Чтение онлайн

Очень возможно, что основой энергетики ХХI и последующих веков будут установки управляемого термоядерного синтеза. Участие на ранних этапах в важных для будущего человечества исследованиях управляемой термоядерной реакции является для меня источником большого удовлетворения.

В 1951–1952 гг. я предложил две конструкции, получившие названия МК-1 и МК-2, предназначенные для получения сверхсильных импульсных магнитных полей и мощных импульсных токов с использованием энергии взрыва (рис. 9-а и рис. 9-б). МК – сокращение слов «магнитная кумуляция». Впоследствии другие авторы предложили некоторые вариации этих конструкций. Все эти устройства основаны на том, что при быстрой деформации контура с током сохраняется полный магнитный поток. При этом энергия магнитного поля возрастает при уменьшении индуктивности; ясно, что это возможно, если контур деформируется внешними силами – в случае систем МК давлением продуктов взрыва. Наиболее проста система МК-1, изображенная на рис. 9-а: это – полый металлический цилиндр, схлопываемый давлением продуктов взрыва. Заряд взрывчатого вещества располагается снаружи металлического цилиндра, первичное магнитное поле во внутренней полости направлено вдоль оси цилиндра. Действие системы наглядно можно представить себе как сжатие (собирание, или «кумуляцию») пучка магнитных силовых линий движущимися металлическими стенками цилиндра. (Отсюда название – «магнитная кумуляция».)

В идеальном случае (при пренебрежении конечным электрическим сопротивлением цилиндра и потерями магнитного потока) магнитное поле и его энергия растут с уменьшением радиуса полости обратно пропорционально квадрату радиуса. Для осуществления этих идей на объекте была создана экспериментальная группа. Первый опыт на МК-1 был осуществлен в мае 1952 года; более сложная система МК-2 (фотография – на рис. 9-б) впервые была опробована к концу года. Возглавляла экспериментальную группу Екатерина Алексеевна Феоктистова, опытный и изобретательный специалист в области газодинамики (так у нас называлась работа со взрывами). Меня она почему-то прозвала «марсианином». Мне это экзотическое прозвище скорее льстило (в 1983 г. после статьи в «Известиях» 4-х академиков Е. А. Феоктистова прислала мне ругательное письмо). Среди молодых сотрудников особенно тесные и дружеские отношения у меня установились с Робертом Захаровичем Людаевым и Юрием Николаевичем Плющевым (до этого Юра был сотрудником теоротдела). Другие участники первых экспериментов: Георгий Цирков, Александра Чвилева, Евгений Жаринов. Людаев и Плющев работали по МК вплоть до 1968 г., вероятно работают и сейчас. Мне запомнился мой первый приезд на экспериментальную площадку в мае 1952 года. Взрывы производились на поляне, окруженной молодыми березками и осинками, только еще покрывшимися свежей, нежной листвой. Кора многих деревьев была содрана осколками – вероятно, подобную картину можно было наблюдать в прифронтовых лесах. Я спустился в каземат, служивший для защиты от взрыва людей и регистрационной аппаратуры, и увидел Роберта Людаева, Юру Плющева и Женю Жаринова (возможно, в этот день был только один из двух последних, я не помню), сидевших на корточках около плитки, на которой грелся чайник. Но они не угостили меня чаем – в чайнике плавилась взрывчатка, которую они разливали по приготовленным формам. Меня растрогало такое обращение с веществом, небольшого количества которого достаточно, чтобы оторвать кисть руки или сделать что-нибудь похуже. Но они знали, что делали, и, по существу, все было безопасно. Роберт тут же ознакомил меня с усовершенствованием, которое они (кажется, именно Людаев, но я не уверен) внесли в конструкцию МК-1. Вдоль образующей металлического цилиндра была сделана косая прорезь. Назначение прорези – пропускать вдоль цилиндра магнитное поле. Без этой прорези импульсное первичное магнитное поле, которое мы создавали расположенными по внешней поверхности цилиндра обмотками, слишком медленно проникало внутрь цилиндра через его хорошо проводящие стенки. При взрыве прорезь бесследно захлопывалась. Это простое изобретение немало способствовало успеху всех экспериментов.

