Американская «Супербомба»

Американская «Супербомба»

Между тем, в США полным ходом шла разработка водородной бомбы. Еще в начале 1942 г. Энрико Ферми высказал Эдварду Теллеру предположение, что атомная бомба может быть использована в качестве запала водородной бомбы, в которой энергия высвобождается при синтезе легких ядер (например, изотопов водорода) вместе с энергией деления тяжелых элементов. Синтез легких элементов происходит только при температурах порядка десятков миллионов градусов (как на Солнце, источником энергии которого является реакция синтеза), поэтому она называется термоядерной реакцией. Ферми и Теллер понимали с самого начала, что взрывной эквивалент такой бомбы может быть бесконечно большим и зависит только от количества содержащегося в ней термоядерного топлива.

Когда была основана Лос-Аламосская лаборатория, работа по термоядерной бомбе — супербомбе, или «Супер», как ее называли, — была одной из ее главных задач. Эдвард Теллер был главным адвокатом «Супер» и возглавлял маленькую теоретическую группу, работавшую над ней. Первоначально идея Теллера заключалась в возбуждении термоядерной реакции в дейтерии, тяжелом изотопе водорода, но он скоро понял, что это неосуществимо, так как синтез ядер дейтерия требует температуры в сотни миллионов градусов. Теллер заключил, что можно было бы возбудить термоядерную реакцию с помощью атомной бомбы только в том случае, если будет использован тритий, самый тяжелый изотоп водорода, так как тритий воспламеняется при десятках, а не сотнях миллионов градусов. Тритий редок в природе, и производить его трудно и дорого. Это обстоятельство встало непреодолимым препятствием на пути создания супербомбы, особенно в условиях военного времени. Кроме того, разработка атомной бомбы оказалась более трудной, чем ожидалось, и на это ушли почти все ресурсы лаборатории. Хотя Теллер работал почти исключительно над «Супер», практически все остальные в Лос-Аламосе работали над атомной бомбой.

Когда эта работа приблизилась к концу, ученые в Лос-Аламосе, включая Оппенгеймера, сразу после окончания войны поддержали энергичную разработку водородной бомбы. В апреле 1946 г. в Лос-Аламосе состоялась конференция по «Супер», собравшая 31 участника, включая Теллера и Клауса Фукса. Из доклада по итогам конференции, подготовленного в июне, следовал вывод, что «супербомба может быть создана и сработает», а возражения против «классической Супер», как был назван окончательный проект, предложенный на конференции, можно преодолеть.

В первые послевоенные годы работа над супербомбой в Соединенных Штатах продвигалась медленно. Многие ученые из Лос-Аламоса вернулись в университеты. Большая часть ресурсов лаборатории направлялась на совершенствование атомного оружия.

Летом 1948 г. Оппенгеймер, который оставил Лос-Аламос и стал председателем Главного консультационного комитета (ГКК) Комиссии по атомной энергии (КАЭ), предложил разрабатывать в Лос-Аламосе усиленное ядерное оружие.

Это предложение сыграло решающую роль при разработке стратегической программы ядерных исследований в Соединенных Штатах, так как различие между усиленным ядерным оружием и супербомбой является фундаментальным. Усиленное оружие — атомная бомба, которая используется для инициирования слабой термоядерной реакции, с тем чтобы нейтроны из этой реакции увеличивали эффективность использования делящегося материала. Идея же супербомбы состояла в использовании атомной бомбы для поджига очень большой массы термоядерного топлива, чтобы получить огромный взрывной эквивалент, примерно в 1000 раз больший по сравнению с атомной бомбой. Начиная с 1944 г. Оппенгеймер выступал сторонником усиленной атомной бомбы, на основе которой обеспечивался бы «экспериментально осуществимый переход от простого устройства (бомба деления) к «Супер» и таким образом открывался бы путь не только чисто теоретического приближения к ней». Теперь, в 1948 г., планировалось продолжить эту работу в Лос-Аламосе и произвести испытание усиленной бомбы в 1951 г. Это испытание было проведено 24 мая 1951 г.; оно дало взрывной эквивалент в 45,5 килотонн.

