личное. В 1965 году академик Харитон приехал в Челябинск-70 на защиту моей докторской диссертации. Приехал как официальный оппонент, оторвавшись на один день от своих многочисленных дел. И привёз положительный отзыв, что самым благоприятным образом отразилось на всей процедуре защиты. А когда официальная часть завершилась, поздравил и в тот же день отбыл. На вечернюю послезащитную трапезу, сколько ни уговаривали, задержаться не согласился. К всеобщему нашему огорчению.
* * *
Я отсчитываю годы назад — и благословляю то время. Не только потому, что с ним связана лучшая пора — молодость, но и потому, что судьба свела меня с очень умными и талантливыми учителями.
2. Публичная лекция в МИФИ: сокращённый вариант
Уже несколько лет я читаю лекции студентам Московского инженерно-физического института. В деканате знают в общих чертах, чем я занимался в предыдущие годы, и несколько раз предлагали мне подумать о популярной лекции на тему что-то вроде „Атомная бомба в профиль и анфас“.
Я, конечно, слегка утрирую. Меня просили рассказать об общих физических основах атомной бомбы. Но тем самым хочу подчеркнуть, как разительно изменилось время. Ещё совсем недавно соблюдалась строжайшая тайна о людях, местоположении „объектов“, обо всём, что так или иначе было связано с разработкой и производством ядерного оружия. Сегодня многие табу сняты.
Но уровень секретности в атомной сфере остаётся высоким, что в большинстве случаев, на мой взгляд, вполне оправданно. Есть и другое смущающее меня обстоятельство. Грань, отделяющая секретное от несекретного, часто оказывается размытой. И знающий человек, который берётся что-то рассказывать, неизбежно испытывает по этому поводу затруднения.
Однако слово сказано. И после этой предварительной ремарки я всё же попытаюсь, привлекая сведения самого общего характера, просчитать и сконструировать у вас на глазах примитивную А-бомбу.
* * *
В основе атомной бомбы лежат открытия довоенного времени: деление урана и цепная нейтронная реакция. Деление урана примечательно в двух отношениях. Первое — энергетическое.
Как известно, все элементы, содержащиеся в таблице Менделеева, состоят из ядер и электронов, движущихся вокруг ядра. Ядра, в свою очередь, состоят из протонов и нейтронов. При этом в так называемых лёгких ядрах их число сопоставимо, а в тяжёлых — преобладают нейтроны.
Ядро в сто тысяч раз меньше атома, внутри которого располагаются электроны. Поэтому ядерные, концентрированные силы намного больше, чем атомные (кулоновские) . Все химические реакции затрагивают электронные оболочки с их относительно слабыми связями, тогда как ядерные превращения изменяют структуру ядра.
При делении урана под действием нейтрона происходит развал тяжёлого ядра на два осколка, приходящихся „на середину“ периодической системы элементов, где ядра наиболее крепко связаны. Именно этот принцип — деление ядер — положен в основу конструкции атомной бомбы. Попутно отметим, что слияние лёгких ядер с образованием более тяжёлых лежит в основе термоядерных реакций водородной бомбы * .
При химических реакциях, например когда взрывается порох, тротил или другое ВВ, энергии выделяется примерно в 10 миллионов раз меньше, чем при реакции ядерной, — в расчёте на равное количество инициируемого вещества. Именно из этого обстоятельства вытекает огромное преимущество ядерного оружия над обычным.