

Разработчик: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ» (г. Снежинск Челябинской обл.).
Период разработки - 1955 - 1957 гг.
Главный конструктор - К.И.Щёлкин.
Применение - с самолётов Ту-16, Ту-95 и Ту-22.
Принята на вооружение - в 1958 г.
На вооружении - до 1972 г.
Тяжёлая авиабомба первого поколения. Относилась к классу стратегического ядерного оружия - большого по мощности и крупного по габаритам.
Первая советская водородная авиабомба, освоенная серийным производством и принятая на вооружение стратегической авиации.

Реактивный тяжелый бомбардировщик 3М, он же 201М (открытка № 8, художник Викторов), конструкции ОКБ Владимира Мясищева появился в 1956 году и стал ответом на американские «бомберы» B‑52 Stratofortress («Стратегическая крепость»). Он мог принимать на борт до 24 т бомб, включая одну термоядерную авиабомбу массой 4 т или пару двухтонных.

Стратегическое оружие ВВС так же требовало совершенствования, поэтому на замену тяжелым бомбам мегатонного класса в начале 1980-х гг. была разработана новая — той же мощности, но существенно меньших габаритов:
Диаметр уменьшился вдвое, масса — впятеро, длина — примерно в полтора раза.
Источник: Материалы музея ядерного оружия РФЯЦ-ВНИИТФ. — 2009 / Просмотр издания // Электронная библиотека /// История Росатома













Фундаментальным достижением технологии ядерных испытаний в атмосфере явилась фактическая возможность проведения натурных взрывов оружия беспрецедентной разрушительной силы при минимальных уровнях воздействия на окружающую среду. По мере накопления информации и опыта проведения работ в технологии ядерных испытаний постоянно ожесточались требования к их безопасности. Ограничения мощности и числа наземных и надводных взрывов, принятие специальных мер в конструкциях ядерных зарядов для уменьшения наработки радиоактивности, оптимальная высота их подрыва явились важнейшим вкладом в обеспечение безопасности испытаний.
Источник: Журнал АТОМ №46 2010 - Научная электронная библиотека
С начала создания двухстадийных ЯЗ (РДС- 37; опыт 29.11.55) ряд испытаний вторичных модулей проводился на неполную мощность. Достаточно сказать, что уже в период 1956-1958 гг. в семи испытаниях вторичный модуль испытывался на неполную мощность. При этом использовались различные способы снижения энерговыделения.
Источник: Ядерные испытания СССР. Т. 3. — 2000 / Просмотр издания // Электронная библиотека /// История Росатома



Результаты испытаний позволили развернуть работы по двум основным направлениям:
– создание зарядов промышленного назначения с минимальным загрязнением местности продуктами радиоактивного распада;
– создание зарядов с повышенной проникающей радиацией.
Для любого пользователя какого-либо устройства, самым лучшим является такое, которое исправно выполняет свои функции и в процессе эксплуатации не требует от потребителя особых умственных или физических затрат. Вот и ядерный заряд для мирного использования тоже, в идеале, к применению должен быть полностью подготовленным на заводе-изготовителе. А для использования по прямому назначению, его достаточно было бы доставить к месту испытания.
Если исходить из этой концепции, газообразный дейтерий необходимо закачивать в заряд на заводе. А дальше, в течение какого-либо неопределенного времени, заряд должен храниться и транспортироваться к месту использования. Такие условия эксплуатации заряда предъявляли к его конструкции соответственно и требования по обеспечению ее длительной прочности. Вопросы, связанные с продолжительностью хранения конструкции, находящейся под высоким давлением изотопов водорода, контролем давления и безопасностью эксплуатации, потребовали проведения длительных исследовательских работ.
Особое место было отведено изучению несущей способности и поведения сварных швов под воздействием водорода при высоком давлении. Проведен был поиск, разработка и внедрение методик, позволивших устанавливать для конструкций пороговые значения давлений изотопов водорода (Р1, Р2, Р3).
Источник: Кирюшкин В. Д. РФЯЦ — ВНИИТФ в становлении атомной артиллерии СССР. — 2011 / Просмотр издания // Электронная библиотека /// История Росатома