* * *

Однако ко времени испытания первой советской атомной бомбы в августе 1949 г. «работа непосредственно над «Супер», — пишет Герберт Йорк, — представляла довольно запутанную картину». Теоретические расчеты породили серьезное сомнение в осуществимости проекта, обсужденного на конференции в Лос-Аламосе в апреле 1946 г. Несмотря на сохранявшийся энтузиазм Теллера, ударная программа получила слабую поддержку в Комиссии по атомной энергии (КАЭ) и в Лос-Аламосе. Председатель КАЭ Дэвид Лилиенталь писал в июле 1949 г. в Военный координационный комитет, который являлся связующим звеном между КАЭ и Министерством обороны, что «в отношении термоядерных сборок теоретические исследования продолжаются в темпе, не делающем их помехой для выполнения более актуальной работы по программе лаборатории».

Испытание атомной бомбы в Советском Союзе изменило эту ситуацию. В Вашингтоне распространилось мнение, что необходимо что-то предпринять, и поддержка полномасштабных усилий по созданию «Супер» возросла. 5 октября 1949 г. Льюис Страусе, один из членов КАЭ, написал своим коллегам по Комиссии, что «пришло время для квантового скачка (если заимствовать терминологию наших друзей-физиков) в нашем планировании… Мы должны предпринять активные усилия, чтобы с помощью «Супер» вырваться вперед». Один из главных аргументов ударной программы заключался в том, что Советский Союз может обогнать Соединенные Штаты в разработке термоядерного оружия. 17 октября 1949 г. сенатор Макмагон, председатель Объединенного комитета конгресса по атомной энергии, уведомил КАЭ, что «существует причина опасаться того, что Советский Союз придаст разработке термоядерной супербомбы высший приоритет. Если он получит такую бомбу раньше нас, фатальные последствия очевидны». Американская разведка не имела данных о том, получила ли «Супер» в Советском Союзе высший приоритет, но ошибка в предварительных расчетах срока испытаний первой советской атомной бомбы показала, насколько быстро продвигается в своей работе Советский Союз и как мало Соединенные Штаты об этом знают. Вероятность работ, направленных на создание супербомбы в Советском Союзе, стала серьезным аргументом для сторонников ударной программы.

Однако в пользу разработки «Супер» высказались не все. Главный консультативный комитет (ГКК) на своем заседании 28–30 октября 1949 г. выступил против. Хотя формально ГКК обладал статусом только совещательного органа, тем не менее он имел большое влияние на решение научных и технических вопросов. Среди его членов был президент Гарвардского университета Джеймс Конант и Нобелевские лауреаты Энрико Ферми и И. И. Раби, а также Роберт Оппенгеймер.

ГКК одобрил создание нескольких типов ядерного оружия (включая тактическое), а также подготовку радиологического оружия, и поддержал разработку усиленной ядерной бомбы, но единодушно высказался против развертывания полномасштабных работ по созданию «Супер». ГКК отметил технические и теоретические проблемы, стоящие на этом пути, и задался вопросом, будет ли такое оружие дешевле атомных бомб, если сравнить их разрушительную мощь по отношению к требуемым затратам.

* * *

Наконец, Комитет высказал и возражения морального порядка, основанные на том, что ««Супер» заходит значительно дальше, чем собственно атомная бомба, становясь средством уничтожения гражданского населения».

Большинство членов Комитета полагало, что Соединенные Штаты должны взять безусловное обязательство не разрабатывать «Супер», так как она по сравнению с атомной бомбой представляла бы нечто совершенно иное и могла оказаться «оружием геноцида». В ГКК утверждали, что «исключительная опасность для человечества, заключающаяся в этом проекте, полностью перекрывает любое военное преимущество, которое могло бы появиться в результате его разработки».

Позиция Энрико Ферми и Исидора Раби, с другой стороны, состояла в том, что американское обязательство не разрабатывать «Супер» должно быть поставлено в зависимость от наличия подобного же отказа со стороны Советского Союза. «Было бы желательно предложить всем народам мира присоединиться к нам с торжественным обещанием не разрабатывать «Супер» и не участвовать в разработке или конструировании оружия этой категории, — писали они. — Если такое обещание было бы принято даже без отработки процедур контроля, представляется весьма вероятным, что испытания, проведенные другой державой, продвинувшейся в этом направлении, могут быть зафиксированы соответствующими средствами». Трое из пяти членов КАЭ, включая председателя Дэвида Лилиенталя, согласились с рекомендациями ГКК не стремиться к лидерству с помощью «Супер», тогда как двое были против.

