Испытание «Айви Майк» (1952)

От решения к устройству

31 января 1950 года, после испытания первой советской атомной бомбы, президент Гарри Трумэн объявил о продолжении работ над водородной бомбой. Первоначальная конструкция Эдварда Теллера - так называемый «классический супер» - оказалась неработоспособной, но в начале 1951 года Станислав Улам и Теллер нашли решение: энергия взрыва атомного заряда - «первичной ступени» - в виде рентгеновского излучения сжимает и поджигает отдельный контейнер с термоядерным топливом - «вторичную ступень». В мае 1951 года испытание «Гринхаус Джордж» показало, что термоядерную реакцию можно зажечь, но это была лишь проверка принципа в малом масштабе.

В Лос-Аламосе приступили к созданию полномасштабного устройства. Руководителем проекта директор лаборатории Норрис Брэдбери назначил инженера Маршалла Холлоуэя. Теллер, конфликтовавший с руководством, ушел и добивался создания собственной лаборатории, которая открылась в Ливерморе в сентябре 1952 года - за полтора месяца до испытания. Подробные расчеты и чертежи устройства летом 1951 года подготовил 23-летний физик Ричард Гарвин, ученик Энрико Ферми, приехавший в Лос-Аламос на лето.

«Колбаса»

Устройство получило прозвище «Колбаса» за свою вытянутую форму. Оно представляло собой стальной цилиндр длиной около шести метров и диаметром около двух метров со стенками толщиной в десятки сантиметров - крупнейшую на тот момент цельную поковку в США.

В одном конце цилиндра находилась первичная ступень - атомная бомба. Основную часть занимал огромный сосуд Дьюара - своего рода гигантский термос - с жидким дейтерием, тяжелым изотопом водорода, охлажденным до температуры около минус 250 градусов Цельсия, лишь немного выше абсолютного нуля. По оси сосуда проходил стержень из плутония - «запальная свеча», которая при сжатии должна была начать цепную реакцию и разогреть топливо изнутри. Сосуд был окружен толстой оболочкой из природного урана весом более пяти тонн.

Чтобы держать дейтерий в жидком состоянии, рядом с испытательной площадкой построили целый криогенный завод для производства жидкого водорода и азота. Вместе с охлаждающим оборудованием устройство весило около 82 тонн. Сбросить его с самолета было невозможно, а сама идея жидкого топлива для боевой бомбы была непрактичной. «Майк» был не оружием, а научным экспериментом, призванным доказать, что схема Теллера - Улама работает.

Операция «Айви»

Испытание готовила оперативная группа 132 - огромная организация из военных и ученых. На атолле Эниветак, где американцы с 1948 года проводили ядерные испытания, предварительно выселив жителей, работали более 11 тысяч военнослужащих и гражданских специалистов. Флот насчитывал десятки кораблей. На острове Элугелаб на северной оконечности атолла построили огромное здание из гофрированного металла, где разместили «Колбасу», а от него по цепочке островов протянули через лагуну узкую насыпь длиной около трех километров с трубой, заполненной гелием. По ней излучение взрыва должно было пройти к приборам, расположенным на соседнем острове.

Некоторые члены администрации Трумэна и ученые предлагали отложить испытание. Одни надеялись, что новый президент попробует договориться с СССР о запрете термоядерных испытаний, пока ни одна сторона не провела их. Другие опасались, что взрыв за несколько дней до выборов 4 ноября будет воспринят как политический ход. Председатель Комиссии по атомной энергии Гордон Дин передал эти соображения Трумэну, но тот решил не откладывать испытание по техническим причинам: сроки зависели от погоды в начале сезона.

Взрыв

К утру 1 ноября 1952 года весь персонал был эвакуирован с атолла на корабли. Команду на подрыв подали с борта флагманского корабля «Эстес», находившегося примерно в 50 километрах от острова. В 7 часов 15 минут по местному времени «Айви Майк» взорвался.

Мощность взрыва составила около 10,4 мегатонны - примерно в 700 раз больше, чем у бомбы, разрушившей Хиросиму, и больше, чем вся взрывчатка, использованная во Второй мировой войне. Около трех четвертей этой энергии дало не термоядерное горение, а деление урановой оболочки под действием потоков быстрых нейтронов, рожденных синтезом. Огненный шар диаметром около пяти километров поднялся над океаном. Через полторы минуты грибовидное облако достигло высоты 17 километров, а затем поднялось выше 30 километров и распространилось в ширину на десятки километров.

