Слойка
Сегодня исполнилось 60 лет со дня испытания первого советского термоядерного устройства РДС-6с, которое получило жаргонное наименование "Слойка". Это устройство, хотя и не было настоящим ступенчатым термоядерным устройством, использующим сжатие основной ступени черным излучением от заряда деления (принцип радиационной имплозии или принцип Улама - Теллера), тем не менее было довольно технологически продвинутым устройством. В нем впервые использовалось сухое термоядерное горючее - дейтерид лития, на основе этого устройства был создана авиабомба, которую мог нести бомбардировшик Ту-16.
Идея "Слойки" предшествовала идее радиационной имплозии, и была, по-видимому, открыта независимо, по крайней мере, три раза.Впервые она была разработана Эдвардом Теллером в США, который назвал эту конструкцию "Будильником" (Alarm Clock). Позже Андрей Сахаров и Виталий Гинзбург и независимо от них Олег Лаврентьев в Советском Союзе самостоятельно додумались до него и окрестили конструкцию "Слойкой" . Наконец эта конструкция была разработана британцами (имя изобретателя неизвестно). Каждая из этих программ имела успех пока не додумались до подхода на основе более трудной, но более мощной и эффективной ступенчатой конструкции термоядерного заряда.
Cистема получила в Советском Союзе название "Слойка" , потому что она использует сферическую сборку из концентрических оболочек. В центре системы находится заряд первичного деления из U-235/Pu-239, затем окружающий его, (необязательный ) слой U-238 используемый как тампер для деления, затем слой дейтерида/тритида лития-6, тампер из U-238 для синтеза, и, наконец, системы имплозии из обычного ВВ. (Тампер - это оболочка из вещества с высокой плотностью, окружающая реагирующий материал для замедления его разлета. Часто тампер одновременно служит отражателем нейтронов ). После того как первичный заряд в центре завершает свои реакции, он высвобождает энергию, которая сжимает и нагревает слой термоядерного горючего до температур, при которых начинаются реакции синтеза. Поток нейтронов деления инициирует цепную реакцию "деление-синтез-деление": нейтроны деления генерируют тритий из лития, который затем вступает в реакцию с дейтерием и производит очень быстрые нейтроны, что в свою очередь, вызывают быстрое деление в тампере и дальнейшее воспроизводство трития. В результате термоядерное топливо выступает в качестве нейтронного усилителя, что позволяет реализовать цепную реакцию деления с большим количеством не делящегося в нормальных условиях урана-238. Начальная доза трития для запуска реакций синтеза не является строго необходимой, он нужен лишь для увеличения выхода заряда.
Достижимые доля реакций синтеза довольно небольшая, 15-20%, и не может быть увеличена. Использование термоядерного топлива также является весьма неэффективным.Эта конструкция также имеет ограничения по выходу и отношению выхода к весу, как и чистые заряды деления и бустированные заряды. Она была разработана и использована для создания принятых на вооружение зарядов в Советском Союзе и Великобритании до появления ступенчатых зарядов. США не стали развивать её, отчасти потому, что Теллер не чувствовал, что конструкция является достаточно разрушительным, чтобы быть полезной. В испытании РДС-6с, (известного как Joe 4 в США) 12 августа 1953 года использовался тритий для легирования, при этом было достигнуто 10-кратное усиления по энергии первичного заряда с общим выходом 400 кт.Британское устройство Orange Herald Small, испытанное в серии Grapple 2 (31 мая 1957) был похожим , но использовало гораздо мощный первичный заряд деления (порядка 300 кт), очевидно без трития, с общим выходом 720 кт, что дает усиление примерно в 2,5 раза. Это, вероятно, было крупнейшим испытанием этой конструкции.
Хотя очевидно, что эта конструкция не используется в настоящее время в любом оружии, развернутом в пяти официальных ядерных государствах, она остается жизнеспособной , которая может быть привлекательной для других государств, не имеющих достаточных ресурсов, чтобы развивать технически более требовательную конструкцию радиационной имплозии. Информация, предоставленная Мордехаем Вануну указывает, что Израиль, возможно, разработал оружие этого типа.