Льюис Страус, например, писал Трумэну 14 ноября о последнем советском успехе с атомной бомбой, показавшем, что создание водородной бомбы находится в пределах возможностей Советов и что «правительство атеистов вряд ли можно, исходя из соображений морали, отговорить от производства оружия». Сенатор Макмагон также стал мощным защитником супербомбы. 21 ноября он послал длинное красноречивое письмо президенту, доказывая необходимость ее разработки. Члены Объединенного комитета начальников штабов утверждали в своем докладе от 23 ноября, что «наличие у Советского Союза термоядерного оружия при условии отсутствия такового у Соединенных Штатов было бы нетерпимым».

Для выработки рекомендаций Трумэн учредил комитет из трех человек. Его возглавил государственный секретарь США Дин Ачесон, членами комитета стали Дэвид Лилиенталь и министр обороны Льюис Джонсон. Ачесона не убедили аргументы Оппенгеймера, и он спросил его: «Как вы можете убедить разоружиться противника-параноика посредством собственного примера?» 31 января 1950 г. Комитет рекомендовал продолжить разработку «Супер» в Соединенных Штатах, доведя ее по крайней мере до стадии испытаний. В тот же день президент сделал заявление о том, что он указал КАЭ на необходимость разрабатывать все виды атомного оружия, включая так называемую водородную, или супербомбу. На следующий день газета «Нью-Йорк таймс» опубликовала четыре колонки под заголовком: «Трумэн приказывает делать водородную бомбу». Это решение поддержали и конгресс, и пресса.

Тремя днями позже в Лондоне Клаусу Фуксу было предъявлено обвинение в шпионаже. ФБР начало полномасштабную разработку Фукса еще в сентябре 1949 г. — на основе сообщения, посланного в штаб-квартиру КГБ в Москве из советского консульства в Нью-Йорке еще в 1944 г., но расшифрованного почти пять лет спустя. Лишь 27 января 1950 г. Фукс признался Уильяму Скардону, работнику МИ-5, в шпионаже, а тремя днями позже он сообщил Майклу Перрину, заместителю директора по технической политике Совета по атомной энергии Соединенного Королевства, детали того, что было им передано Советскому Союзу.

Хотя некоторые должностные лица в Соединенных Штатах могли знать о разоблачении Фукса еще до решения Трумэна от 31 января, полученная информация, как представляется, не сыграла особой роли в принятии этого решения или в дебатах, которые ему предшествовали. Однако арест Фукса позволил предположить, что переданная им информация могла позволить Советскому Союзу раньше начать разработку водородной бомбы. Это явилось еще одним аргументом в пользу создания «Супер» и, несомненно, отразилось на секретном решении Трумэна от 10 марта 1950 г. об ускоренном выполнении программы, решении, утверждавшем не только подготовку к испытаниям, но и производство оружия.

* * *

Когда Трумэн принимал это решение, американские ученые еще не знали, как сделать супербомбу. Две главные проблемы заключались в том, как передать энергию от взрыва атомной бомбы термоядерному горючему (проблема поджига) и как обеспечить самоподдерживающуюся реакцию синтеза (термоядерное горение). Существовал лишь некоторый оптимизм, что эти две проблемы могут быть решены. Теллер полагал, что высокая температура при взрыве атомной бомбы может быть использована для поджига термоядерной реакции в смеси дейтерия с тритием, а расчеты, проведенные им и его группой, кажется, показали, что самоподдерживающаяся термоядерная реакция может пойти и в дейтерии. В октябре 1949 г. ГКК оценил, что «сконцентрированный мозговой штурм проблемы с вероятностью более 50 % позволит создать оружие в пределах пяти лет».

Однако в 1950 г. математик Станислав Улам показал, что прежние расчеты Теллера были ошибочными, и понадобится очень большое количество трития, чтобы инициировать самоподдерживающуюся термоядерную реакцию; таким образом, «Супер» становился проектом, требующим высоких затрат. Дальнейшая работа Улама и Ферми усилила сомнения в возможности осуществления самоподдерживающейся термоядерной реакции в дейтерии. В результате этих расчетов программа «Супер» к осени 1950 г. оказалась под вопросом. «Классическая Супер», как назывался проект, обсуждавшийся в Лос-Аламосе в апреле 1946 г., теперь казалась неосуществимой. Теллер был очень озабочен.

