История ракетно-ядерной гонки США и СССР - Евгений Вадимович Буянов

В рамках договора о нераспространении ядерного оружия пока не удаётся достичь договорённости о запрещении размещения и производства расщепляющихся (ядерных) материалов в военных целях (ДЗРПРМ, – неприсоединившаяся «тройка»: Израиль, Индия и Пакистан, см. [76], с.11).

Испытания ядерного и термоядерного оружия

Испытания ЯО были «громким показателем гонки ядерных вооружений» и несомненным признаком того, что «холодная война» была «ядерной» с активной подготовкой «горячей» ядерной войны. Самым первым испытанием был взрыв бомбы «Троица» в Аламогордо», штат Нью-Мексико. Всего США провели 1151 ядерный взрыв, а СССР – 969. Но суммарная мощность советских ядерных взрывов около 285,4 МТ ТЭ превышает суммарную мощность американских ядерных взрывов 193 МТ ТЭ, – этот баланс во многом «перетянула» «Царь-бомба» с мощностью 58,6 МТ ТЭ (кубик тротила с ребром 326,3 м). Для совершенствования ядерного оружия применялась самая современная вычислительная техника, и велись масштабные экспериментальные исследования. Эти исследования и дали во многом мощный толчок развитию и вычислительной техники, и многих других современных мировых наук и технологий: математики, физики, химии, металлургии, машиностроения, приборостроения, военной и измерительной техники и.т.д. В ряде областей науки и техники у СССР имелось отставание, которое приходилось навёрстывать тяжелейшим трудом. Наиболее масштабные испытания проводились США и СССР. Сравнительное количество испытаний, проведённых США и СССР следующее:

Примечание:

* Включая два ядерных взрыва 1945 года в Японии и 24 ядерных испытаний, проведённых на Невадском полигоне совместно с Великобританией. См. http://elib.biblioatom.ru/text/yadernye-ispytaniya-sssr_1997/go,0/ – книга «Ядерные испытания СССР», Саров, 1997, Российский испытательный ядерный центр – ВНИИЭФ, стр. 122.

** Общая мощность испытаний указана приблизительно (она немного отличается по разным источникам ввиду разной оценки мощности отдельных взрывов). См. [25], [27] – http://elib.biblioatom.ru/text/greshilov_yaderny-schit_2008/go,282/

Полная хронология ядерных испытаний в СССР – см. http://militaryrussia.ru/blog/topic-788.html

Теоретические разработки и расчёты могли привести к успеху только в том случае, если их результаты подтверждены испытаниями и если результаты испытаний корректируют результаты теоретических исследований и расчётов. Эти процессы неразрывны, – и теория, и расчёты, и алгоритмы расчётов основаны на результатах экспериментальных исследований. Ни одна программа расчёта не даст верный результат, если в ней будут допущены ошибки в алгоритме (ошибки в расчётной модели) или неверные исходные данные. А испытания дают верные представления и для создания модели для расчёта, и исходные данные на основе измерений в качестве сходных параметров для расчётов. Физические процессы математически описываются или уравнениями в частных производных, или обыкновенными дифференциальными уравнениями (или эквивалентными им интегральными уравнениями), которые «в общем случае» имеют бесконечное множество решений. Верное и однозначное решение получается, если для систем уравнений правильно задаются начальные и краевые условия, – вот эти начальные условия определяются в результате экспериментов. Кроме того, в сами уравнения входят определённые физические параметры (например, массы, плотности и т. п.), от задания которых тоже зависит правильность решения, и которые определяются в результате экспериментов.

Испытания позволяют проверять и исправлять результаты расчётов на основе экспериментальных данных. Испытания тщательно планировались, составлялась подробная программа и по ней производилась подготовка испытаний. В ходе испытаний фиксировались показания тысяч датчиков различных физических параметров взрыва на разных расстояниях от его «центра» (температуры, давления, скоростей газов, интенсивность и время излучений и т. п. А уровни воздействия на технику, строения и биологические объекты оценивались на различных расстояниях от взрыва по состоянию строений, техники и биологических объектов (животных, насекомых, бактерий и даже людей), установленных на полигонах.

