Military Review

Física y Bomba: Proyecto Atómico Soviético.

7
Física y Bomba: Proyecto Atómico Soviético.



La solución más común para los problemas técnicos comunes es encontrar la combinación más efectiva de elementos ya conocidos. La creación de una bomba termonuclear se basó en el estudio de procesos completamente desconocidos hasta ahora.

Uno de los participantes directos en el proyecto fue un miembro de FIAN, Vladimir Ivanovich Ritus, miembro corresponsal de RAS, en la revista Uspekhi Fizicheskikh Nauk publicó su revisión de las tareas en las que tenía que participar. Le ofrecemos algunos extractos de esta revisión.

En 1948, el Instituto fue dirigido por I.E. Tamm es un grupo de teóricos a los que se le confió un decreto especial del gobierno para realizar el estudio de la detonación termonuclear del plasma de tritio. El grupo I.E. Tamm entró en A.D. Sakharov, V.L. Ginzburg, S.Z. Belenky y Yu.A. Romanov. V.I. Ritus apareció en este grupo en mayo 1951 después de graduarse del Departamento de Física de la Universidad Estatal de Moscú y de una publicación inesperada de la escuela de posgrado. V.I. Ritus escribe que este fue un giro muy agudo en el destino.

La creación de una bomba de hidrógeno implica, sobre todo, el uso de la energía nuclear de un isótopo pesado de hidrógeno - deuterio. Al calentar deuterio bomba nuclear a una temperatura muy alta del orden de keV 10 (1 eV = 1,16 104 × grados Kelvin, multiplicado por una constante k = Boltzmann × 1.38 10-16 erg deg-1) entre los núcleos de deuterio - deuterones - reacciones termonucleares ocurren

d + d → p + t + 4MeV (1)
d + d → n + He3 + 3,3 MeV (2)

con la liberación de energía (4 MeV y 3,3 MeV) en forma de energía cinética de los productos de reacción. Como resultado, la energía liberada durante la combustión de 1 kg de deuterio es igual a la energía liberada durante la combustión de 1,3 kg de plutonio o U235. Los núcleos de tritio formados en estas reacciones: los tritones t y los núcleos de helio He3 entran en reacciones termonucleares

t + d → n + He4 + 17,6 MeV (3)
He3 + d → p + He4 + 18,34 MeV (4)

Alcanzando con una liberación de energía marcadamente superior. Esto se debe al acoplamiento de nucleones muy fuerte (2p + 2n) en el núcleo de He4, el isótopo principal del helio. La contabilidad de las reacciones secundarias lleva al hecho de que la liberación total de energía durante la combustión del deuterio 1kg aumenta en los tiempos 4.

Teóricamente, las reacciones (3), (4) son muy interesantes porque la sección transversal efectiva de la primera a una energía de partículas en colisión del orden de 100 keV tiene un comportamiento resonante que está destinado a excitar el nivel del núcleo compuesto He5 con una energía superior a la masa n + He4 por 17,7 MeV, y la cruz La segunda reacción se comporta de manera similar a una energía de partículas en colisión del orden de 260 keV debido a la excitación del nivel del núcleo del compuesto Li5 con energía que excede la masa p + He4 en 18,6 MeV. Debido al gran ancho de los niveles de resonancia de los núcleos He5 y Li5, las secciones transversales para las reacciones (3) y (4) también aumentan significativamente en la región de baja energía (~ 10 keV) de las partículas en colisión. Como resultado, la sección transversal de la reacción dt excede la sección transversal de la reacción dd más de 100 veces. La sección transversal de la reacción He3d aumenta ligeramente debido a la repulsión de Coulomb más fuerte del deuterón del He3 con doble carga.

Para un aumento significativo en la tasa de reacción termonuclear, A.D. Sakharov propuso rodear la capa de deuterio en la construcción descrita anteriormente con una capa de uranio natural ordinario, que se suponía que frenaría la expansión y, lo más importante, aumentaría significativamente la concentración de deuterio. La potencia del proceso termonuclear en el deuterio podría incrementarse significativamente si, desde el principio, una parte del deuterio fuera reemplazada por tritio. Pero el tritio es muy caro, y además también radioactivo. Por lo tanto, V.L. Ginzburg propuso utilizar Li6 en su lugar, lo que genera tritio bajo la acción de los neutrones. De hecho, la carga termonuclear con deuteruro de litio-6 (Li6D) llevó a un aumento radical en la potencia del proceso termonuclear y la liberación de energía de la capa de uranio debido a la fisión, varias veces mayor que la liberación de energía termonuclear.