Только в первые месяцы 1951 г. Теллер и Улам нашли выход из этого тупика. Решение Теллера — Улама основывалось на трех идеях. Первая состояла в том, что термоядерное топливо должно не только нагреваться, но и сжиматься для увеличения его плотности. Сжатие было ключевым моментом, так как оно могло сделать сгорание более быстрым, тем самым предотвращая большие потери тепла, выделяющегося при термоядерной реакции. Вторая идея заключалась в использовании рентгеновского излучения при ядерном взрыве для сжатия термоядерного топлива; это была концепция термоядерной имплозии. Третья идея состояла в отделении делящегося материала от термоядерного топлива и использовании оболочки бомбы для передачи и фокусировки излучения ядерного взрыва для сжатия, или имплозии, термоядерного топлива. Поскольку начальная стадия деления физически отделялась от термоядерного топлива, бомбы этого типа иногда называются двухступенчатыми.

Американским ядерщикам сразу же стало ясно, что схема Теллера — Улама делает супербомбу осуществимой. Первая проверка идеи состоялась 1 ноября 1952 г., когда термоядерное устройство было взорвано на атолле Эниветок в южной части Тихого океана. Это было не транспортируемое оружие, а огромное и громоздкое устройство, весившее около 60 тонн. Термоядерное топливо — жидкий дейтерий — должно было храниться при температуре ниже минус 250 °C, что требовало целого холодильного завода. Жидкий дейтерий был окружен ураном-238. Взрыв, известный как испытания «Майк», был эквивалентен 10 мегатоннам тринитротолуола. Это был первый взрыв с использованием принципа, делавшего возможным создание супербомбы. Было доказано, что его мощность примерно в 500 раз превышает мощность первых плутониевых бомб и почти в 1000 раз — бомбы, сброшенной на Хиросиму.

Весной 1954 г. Соединенные Штаты испытали шесть вариантов «Супер» в Тихом океане. Первый и самый мощный из них произошел 1 марта на атолле Бикини на испытаниях «Браво». Была испытана транспортируемая бомба с дейтеридом лития в качестве термоядерного топлива. Эквивалент в 15 мегатонн оказался больше, чем ожидалось. Японское рыболовное судно, находившееся примерно в 80 милях от нулевой точки в момент взрыва, получило тяжелое загрязнение радиоактивными осадками. У 23 членов экипажа скоро обнаружилась лучевая болезнь, один из них умер.

* * *

Вашингтон ничего не знал о советских работах по водородной бомбе, но недостаток сведений не уменьшал беспокойства. В середине февраля 1950 г., меньше чем через три недели после заявления Трумэна, решившего судьбу супербомбы, председатель Военного координационного комитета представил министру обороны меморандум, в котором утверждалось, что в Советском Союзе «возможно, термоядерное оружие производится». В сопроводительном письме председателя Комитета говорилось: так как «в России ведутся работы, не охваченные нашей агентурой», сообщения ЦРУ «основаны на неполном обзоре положения дел в Советском Союзе»; оценки ЦРУ, вероятно, по этой же причине, «умаляют возможности Советского Союза».

Не все согласились с таким подходом. Объединенный комитет по разведке в области атомной энергии, находившийся под крылышком ЦРУ, но включавший представителей и других разведывательных служб, в июле 1950 г. довольно иронично комментировал, что, в дополнение к стремлению Советов обладать термоядерной бомбой, «нужно считаться с возможностями Советского Союза в решении связанных с этим теоретических проблем, инженерных задач и производства необходимых материалов». Невозможно сказать, сумеет ли Советский Союз оказаться на высоте со своим рабочим потенциалом, заключал Объединенный комитет, так как Соединенные Штаты еще сами не знают, как создать термоядерное оружие: «наша собственная программа показывает, что необходимы новые подходы для того, чтобы термоядерное оружие стало практически осуществимым».

Соединенные Штаты, хотя и были озабочены работой советских ученых над супербомбой, не смогли получить информацию о прогрессе Советского Союза в этом направлении. В декабре 1950 г. Объединенный комитет сообщал об «отсутствии определенных данных о том, что советская программа по атомной энергии нацелена на производство термоядерного оружия». В июле 1951 г. Комитет сделал подобное же заявление, хотя и добавил, что в свете информации, полученной от Фукса, «несомненно, в советских лабораториях возможности разработки такого оружия исследуются широким фронтом». В январе 1953 г. Комитет еще не имел подтвержденных данных о развитии термоядерных исследований в Советском Союзе. Анализ осадков после советского испытания 1951 г. не показал ни нейтронов высоких энергий, ни характерных радиоактивных изотопов, которые могли быть связаны со взрывом усиленной ядерной бомбы или супербомбы. 16 июня 1953 г., менее чем за два месяца до испытания советской водородной бомбы, ЦРУ сообщало об отсутствии «данных о том, что в СССР разрабатывается термоядерное оружие».