В заключение следует отметить, параллельно с РДС-6с в СССР разрабатывалось устройство РДС-6т ("Труба"). Идея "Трубы" оказалась тупиковой. О том, как это было установлено, я писал в статье Про "Кузькину мать" и её родословную
Идея "Слойки" предшествовала идее радиационной имплозии, и была, по-видимому, открыта независимо, по крайней мере, три раза.Впервые она была разработана Эдвардом Теллером в США, который назвал эту конструкцию "Будильником" (Alarm Clock). Позже Андрей Сахаров и Виталий Гинзбург и независимо от них Олег Лаврентьев в Советском Союзе самостоятельно додумались до него и окрестили конструкцию "Слойкой" . Наконец эта конструкция была разработана британцами (имя изобретателя неизвестно). Каждая из этих программ имела успех пока не додумались до подхода на основе более трудной, но более мощной и эффективной ступенчатой конструкции термоядерного заряда.
Cистема получила в Советском Союзе название "Слойка" , потому что она использует сферическую сборку из концентрических оболочек. В центре системы находится заряд первичного деления из U-235/Pu-239, затем окружающий его, (необязательный ) слой U-238 используемый как тампер для деления, затем слой дейтерида/тритида лития-6, тампер из U-238 для синтеза, и, наконец, системы имплозии из обычного ВВ. (Тампер - это оболочка из вещества с высокой плотностью, окружающая реагирующий материал для замедления его разлета. Часто тампер одновременно служит отражателем нейтронов ). После того как первичный заряд в центре завершает свои реакции, он высвобождает энергию, которая сжимает и нагревает слой термоядерного горючего до температур, при которых начинаются реакции синтеза. Поток нейтронов деления инициирует цепную реакцию "деление-синтез-деление": нейтроны деления генерируют тритий из лития, который затем вступает в реакцию с дейтерием и производит очень быстрые нейтроны, что в свою очередь, вызывают быстрое деление в тампере и дальнейшее воспроизводство трития. В результате термоядерное топливо выступает в качестве нейтронного усилителя, что позволяет реализовать цепную реакцию деления с большим количеством не делящегося в нормальных условиях урана-238. Начальная доза трития для запуска реакций синтеза не является строго необходимой, он нужен лишь для увеличения выхода заряда.
Достижимые доля реакций синтеза довольно небольшая, 15-20%, и не может быть увеличена. Использование термоядерного топлива также является весьма неэффективным.Эта конструкция также имеет ограничения по выходу и отношению выхода к весу, как и чистые заряды деления и бустированные заряды. Она была разработана и использована для создания принятых на вооружение зарядов в Советском Союзе и Великобритании до появления ступенчатых зарядов. США не стали развивать её, отчасти потому, что Теллер не чувствовал, что конструкция является достаточно разрушительным, чтобы быть полезной. В испытании РДС-6с, (известного как Joe 4 в США) 12 августа 1953 года использовался тритий для легирования, при этом было достигнуто 10-кратное усиления по энергии первичного заряда с общим выходом 400 кт.Британское устройство Orange Herald Small, испытанное в серии Grapple 2 (31 мая 1957) был похожим , но использовало гораздо мощный первичный заряд деления (порядка 300 кт), очевидно без трития, с общим выходом 720 кт, что дает усиление примерно в 2,5 раза. Это, вероятно, было крупнейшим испытанием этой конструкции.
Хотя очевидно, что эта конструкция не используется в настоящее время в любом оружии, развернутом в пяти официальных ядерных государствах, она остается жизнеспособной , которая может быть привлекательной для других государств, не имеющих достаточных ресурсов, чтобы развивать технически более требовательную конструкцию радиационной имплозии. Информация, предоставленная Мордехаем Вануну указывает, что Израиль, возможно, разработал оружие этого типа.
В заключение следует отметить, параллельно с РДС-6с в СССР разрабатывалось устройство РДС-6т ("Труба"). Идея "Трубы" оказалась тупиковой. О том, как это было установлено, я писал в статье Про "Кузькину мать" и её родословную