Петр Асташенков - Советские ракетные войска. 2-е переработанное и дополненное издание

Когда шла эта гигантская работа, за рубежом, как всегда, раздавались скептические высказывания. Американский генерал Гровс, например, категорически утверждал, что на создание атомных зарядов в СССР потребуется «в лучшем случае… 15–20 лет». Но руководимые партией ученые-патриоты опрокинули все расчеты недругов, совершили настоящий научный подвиг. Это благодаря их трудам, трудам академика коммуниста И. В. Курчатова, работе производственников в 1947 г. Советское правительство могло уже заявить на весь мир о том, что секрета атомных зарядов не существует. Но твердолобые за рубежом не поверили этому сообщению. Они продолжали повторять, что этого не может быть.

И вот в августе 1949 г. американский самолет доставил пробу радиоактивного воздуха. Лишь тогда военные круги США убедились, что в СССР осуществлен ядерный взрыв. С признанием этого огорчительного для них факта 23 сентября 1949 г. выступил президент Гарри Трумэн.

Под руководством коммунистической партии советские ученые самостоятельно и в короткий срок решили сложнейшие задачи по разработке методов получения ядерной энергии и созданию ядерных зарядов. Наши ученые с успехом потрудились в области технологии получения ядерного делящегося вещества. В Советском Союзе создана атомная промышленность. Это позволило обеспечить широкое использование атомной энергии в интересах безопасности нашей Родины и в мирных целях.

Познакомимся теперь подробнее с физическими основами устройства ядерных зарядов. Ядра атомов большинства веществ настолько прочны, что разделить их на части очень трудно. Но имеются и такие вещества, у которых ядра атомов распадаются сами. Это радиоактивные вещества. Распад ядер атомов таких веществ сопровождается выделением энергии. Ядра атомов радиоактивных веществ распадаются не все сразу, а постепенно. Поэтому количество ядерной энергии, освобождающееся при естественном радиоактивном распаде в единицу времени, очень невелико. Искусственным путем можно создать такие условия, при которых тяжелые ядра атомов некоторых радиоактивных веществ (урана, плутония) распадаются на части (осколки) в миллионные доли секунды, то есть практически одновременно. В этом случае мгновенно освобождается огромное количество ядерной энергии — происходит ядерный взрыв.

Если более подробно говорить о ядерной реакции, то следует отметить, что она свершается как бы в две ступени. Для первой ступени характерно образование возбужденного ядра под действием бомбардирующей частицы — нейтрона. На второй ступени происходит распад возбужденного составного ядра.

Современной науке известны многие типы ядерных реакций, но наиболее важной для атомной техники оказалась реакция деления тяжелых ядер изотопов урана с массовыми числами 235 и 233 и плутония с массовым числом 239.

Под воздействием нейтронов ядра урана-235 или плутония расщепляются каждое на два примерно равных осколка. Одновременно при этом испускается 2–3 новых вторичных нейтрона и выделяется большое количество энергии. Главная ее доля приходится на кинетическую энергию осколков деления — 83 процента. Излучение уносит с собой 5 процентов энергии. Остальные 12 процентов энергии приходятся на радиоактивный распад осколков ядра.

Итак, при делении каждого тяжелого ядра выделяются 2–3 вторичных нейтрона. Именно и этом явлении лежит ключ к осуществлению цепной (лавинообразной) реакции деления тяжелых ядер. Деление одного ядра приводит к возникновению новых быстрых нейтронов, а они вызывают дальнейшие акты деления. И так следует акт за актом со все большим размахом. Образуется цепной лавинообразный процесс. За очень короткий срок выделяется громадная энергия.

В ходе деления ядер происходит размножение нейтронов. Этот процесс обычно характеризуется коэффициентом критичности. Когда он меньше единицы, число нейтронов убывает в ходе реакции, когда больше единицы — возрастает, когда равен единице — поддерживается постоянным. Этот последний режим называется критическим.

Следует заметить, что в массе делящегося вещества, из которого делаются атомные заряды, часть нейтронов теряется непроизводительно. Их захватывают вредные примеси, от которых стараются всячески избавиться. Некоторая доля нейтронов вылетает из заряда наружу и этим уклоняется от дальнейшего участия в реакции. Утечку нейтронов наружу снижают за счет уменьшения отношения площади заряда к его объему — ведь, чем меньше поверхность, тем меньше возможностей у нейтронов вылететь наружу. Наиболее «неудобная» для нейтронов в этом отношении шаровая форма заряда. Вот почему заряды такой формы имеют наименьшую критическую массу, то есть в этом случае меньше всего надо делящегося вещества, чтобы получить критический режим, при котором число нейтронов уже не убывает.