Tales son las "primeras" y "segundas" ideas físicas (en la terminología de A.D. Sakharov) incorporadas en la primera versión de la termonuclear soviética armas.

La ocupación principal de V.I. Ritus y sus colegas Yu.A. Romanov, hubo un estudio detallado de la "segunda idea": la idea de usar Li6D. Se preguntaron cómo aumentaría la liberación de energía si se reemplazara una cierta cantidad de deuterio por tritio, ya que la sección transversal de la reacción dt es 100 veces la sección transversal de la reacción dd. O qué sucede si el Li natural, que contiene 7,3% Li6, no se purifica completamente del séptimo isótopo principal, de modo que la concentración de Li6D se hace comparable a la concentración de Li7D. Estaban comprometidos en los correspondientes cálculos de liberación de energía.

Vladimir Ivanovich recuerda su participación en una reunión sobre este tema:
“Alrededor del final de 1951. en la oficina de Yu.B. Khariton hubo una reunión con la participación de I.V. Kurchatov, dedicado al problema Li6D. Entre los jefes de laboratorios y departamentos invitados de KB-11, Yura y yo éramos los más jóvenes. Fue aquí donde vi por primera vez a I.V. Kurchatov, que vino con su séquito. Inmediatamente comenzó a difundir su apodo de Barba. Es cierto que su barba no me causó una buena impresión, era muy delgada. Sin embargo, su rostro hermoso e inteligente, estatura alta y falta de entonación del gran jefe permanecieron en su memoria.

Por supuesto, Andrei Dmitrievich nos envió a esta reunión, ya que Romanov y yo participamos estrechamente en el problema de Li6D, pero todos nuestros resultados fueron A.D. él informó El pasillo estaba lleno, todos estaban sentados, formando un semicírculo, pero el espacio en el centro y detrás de las sillas permanecía libre. Kurchatov caminó solo a través de este espacio libre. Al principio Khariton le informó, luego Sakharov. Y, en particular, hubo tal escena. Kurchatov se detuvo detrás de mi silla y, recostado contra su espalda, también comenzó a hablar de algo. Su barba comenzó a tocar mi pelo disponible en aquel entonces. Me pareció que todos me miraban y no sabía a dónde ir ".

Al comienzo de 1953. En KB-11, comenzaron los preparativos para la prueba de RDS-6. En una reunión muy representativa de físicos teóricos y experimentadores A.D. Sakharov habló sobre las principales tareas que debían resolverse durante la prueba.

En primer lugar, era necesario establecer la magnitud de la energía de explosión, la fiabilidad y el progreso de la reacción termonuclear. Para ello se pretendía medir:
- tiempo desde el momento de la iniciación hasta el comienzo de la reacción en el producto;
- Flujos de rayos γ y de neutrones de 14-MeV, cuyo registro permite juzgar el curso de la reacción en el producto durante una centésima millonésima de segundo;
- presión y velocidad de la onda de choque;
- flujo de γ-cuantos de una nube radiactiva.

Se le dio instrucciones a Vladimir Ivanovich para asociar la liberación de energía total con el flujo total de neutrones 14-MeV detectados por detectores de flúor utilizando la reacción F19 + n → 2n + F18 con el umbral 11 MeV. Se suponía que varios detectores a diferentes distancias del centro de la explosión registraron la radioactividad β + del flúor-18 con un semiceso de decaimiento de 112 minutos.

Mediciones 12 Agosto 1953g. han demostrado que los neutrones 6,3 × 1024 producidos con energías superiores a 11 MeV salieron de la explosión. Este número estuvo de acuerdo con el número total esperado de neutrones rápidos producidos en la reacción termonuclear de una carga multicapa con una potencia de 300 - 400 kilotones de TNT.

