Цепная реакция распада атомов плутония (основная «взрывчатка» бомбы), приводящая к выделению огромной энергии, возникает в момент сжатия плутониевой сферы до критической плотности за счет энергии химической взрывчатки, окружающей плутониевую сферу.
Химическая взрывчатка взрывается хитро. Плутониевая сфера окружена блоками особой формы из двух типов взрывчатки – «быстрой» (ТАТВ – триаминотринитробензол) и медленной (баратол – смесь тринитротолуола с нитратом бария)[309].
Подрыв такой сборки порождает имплозию – «взрыв вовнутрь». Выделяющаяся при этом энергия не «разбрасывает» продукты реакции в стороны, как при обычном взрыве, а наоборот – сжимает их и находящуюся внутри плутониевую сферу.
В момент начала цепной реакции энергия взрывной волны химической взрывчатки продолжает сжимать активную зону, создавая сверхкритическую плотность.
Но выделяющаяся энергия цепной реакции начинает противодействовать сжатию и через какое-то время превосходит энергию сжатия. Зона реакции расширяется, деление преодолевает имплозию, и критичность пропадает.
Время удержания критичности (т. е. время протекания самой цепной реакции) и, следовательно, выделение собственно ядерной энергии, зависит от ряда характеристик нейтронов, рождающихся в ходе цепной реакции и обязательно от присутствия нейтронов, не связанных с протеканием цепной реакции.
Расчеты показывают, что полноценный ядерный взрыв происходит при условии, что
«при переводе сборки из докритического в сверхкритическое состояние в ее делящемся материале не будет нейтронов, а вот когда максимум сверхкритичности почти достигнут – их окажется там очень много»[310].
А обеспечивал выполнение этого условия нейтронный инициатор, «впрыскивающий» производимые им, а не делящимся материалом, нейтроны в зону сверхкритического состояния плутония.
Так что успех получения атомного взрыва бомбы той конструкции, которую воплощали Курчатов и Харитон, зависел от того, как много нейтронов именно в момент максимальной сверхкритичности выбросит нейтронный инициатор, вставленный в плутониевый шарик.
Без его четкого срабатывания в течение миллионных долей секунды[311] вся работа всего коллектива атомщиков – добыча урана, создание атомных реакторов, выделение плутония, отработка условий имплозии и многое другое, сделанное за три с лишним года с неимоверными усилиями и жертвами, приведет не к атомной бомбе, а к «атомному пшику» – гигантской хлопушке, заразившей радиоактивной пылью непрореагировавшего плутония сотню-другую гектаров полигона. И, конечно, к горстке «лагерной пыли» ее создателей.
Эти же вопросы и эти же опасения (за исключением, конечно, опасений, связанных с превращением в «лагерную пыль») были и у американских конструкторов атомной бомбы.
Особенно