Прецизионный одноступенчатый ядерный заряд мощностью до 1 Ктн. Новая надежда Америки?

Расчетно-теоретическая проработка каждого изделия является уникальной по сложности расчетов и по количеству рассчитываемых физических процессов и требует участия математиков самых различных специальностей. Например, для расчета одного термоядерного изделия требуются специалисты по следующим задачам:

• нейтронные задачи;

• задачи газовой динамики;

• газовая динамика с теплопроводностью;

• распространение излучения в замкнутых объемах сложной конфигурации;

• расчет энерговыделения в зарядах;

• расчеты характеристик различных веществ, используемых в зарядах, при высоких температурах и давлениях;

• расчеты стойкости зарядов к воздействию на него ударной волны, нейтронов, рентгеновского и γ-излучений;

• расчеты подземных взрывов.

Каждая из этих задач для своего решения требует разработки математических методов расчета, создания программы и организации производственного счета. Справиться с такой работой могут только очень сильные коллективы математиков.

Для примера рассмотрим задачи газовой динамики с теплопроводностью. Они являются наиболее характерными для нашего предприятия. Одним из основных этапов работы атомного и термоядерного заряда является процесс его сжатия под воздействием ударной волны и излучения. В ранних изделиях атомные и термоядерные заряды обжимались сферически-симметричным образом.

Разработка математических методов расчетов сферически-симметричного обжатия потребовала многолетней работы коллективов математиков, руководимых такими крупными учеными, как А. Н. Тихонов, И. М. Гельфанд, Н. А. Дмитриев.

До сих пор эти программы не потеряли своего значения. Они являются основным инструментом для проведения поисковых расчетов, предварительного выбора конструкции заряда и доказательства его работоспособности. Опыт показывает, что для нормальной работы каждый сотрудник теоретического сектора должен иметь возможность сосчитать в неделю не менее одной задачи такого типа.

Для того чтобы справиться с объемом разработок, стоящих перед ВНИИЭФ, количество теоретиков необходимо довести до 80—100 человек. Отсюда следует, что нам нужно будет считать в год не менее 4000—5000 таких задач. Для этого потребуется не менее 30 инженеров и 45 лаборантов (в 1966 году 10 инженеров и 15 лаборантов смогли сосчитать 1400 задач этого типа). Напомним, что речь идет пока только об одном типе задач.

Требование повышения удельной мощности заряда по необходимости привело к разработке изделий, в которых процесс обжатия как атомного, так и термоядерного заряда происходит существенно не сферически. К существенной не сферичности приводят также требования высокой стойкости по отношению к возможному воздействию ПРО противника и требования уменьшения веса и габарита изделия.

Создание методики расчета несферического обжатия является на порядок более трудной задачей, чем создание методик для расчета сферических обжатий. Достаточно сказать, что над ее решением работают несколько крупных коллективов в течение последних пяти-шести лет и пока она еще не доведена до состояния, когда по ней можно вести массовый производственный счет.

Источник: На благо России. К 75-летию акад. РАН Ю.А. Трутнева. — 2002 / Просмотр издания // Электронная библиотека /// История Росатома