Я вышел из каземата, когда уже смеркалось. Узкой дорожкой, с наслаждением вдыхая влажный запах весеннего леса, прошел на шоссе к ожидавшей меня машине. Вероятно, я отправился не домой – время было горячее, в следующем году намечалось испытание.

Уже в первом, майском испытании МК-1 было получено рекордное по тому времени магнитное поле в полтора миллиона гаусс. В 1964 году, используя МК-2 для питания первичной обмотки, удалось получить поле в 25 млн. гаусс; давление, создаваемое таким полем, равно 25 млн. килограмм на квадратный сантиметр. Магнитная кумуляция открывает большие возможности для изучения свойств веществ в сверхсильных магнитных полях или (и) при сверхвысоких давлениях (при этом без нагрева веществ ударными волнами, что очень существенно для интерпретации опытов). Пока опубликованных результатов немного, что, видимо, связано с трудностями взрывных экспериментов. Недавно появилось сообщение, что американским исследователям удалось этим методом осуществить фазовый переход водорода в металлическое состояние. (Дополнение 1987 г. У меня нет подтверждений этого сообщения.) Система МК-2 является импульсным источником тока большой силы и мощности (в сравнительно небольших устройствах удается перевести в энергию магнитного поля энергию взрыва 1 кг ВВ1, при этом сила тока достигает 100–200 млн. ампер). Она может быть использована для многих технических задач. В моей публикации (см. ниже) описана электропушка, метающая алюминиевое кольцо со скоростью 100 км/сек.

Наиболее важным для науки применением МК в те годы мне казалось создание импульсных ускорителей элементарных частиц с большими энергиями и интенсивностями пучка. Предложенная мною система должна была работать в две стадии. В первой стадии – как безжелезный импульсный индукционный ускоритель (типа бетатрона) со стационарной орбитой ускоряемых частиц (при этом, как известно специалистам, должно выполняться определенное соотношение между средним и орбитальным полями). Питание «обмоток» ускорителя на этой стадии осуществляется от МК-2. На второй стадии обмотки ускорителя сжимаются за счет энергии взрыва и происходит дополнительное увеличение энергии ускоряемых частиц. Получение особо высоких характеристик ускорителя требовало использования энергии уже не химических ВВ, а энергии атомного или термоядерного взрыва (конечно, весь опыт надо было ставить под землей). Этот грандиозный проект не был осуществлен. Главным возражением было то, что нецелесообразно создавать столь дорогостоящие устройства одноразового действия.

Традиционный способ работы экспериментаторов требует многократного «примеривания», варьирования условий опыта, прежде чем получится что-нибудь стоящее. При этом по ходу эксперимента вся его программа часто перестраивается. Я считал, что одноразовые системы с рекордными характеристиками тоже могут дать очень существенную научную информацию. Я не исключаю и сейчас, что когда-нибудь придется вернуться к импульсным МК-ускорителям.

В 1957 году появилась первая публикация по МК в советской прессе – чисто теоретическая, содержащая предложение системы, очень близкой к МТР. Ее автор – проф. Я. П. Терлецкий2.

Поздней мне стало известно, что ранее идею использования энергии взрыва для получения сверхсильных магнитных полей высказывал профессор МГУ, чл.-корр. АН В. К. Аркадьев. Весьма возможно, что независимо те же мысли высказывали и другие. Но осуществление МК стало возможным лишь тогда, когда возникла определенная культура обращения со сложными зарядами ВВ – кумулятивными, которые появились только во время второй мировой войны, взрывными линзами (тогда же), с имплозивными зарядами (т. е. такими, в которых движение направлено к оси или центру симметрии). По существу, именно объект и ему подобные учреждения были наиболее подходящими для этих работ. В делах такого рода осуществление идеи это даже не полдела, а все 99%!

