Происхождение «супер»
Начало американским исследованиям термоядерного оружия положил разговор, состоявшийся в сентябре 1941 года между Ферми и Теллером. Ферми интересовало, сможет ли взрыв делящегося оружия воспламенить массу дейтерия, достаточную для начала ядерного синтеза. (Дейтерий, изотоп водорода с одним протоном и одним нейтроном в ядре — то есть в два раза больше нормального веса — составляет 0,015 процента природного водорода и может быть выделен в необходимом количестве электролизом и дистилляцией. В жидком виде он существует только при температуре ниж е-250 °C, ил и-418 °F, в зависимости от давления). Теллер взялся за подробный анализ термоядерных процессов и представил свои выводы группе физиков-теоретиков, созванной Оппенгеймером в Беркли летом 1942 года. Один из участников, Эмиль Конопински, предложил исследовать использование трития в качестве термоядерного топлива, что впоследствии оказалось важным для большинства проектов. (Тритий, изотоп водорода с одним протоном и двумя нейтронами в ядре — то есть в три раза больше обычного веса — не существует в природе, за исключением следовых количеств, но его можно получить, облучая литий в ядерном реакторе).
В результате этих обсуждений участники пришли к выводу, что оружие, основанное на термоядерном синтезе, возможно. При планировании Лос-Аламосской лаборатории была предусмотрена небольшая исследовательская программа по «Суперу», как стали называть термоядерную конструкцию. В конце апреля 1943 года в лаборатории было проведено несколько конференций, чтобы ознакомить новых сотрудников с существующим состоянием знаний и направлением исследовательской программы. Все сошлись во мнении, что скромные термоядерные исследования должны проводиться в теоретическом ключе. Теллер предложил более интенсивные исследования, и некоторые работы были продолжены, но более срочная задача создания оружия деления всегда имела приоритет — необходимое условие для термоядерной бомбы в любом случае.
Осенью 1945 года, после успешного создания атомной бомбы и окончания Второй мировой войны, будущее Манхэттенского проекта, включая Лос-Аламос и другие объекты, было неясным. Государственное финансирование было сильно сокращено, многие ученые вернулись в университеты и к своей карьере, а компании-подрядчики занялись другими делами. Закон об атомной энергии, подписанный президентом Трумэном 1 августа 1946 года, учредил Комиссию по атомной энергии (AEC) вместо Манхэттенского инженерного округа и предоставил ей гражданские полномочия по всем аспектам атомной энергии, включая надзор за исследованиями, разработкой, испытаниями и производством ядерных боеголовок.
С 18 по 20 апреля 1946 года конференция под руководством Теллера в Лос-Аламосе рассмотрела статус Супер. В то время считалось, что делящееся оружие может быть использовано для воспламенения одного конца цилиндра с жидким дейтерием, и что возникшая термоядерная реакция будет самораспространяться на другой конец. Этот концептуальный проект был известен как «классический Супер».
Одна из двух центральных проблем конструкции заключалась в том, как зажечь термоядерное топливо. Уже в самом начале было признано, что смесь дейтерия и трития теоретически может быть воспламенена при более низких температурах и будет иметь более быстрое время реакции, чем только дейтерий, но вопрос о том, как добиться воспламенения, оставался нерешенным. Другая проблема, не менее сложная, заключалась в том, может ли и при каких условиях происходить горение в термоядерном топливе после воспламенения. Взрыв термоядерного оружия включает в себя множество чрезвычайно сложных, взаимодействующих физических и ядерных процессов. Скорость взрывающихся материалов может достигать миллионов метров в секунду, температура и давление — выше, чем в центре Солнца, а временные масштабы — миллиардных долей секунды. Чтобы решить, будет ли работать классический Супер или любая другая конструкция, требовались точные численные модели этих процессов — непростая задача, тем более что компьютеры, необходимые для расчетов, все еще находились в стадии разработки. Кроме того, необходимые триггеры деления еще не были готовы, а ограниченные ресурсы Лос-Аламоса не могли поддержать обширную программу.