Эти осторожные оценки скрывают заметные разногласия, которые существовали среди американских ученых относительно ценности переданной Советскому Союзу Клаусом Фуксом информации и о вероятном прогрессе в советских работах. Полемика о роли Фукса началась раньше и неизбежно оказалась связана с решением Трумэна развивать программу по разработке супербомбы ударными темпами. В мае 1952 г. Ганс Бете послал Гордону Дину, председателю КАЭ, краткую справку по истории американской термоядерной программы, чтобы доказать, сколь малое значение для советских ученых имела информация Фукса. «Теоретическая работа 1950 г., — писал он, — показала, что каждый важный пункт термоядерной программы 1946 г. был ошибочным. Если бы русские начали свою термоядерную программу на основе информации, полученной от Фукса, она должна была бы прийти к такому же провалу». Бете также утверждал, что открытия, приведшие к многообещающим проектам, которые разрабатывались в 1952 г., были в основном случайными: трудно предположить, что интенсивная работа над этими ранними идеями привела прямо к концепции Теллера — Улама. Следовательно, хотя Советский Союз мог действительно прилагать максимальные усилия для разработки водородной бомбы, имелись, по мнению Бете, все основания думать, что он не опередил Соединенные Штаты.

* * *

Отвечая Бете, Эдвард Теллер утверждал, что Советский Союз вполне мог продвинуться много дальше Соединенных Штатов в разработке транспортируемой водородной бомбы. Он оспаривал тезис Бете, что интенсивная работа по идеям 1946 г. не привела бы к разработке практической конструкции. Он не соглашался с характеристикой Бете открытия Теллера — Улама как «случайного»; модификации ранних идей, утверждал он, могли бы дать практические результаты. Теллер утверждал, что «радиационная имплозия является важным, но не единственным способом создания термоядерных бомб». Более того, он продолжал утверждать, что «главный принцип радиационной имплозии развивался в связи с термоядерной программой и был заявлен на конференции по термоядерной бомбе весной 1946 г. Доктор Бете не присутствовал на конференции, а доктор Фукс там был».

Теллер был озабочен тем, что, если Фукс передал идею радиационной имплозии советским ученым, они могли бы придти к конфигурации Теллера — Улама раньше самих Теллера и Улама.

Опасение Теллера, что Фукс сообщил Советскому Союзу концепцию радиационной имплозии, оказалось необоснованным. Фукс рассказал ФБР, что поджечь супербомбу с помощью имплозии было его идеей, но «что он не смог передать информацию относительно поджига супербомбы в процессе имплозии». Фукс не понимал значения имплозии в конфигурации Теллера — Улама, как, конечно, и сам Теллер, примерно до марта 1951 г. Бете был прав, утверждая, что информация Фукса мало помогла советским физикам. Проект, разрабатываемый группой Зельдовича в 1948 г., был явно инспирирован разведывательными данными о ранней работе Теллера, но он вел в никуда.

Тем не менее Теллер был уверен, что Фукс вполне мог способствовать приоритету Советского Союза в деле создания термоядерной бомбы. Иной взгляд на эту проблему имели другие американские исследователи, утверждавшие, что успешная реализация Соединенными Штатами программы по разработке супербомбы может только помочь Советскому Союзу получить те же результаты. Осенью 1952 г. Консультативное совещание по разоружению при госдепартаменте, на котором председательствовал Ванневар Буш и среди членов которого был Оппенгеймер, выступило за отсрочку испытаний «Майк» и за запрет термоядерных испытаний. Доказывая свою правоту тем, что запрет должен стать предметом переговоров перед испытанием супербомбы, они писали: «Мы почти уверены, что в случае успеха термоядерные испытания повлекут за собой интенсивные исследования в Советском Союзе. Вполне может быть, что уровень советских работ в этой сфере уже высок, но, если русские узнают, что термоядерное устройство практически осуществимо и что мы знаем, как его сделать, их работа, вероятно, будет значительно ускорена. Также возможно, что советские ученые будут способны вынести из испытаний полезную информацию в отношении размеров устройства».

Данный текст является ознакомительным фрагментом.