Радиационная имплозия


Радиационная имплозия — принцип, заключающийся в импульсном сжатии ядерного заряда с использованием энергии рентгеновского излучения, которое выделяется при взрыве близко расположенного ядерного боеприпаса и передаётся через специальный канал (interstage). При этом сжатие осуществляется плазмой, в которую превращается наполнитель при его сублимации. Радиационная имплозия используется в термоядерных, то есть, в двухступенчатых (двухфазных) ядерных боеприпасах[1].

Термин «радиационная имплозия» также может быть использован в отношении любых процессов, при которых поток энергии электромагнитного излучения на поверхность тела используются для его механического сжатия. Изучается использование этой идеи для задач энергетики в управляемом инерциальном термоядерном синтезе.

Радиационная имплозия впервые была разработана Клаусом Фуксом и Джоном фон Нейманом в США как часть их работы над идеей конструкции водородной бомбы, которая называлась «Классической» («Classical Super»). В результате этой работы в 1946 году была подана секретная заявка на патент, а позднее эта информация была передана Фуксом Советскому Союзу как часть его ядерного шпионажа. Тем не менее эта схема не использовалась в окончательной конфигурации водородной бомбы, и ни США ни СССР не смогли воплотить идеи Фукса в реальную водородную бомбу. Модифицированная версия идеи Фукса-Неймана была использована в испытаниях «George» операции Greenhouse 8 мая 1951.

Работая в группе Эдвара Теллера в Лос-Аламосской лаборатории над возможными вариантами создания водородной бомбы, в январе 1951 года[2] Станислав Улам выдвинул идею использования гидродинамической ударной волны ядерного оружия для сжатия другой порции делящегося материала до невероятной плотности с целью увеличения мощности ядерного взрыва до нескольких мегатонн, то есть идея двухступенчатой ядерной бомбы. Позднее он понял, что этот же подход может быть использован для инициирования термоядерной реакции. Он изложил эту идею Эдварду Теллеру, который быстро понял, что вместо механической ударной волны ядерного взрыва для сжатия намного быстрее и эффективнее было бы использовать рентгеновское излучение, выделяемое при ядерном взрыве. Эта комбинация идей в дальнейшем получила название «Схема Теллера — Улама».

Первое экспериментальное, термоядерное устройство на этом принципе было испытано 1 ноября 1952 г. (испытание Иви Майк).

В СССР аналогичная схема была независимо разработана к 1955 году и также легла в основу технологии термоядерного оружия (изделие РДС-37). При этом был значителен научный вклад Виктора Давиденко, Андрея Сахарова и Якова Зельдовича[1][3].