Для термоядерного взрывного устройства наработка нейтронов определяется совокупностью термоядерных реакций и нейтронных реакций:
двумя каналами первичной реакции
1) D + D → He3 + n + 3,27 МэВ (из них En = 2,45 МэВ);
2) D + D → T + 4,03 МэВ
и вторичными реакциями
3) T + D → He4 + n + 17,6 МэВ (из них En = 14,08 МэВ);
4) He3+ D = He4 + p + 18,4 МэВ,
а также нейтронной реакцией
5) He3+ n —> T+ p + 0,74 МэВ.
При учете четырех каналов сгорает 6 ядер дейтерия, образуются 2 нейтрона и выделяется энергия 43,2 МэВ. Реакция He3 + D идет менее интенсивно по сравнению с другими реакциями из-за более высокого кулоновского барьера. При ее исключении из рассмотрения и использовании только первых трех реакций сгорает 5 ядер дейтерия, образуются 2 нейтрона и выделяется энергия 24,9 МэВ. Таким образом, рождение одного нейтрона сопровождается в этих случаях выделением энергии в 21,6-12,5 МэВ.
Источник: Из поколения победителей. Виктор Борисович Адамский. — 2008 / Просмотр издания // Электронная библиотека /// История Росатома

Convenient Energy Content Approximations
Fission of U-233: 17.8 kt/kg
Fission of U-235: 17.6 kt/kg
Fission of Pu-239: 17.3 kt/kg
Convenient Energy Content Approximations
Fission of Th-232: 16.77 kt/kg
Fission of U-233: 17.89 kt/kg
Fission of U-235: 17.74 kt/kg
Fission of U-238: 17.27 kt/kg
Fission of Pu-239: 18.29 kt/kg
Fission of Pu-241: 18.10 kt/kg
Based on: Sher, R.; Beck, C. 1981. Fission Energy Release for 16 Fissioning Nuclides. NP-1771. Stanford University, Department of Mechanical Engineering, March 1981


Р. И. Илькаев являлся разработчиком и руководителем разработки 9 типов стадийных зарядов, в которых использовались и первичные источники его разработки. Из них 5 типов термоядерных зарядов было передано в серийное производство и на эксплуатацию. Их отработка проводилась в 25 ядерных испытаниях. Создание некоторых из них включало предварительную разработку первичных источников, обладавших уникальными качествами, необходимыми для выполнения требований, стоявших перед стадийными зарядами.
Следует отметить, что достижение выдающихся результатов в создании Р. И. Илькаевым и
руководимым им коллективом новых типов ЯЗ, как это бывает в творческой научно-технической деятельности, не было гладким процессом и требовало преодоления серьезных трудностей. Так, в середине 1970-х гг. в рамках решения задачи осуществления бустинга в условиях принципиальной асимметрии подготовленный к испытанию новаторский проект отказал. Дальнейшие попытки исправления ситуации привели к положительному сдвигу, но этот сдвиг оказался недостаточным. Глубокий анализ ситуации позволил трансформировать условия этой задачи, и она была успешно решена. В результате был создан новый тип первичного источника энергии, и на его основе разработан целый ряд стадийных зарядов как под руководством Р. И. Илькаева, так и другими группами разработчиков термоядерных модулей.
Это, в свою очередь, позволило, с одной стороны, решить важные практические задачи боевого оснащения, а с другой стороны, продвинуть исследования целого ряда физических проблем, связанных с ЯО. Созданные первичные источники адаптировались для их оснащения конкретных видов термоядерных зарядов. Адаптация при этом предполагала, как правило, обеспечение оптимальных условий для радиационной имплозии стадийных зарядов, а также учет особенностей боевого применения ЯО. Первичные источники, разработчиком и руководителем разработки которых является Р. И. Илькаев, использовались в 71 ядерном испытании 31 типа термоядерных зарядов, в которых разработка термоядерных модулей производилась другими специалистами. Это была ответственная и постоянно проводившаяся на протяжении десятилетий важная работа, поскольку ошибки в адаптации могли привести к отрицательному исходу проверки работы стадийного заряда и к прекращению работ в этом направлении. Отметим, что один из этих первичных источников использовался в 50 ядерных испытаниях и в 20 типах стадийных зарядов.
Источник: Журнал АТОМ №39 2008 - Научная электронная библиотека
В середине 1970-х гг. США развернули обширную программу по созданию нейтронных зарядов для оснащения различных видов вооружений. Это был военный и политический вызов, который требовал адекватного ответа.
Разработка подобных ядерных зарядов приобрела в 1970-е гг. скандальную известность в связи с тем, что прямым (и как излагалось в прессе, единственным) объектом их поражения являлись люди. Оснащение нейтронными зарядами боеголовок предполагало в случае их использования уменьшение побочного ущерба в условиях военных действий на густонаселенной территории Европы.
Во ВНИИЭФе и ВНИИТФе были разработаны заряды с повышенными специальными поражающими факторами. Для решения этой задачи потребовалось создать специальные первичные источники энергии. Эта проблема была успешно решена во ВНИИЭФе под научным руководством Р. И. Илькаева. В результате был создан целый ряд специальных зарядов (Р. И. Илькаев, В. Е. Павлов, В. П. Незнамов; А. К. Хлебников, В. В. Хижняков, А. М. Злобин; Е. Д. Яковлев) и тем самым дан ответ на вызов США.
Источник: Бюллетень по атомной энергии. — 2006. — № 6 / Просмотр издания // Электронная библиотека /// История Росатома
В рамках задач по выбору базовых физических схем ЯЗ для эшелонированной системы
ПРО в КБ-1 было разработано шесть типов экспериментальных ЯЗ, отличавшихся принципиальными физическими схемами. Полученные результаты составили научно-техническую основу для создания отечественной системы ПРО.
Источник: Журнал АТОМ №87 2020 - Научная электронная библиотека