La liberación de energía de la "bocanada" probada por 12 en agosto de 1953 fue tan grande (kilotones 400) debido a una sección transversal real, más grande que la calculada, de la reacción dt y al uso de tritio no solo en la primera capa, sino también en la segunda. . Fue el brillante éxito del grupo Tamm. I.E. Tamm y A.D. Sakharov se convirtió en los héroes del trabajo socialista, recibió grandes premios Stalin, casas de campo y autos.
Originador:
http://www.km.ru/science-tech/2014/12/12/issledovaniya-rossiiskikh-i-zarubezhnykh-uchenykh/752237-fizika-i-bomba-sove
7 comentarios
información
Estimado lector, para dejar comentarios sobre la publicación, usted debe para registrarse.

Уже зарегистрированы? iniciar la sesión

  1. volodimer
    volodimer 18 января 2016 15: 27
    +3
    Bien hecho muchachos, era necesario, resolvieron el problema. Obviamente, mi cabeza no me dolió por todo tipo de resultados, índices hirsch, subvenciones y otros tipos de basura que los funcionarios científicos nos están imponiendo.
  2. Negro
    Negro 18 января 2016 15: 53
    +2
    Всегда, когда "возвращаешься" в те годы поражает сила духа, идеи и "скорость роста" замечательных советских кадров,- ученых, инженеров, технологов....

    Y en nuestro tiempo ...- ¿Qué es la sustitución de importaciones?
    - ... bueno, ... ¡no lo sé hasta que se inventó la palabra actual!
  3. ImPerts
    ImPerts 18 января 2016 16: 05
    +3
    Sí, había un Culto, ¡pero había una Persona!

    Y también recordé:
    "- Sí, hubo gente en nuestro tiempo,
    No es que la tribu actual:
    ¡Los guerreros no son ustedes!
    Tienen una mala parte:
    Немногие вернулись с поля..."
  4. evge-malyshev
    evge-malyshev 18 января 2016 17: 46
    0
    Без "физфака МГУ" тут не обойтись.
    1. gorra
      gorra 18 января 2016 20: 50
      0
      Cita: evge-malyshev
      Без "физфака МГУ" тут не обойтись.


      Даа! натворили дел "кухаркины дети".Весь мир до сих пор под себя ходит.
      d + d → p + t + 4MeV (1)
      d + d → n + He3 + 3,3 MeV (2)
      t + d → n + He4 + 17,6 MeV (3)
      He3 + d → p + He4 + 18,34 MeV (4)
      No entendí nada. Tuve que estudiar en el seminario. riendo
      1. 1rl141
        1rl141 18 января 2016 22: 46
        0
        ¿Qué hay para entender? Vierte He3 yd en proporciones iguales en un frasco de tres litros, tira del proxeneta y, mientras está allí, estornuda tu cobre, te escondes en una zanja. Y luego corres medio litro, porque no mató.
  5. escéptico31
    escéptico31 19 января 2016 00: 32
    0
    No entendí este artículo sobre la física de una explosión termonuclear o sobre la historia de la aparición de una bomba termonuclear en la Unión Soviética. Es igual en apariencia. De hecho, en cierta etapa de la creación de una bomba termonuclear, se le puso una cruz. Y no solo en la Unión, sino también en Estados Unidos. En Estados Unidos, incluso disolvieron el grupo que participó en este proyecto, considerando que esta dirección es absolutamente desesperada. Sin embargo, hubo un cierto descubrimiento que permitió cambiarlo todo. Además, todos los científicos enumerados en el artículo, incluido Sakharov, no tuvieron nada que ver con esto, excepto por el hecho de que filtraron esta información a los estadounidenses, por temor a que seamos los únicos dueños de la bomba termonuclear. Es por eso que fuimos nosotros, no los estadounidenses, quienes tuvimos significativamente más oportunidades que los nuestros, los primeros en detonar una bomba termonuclear. No debe confundirse con la carga termonuclear que los estadounidenses explotaron por primera vez. Y aquí están todas las fórmulas, fórmulas y una descripción de cómo el autor se sentó entre los grandes.