Наблюдатели на кораблях вспоминали ослепительную вспышку, жар, ощутимый на коже на огромном расстоянии, и облако, заполнившее полнеба. Когда дым рассеялся, острова Элугелаб больше не было. На его месте в рифе образовалась подводная воронка диаметром около 1,9 километра и глубиной около 50 метров. Растительность на соседних островах была уничтожена, а на корабли в десятках километров выпали радиоактивные обломки кораллов.

Сейсмограф в Беркли

Теллер не поехал на испытание. Он находился в Беркли и следил за сейсмографом в подвале университетского здания. Когда, по его расчетам, должна была прийти сейсмическая волна от взрыва, он увидел, как дрогнул луч на фотопленке, и понял, что испытание удалось, - раньше, чем из Тихого океана пришло официальное сообщение. Затем он отправил в Лос-Аламос шифрованную телеграмму, по распространенной версии, с сообщением о том, что «родился мальчик» - условный знак успешного испытания, еще со времен Манхэттенского проекта.

Пилот и новые элементы

Чтобы собрать пробы радиоактивных частиц, сквозь облако взрыва пролетели специальные самолеты-пробоотборники. Один из пилотов, капитан ВВС Джимми Робинсон, после пролета через облако потерял ориентировку, израсходовал топливо и попытался посадить самолет на воду у атолла. Его тело так и не нашли. Он стал единственной жертвой испытания.

Анализ фильтров с самолетов и проб коралла, проведенный группой Альберта Гиорсо в Беркли и учеными других лабораторий, принес неожиданное открытие: в продуктах взрыва нашлись атомы двух неизвестных прежде химических элементов с номерами 99 и 100. Они образовались, когда атомы урана мгновенно захватили большое число нейтронов. Открытие было засекречено, и лишь в 1955 году элементы получили названия в честь двух недавно умерших великих физиков - эйнштейний и фермий.

Тайна, которую не удалось сохранить

Испытание было строго засекречено. Однако письма моряков и военных домой, в которых описывались исчезнувший остров и невиданный взрыв, просочились в прессу. 16 ноября 1952 года Комиссия по атомной энергии в краткой сдержанной формулировке сообщила, что проведенные испытания включали эксперименты, способствующие исследованиям в области термоядерного оружия. Подробности американская общественность узнала лишь в 1954 году, когда был показан документальный фильм об операции «Айви». Трумэн, уходивший с поста, в последнем послании Конгрессу в январе 1953 года предупреждал, что война с применением такого оружия может уничтожить цивилизацию.

Советские ученые, по некоторым свидетельствам, проанализировали следы радиоактивных осадков, попавшие в атмосферу, и смогли сделать выводы о характере испытания. 12 августа 1953 года СССР испытал бомбу РДС-6с, основанную на «слойке» Андрея Сахарова. Она была гораздо слабее «Майка» - около 400 килотонн, - но, в отличие от него, была пригодна для доставки самолетом. Многоступенчатую бомбу, аналогичную американской схеме, СССР испытал в ноябре 1955 года.

От «Майка» к оружию

Через две недели после «Майка», 16 ноября 1952 года, в той же серии с бомбардировщика B-36 сбросили самую мощную на тот момент атомную бомбу «Айви Кинг» мощностью 500 килотонн - запасной вариант на случай неудачи термоядерной программы. Но успех «Майка» определил будущее. В 1954 году в серии испытаний «Касл» на атолле Бикини США испытали транспортабельные термоядерные бомбы с твердым топливом - дейтеридом лития. Первое из них, «Касл Браво», дало мощность 15 мегатонн - втрое больше расчетной - и вызвало радиоактивное заражение жителей Маршалловых островов и японских рыбаков.

Итоги

• «Айви Майк» стал первым в истории термоядерным взрывом и доказал работоспособность схемы Теллера - Улама, на которой и сегодня основано большинство термоядерных зарядов в мире.
• Мощность взрыва около 10,4 мегатонны в сотни раз превзошла мощность первых атомных бомб и открыла эпоху мегатонного оружия.
• Испытание стерло с лица земли остров Элугелаб и стало одним из символов ядерного разрушения Маршалловых островов, жители которых до сих пор страдают от последствий испытаний.
• Анализ продуктов взрыва привел к открытию двух новых химических элементов - эйнштейния и фермия.
• Американское преимущество оказалось кратким: менее чем через год СССР испытал собственную термоядерную бомбу, и гонка вооружений перешла на новый уровень.