Другим важным моментом при оценке сравнительных возможных характеристик наработки нейтронов в чисто ядерном и термоядерном заряде является следующее обстоятельство.
Как отмечалось выше, проблема создания автономного термоядерного заряда («чистой бомбы») не была решена и поэтому «нейтронная бомба», использующая термоядерное горение, по определению представляет собой двухстадийный ЯЗ, в котором энерговыделение первичного модуля основано на процессе деления, а энерговыделение вторичного модуля основано на термоядерном горении. Таким образом, при фиксированном общем энерговыделении двух ЯЗ удельный выход нейтронов термоядерного заряда будет уменьшен по сравнению с предельными характеристиками, рассмотренными выше, из-за вклада в общее энерговыделение доли ядерного первичного модуля.
Для проведения дальнейших оценок мы сделаем ряд чисто условных предположений. Мы примем, что энерговыделение первичного и вторичного модулей примерно одинаково, и что в термоядерное энерговыделение дает вклад примерно половина общего энерговыделения термоядерной реакции в 17,6 МэВ. В этих предположениях удельный выход нейтронов «нейтронной бомбы» можно оценить на уровне 1,65⋅10²⁴ н/кт. Таким образом, в этих предположениях можно прогнозировать, что переход в рассматриваемых видах оружия
от чисто ядерных зарядов к «нейтронной бомбе» позволяет при равном энерговыделении увеличить выход нейтронов в шесть раз.
В середине 70-х годов США развернули обширную программу по созданию нейтронных зарядов для оснащения различных видов вооружений. Это был военный и политический вызов, который требовал адекватного ответа.
Во ВНИИЭФ и ВНИИТФ были разработаны заряды переменной мощности с повышенными специальными поражающими факторами. Для решения этой задачи потребовалось создать специальные первичные бустированные источники в существенно асимметричной конфигурации. Фундаментальная научная проблема, которую необходимо было решить в ходе разработки, была связана с необходимостью исправления исходной асимметрии в процессе имплозии и обеспечением устойчивости работы бустерного режима. Эта проблема была успешно решена во ВНИИЭФ под научным руководством Р. И. Илькаева. В результате этого был создан целый ряд специальных зарядов, и тем самым был дан ответ на вызов США.
Источник: Андрюшин И. А. и др. Укрощение ядра. — 2003 / Просмотр издания // Электронная библиотека /// История Росатома