В отличие от МТР, все наши работы по МК оставались засекреченными вплоть до середины 60-х годов. В 1964 году появились первые зарубежные публикации (с описанием систем типа МК-1). Нам с большим трудом удалось добиться разрешения на опубликование в Докладах Академии наук статьи, содержащей описание наших исходных идей и основных экспериментальных результатов. Статья была подписана основными участниками работы за период 1952–1965 годов* и опубликована в 1965 году1. Местом работы авторов был указан Институт атомной энергии. Вскоре туда пришло приглашение из Италии от проф. Кнопфеля на предстоящую в сентябре 1965 г. конференцию по сверхсильным магнитным полям, получаемым методом взрыва.

Мы решили добиваться разрешения на поездку и представление доклада. Уже этот простой вопрос вызвал большие сложности. Летом 1965 г. я присутствовал на заседании в Министерстве, где обсуждался проект доклада, в котором были некоторые (очень незначительные и тщательно взвешенные с точки зрения секретности) добавления к опубликованной в ДАН записке. Председательствовал заместитель министра В. И. Алферов. Он заявил, что Министерство возражает против посылки доклада, выходящего за рамки опубликованного в печати. Встал научный руководитель объекта Ю. Б. Харитон и доложил, что комиссия под его председательством рассмотрела проект доклада и пришла к твердому мнению, что доклад не содержит ничего, раскрывающего государственную тайну, и что его следует представить на конференцию. Это будет способствовать авторитету советской науки. Алферов усмехнулся и сказал:

– Но мы не со всяким мнением товарища Харитона соглашаемся...

Ю. Б. густо покраснел (эти слова Алферова звучали как публичная пощечина), но промолчал.

За несколько лет перед этим я, не помню по какому поводу, разговаривал с Алферовым, тогда еще работником объекта. Он сказал:

– Хорошая вещь показать силу (или «иметь силу» – не помню). Я вспоминаю, как в Выборге накануне вступления наших войск газеты писали о нас черт знает что, русским нельзя было выйти на улицу – их оскорбляли и избивали. Но как только Красная Армия вошла в Выборг, все изменилось. Те же газеты стали писать о сотрудничестве, а финны – снимать шапочку.

Первоначально мы предполагали, что на конференцию поедут трое: я, Александр Иванович Павловский и Владимир Константинович Чернышев. Но потом я решил отказаться от поездки, так как считал, что при моем уровне секретности, существенно превосходившем уровень более молодых коллег, имевших 1-ю форму секретности, получить разрешение на поездку совершенно безнадежно. Теперь я думаю, что совершил ошибку. Но мне не хотелось зря, как я думал, проходить все утомительные и отнимающие много времени стадии получения разрешения (анкеты, характеристики, медосмотр и т. п.). Кроме того, и это главное, меня удручало, что я не смогу говорить ни о чем, кроме того, что содержится в опубликованной статье. Я бы чувствовал себя при этом идиотом. Вопрос о разрешении Павловскому и Чернышеву решался голосованием Политбюро (опросом по телефону). Была представлена докладная Председателя КГБ Семичастного, резко возражавшего против их поездки. Поездку запретили. Быть может, во главе со мной их бы и пустили, дав в придачу нужное количество офицеров КГБ. Кто знает! В период, пока я еще не отказался, за мной резко усилилась нескрываемая слежка КГБ (забавный случай: я вложил в калоши, чтобы они не спадали, бумажки с какими-то ненужными невинными формулами – их из калош изъяли). Очевидно, меня толкали на добровольный отказ от поездки. Позднее от московских физиков, присутствовавших на конференции (она состоялась во Фраскати, недалеко от Рима), я узнал, что на нее приехал американский ученый К. Фаулер из Аламоса. Ему дали разрешение на поездку после того, как Кнопфель сообщил, что, вероятно, будет и Сахаров. Фаулер приехал с двумя своими дочерьми и, я думаю, с несколькими сотрудниками ФБР.

В конце 1965 г. я получил разрешение опубликовать обзорную статью по МК в журнале «Успехи физических наук». Она появилась в апреле 1966 г.1 Одновременно с ней была опубликована перепечатка из американского научного журнала «Сайентифик Америкен» статьи Ф. Биттера, описывающего американские достижения. В том же 1966 г. ко мне пришел известный автор многих научно-популярных книг Владимир Орлов. После беседы со мной он опубликовал в «Правде» большую статью о магнитной кумуляции и ее перспективах.