Испытания требовали специальной подготовки полигонов с большим количеством контрольно-измерительной аппаратуры для фиксации параметров взрывов и исследований воздействия ЯО на технику, различные сооружения и на биологические объекты. Каждый полигон был очень крупным и сложным военным объектом, требующим постройки, перестройки, постоянного обслуживания, развития, охраны и снабжения. Дополнительные сложности состояли в том, что полигоны размещались в отдалённых и труднодоступных районах вдали от промышленных центров и требовали для себя прокладки дорог, линий связи и электроснабжения. Для исследований воздействия ядерных взрывов различной мощности на разном расстоянии возводились и ставились многочисленные «мишени» ядерных испытаний: дома, укрытия-убежища (защитные сооружения) для людей и техники, объекты военной техники, подопытные животные. В специальных защитных сооружениях монтировалась и настраивалась контрольно-измерительная аппаратура с многочисленными датчиками и приборами. Прокладывались линии связи с контрольной аппаратурой. Часть испытаний проводилась для исследования физических воздействий в разных средах: под землёй, на земле, над водой и под водой, на разных высотах в воздухе, в космосе. Эти испытания требовали разработки и применения специальной измерительной аппаратуры. Испытывались ядерные бомбы, ракеты всех основных классов (включая ПВО и ПРО), торпеды, снаряды и мины, – причём, и с ядерными зарядами, и с их имитаторами. Часть испытаний проводилась для повышения безопасности ядерного оружия, – как технических средств, так и различных систем для обеспечения безопасности. Эта была сложная область исследований и в США, и в СССР (см. [25], с.123). А результаты тщательно засекречивались, хотя повышение безопасности ЯО было в интересах обеих сторон, а выборочная информация об отдельных инцидентах помогла бы обеим сторонам избежать подобных случаев в будущем.

На Новой Земле производились разные испытания ядерного оружия – в том числе подводные взрывы, испытания ядерных торпед, взрывы воздушные, высотные, наземные и подземные. Максимальное количество взорванных ядерных устройств в ходе одного испытания – 8. Испытания (с обычной БЧ) глубинной бомбы «Скальп» проводились на 71-м полигоне ВВС в Крыму: на мелководной акватории – мыс Чауда, на глубоководной – мыс Меганом. Испытания в СССР проводились, кроме Семипалатинского и Новоземельского полигонов, на Тоцком, Аральском полигонах и в нескольких местах России, Казахстана, Туркменистана и Украины.

Имело место испытание двух близко расположенных в штольнях устройств мегатонной мощности, когда одно из них не взорвалось. Пришлось обезвредить и извлечь его в непосредственной близости от места другого взрыва. Причину неисправности установили: её можно изложить известным изречением радиолюбителей: «Чудес не бывает, – бывают плохие контакты!..», – от «извечной» проблемы электроники.

Взрывы в разных средах сопровождались различными эффектами. Воздушный взрыв вызывал мощную ударную волну, – сначала мощную ударную волну вследствие расширения огненного шара плазмы и движения воздуха от центра взрыва. А затем – уже обратное движение воздуха к центру взрыва в область возникшего пониженного давления. «Обратная» ударная волна слабее прямой волны, но она вызывает дополнительные разрушения. Обратное движение воздуха приводит к образованию газопылевого «ядерного гриба» взрыва, причём отражённая от поверхности ударная волна деформирует огненный шар взрыва. В область пониженного давления вместе с воздухом засасывается огромное количество поднятой с земли пыли и мелких предметов, которые заражаются радиацией и падают на землю, или в виде мелких частиц остаются в воздухе. При мощных взрывах этот гриб поднимается