В Сарове было создано и продолжает совершенствоваться отечественное ядерное оружие. И не только оно...
9 апреля 1946 года постановлением № 806-327 Совета министров СССР было создано КБ-11, преобразованное затем во ВНИИ экспериментальной физики (ВНИИЭФ). В 1992 году он получил название Российский федеральный ядерный центр - ВНИИ экспериментальной физики (РФЯЦ - ВНИИЭФ). Вначале КБ-11 входило в состав Лаборатории № 2 Академии наук СССР, которую возглавлял руководитель советского атомного проекта Игорь Васильевич Курчатов.
УНИКАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС В ГЛУХОМАНИ
Основной задачей КБ-11 являлась разработка первой атомной бомбы имплозивного типа на основе плутония. При этом было необходимо обеспечить, во-первых, возможность оперативных контактов КБ-11 со многими организациями (прежде всего в Москве или через Москву), участвовавшими в атомном проекте СССР, а во-вторых, выполнить беспрецедентные требования секретности. Это определило выбор места расположения КБ-11 - поселок Саров (сейчас - город Саров) в 400 км от Москвы, в глухом районе на границе Мордовского заповедника и Горьковской области.
Директором КБ-11, осуществлявшим всю полноту административной власти на территории атомного объекта, был назначен генерал-майор Павел Зернов, выдающийся организатор танковой промышленности в годы Великой Отечественной войны. Главным конструктором, руководившим научно-технической деятельностью, стал Юлий Борисович Харитон, ближайший сподвижник И. В. Курчатова, крупнейший специалист в области физики взрыва, один из первых исследователей ядерных цепных реакций еще в довоенный период.
Свободный научно-технологический поиск, нацеленность на результат и четкая организация практического выполнения работы - это краеугольные камни, характеризующие стиль работы РФЯЦ - ВНИИЭФ.
Организация КБ-11 начиналась практически с нуля, однако уже в начале 50-х годов в Сарове возник уникальный комплекс - наукоград для развития ядерных оружейных технологий на основе новой науки - физики высоких плотностей энергии.
Наиважнейшим достижением, неразрывно связанным с РФЯЦ - ВНИИЭФ, является разработка и создание первой атомной бомбы РДС-1. Уникальность этого события заключается в том, что это была первая практическая реализация ядерного заряда. И специалисты, и руководители страны поверили, что наш научный коллектив находится на верном пути. Организация ядерного взрыва представляла собой необычный сплав гидродинамических (в том числе детонационных и ударно-волновых) процессов с нейтронно-ядерными, и этот подход оказал мощное воздействие на всю дальнейшую технологию создания ядерных зарядов. Мне трудно персонифицировать идейную сторону разработки РДС-1, которая является и аналогом атомной бомбы США Fat Man, и выдающимся творческим достижением многих замечательных специалистов, работавших под руководством И. В. Курчатова, Ю. Б. Харитона, К. И. Щелкина. В создании РДС-1 исключительно велика роль и других институтов, прежде всего входящих в структуру Академии наук СССР. Советские ученые исследовали нейтронно-ядерные и термоядерные процессы, формулировали модели поведения плазмы, нагретой до десятков миллионов градусов, проводили уникальные для того времени расчеты энерговыделения ядерного взрыва, отрабатывали первые средства диагностики ядерных испытаний.
В работах РФЯЦ - ВНИИЭФ приняли активное участие такие корифеи отечественной науки, как М. В. Келдыш, Н. Н. Боголюбов, И. Е. Тамм, Л. Д. Ландау, Н. А. Тихонов, А. А. Самарский, В. Л. Гинзбург. Основоположниками научных и технологических школ РФЯЦ - ВНИИЭФ стали Я. Б. Зельдович, С. Б. Кормер, С. Г. Кочарянц, В. Н. Михайлов, Е. А. Негин, А. И. Павловский, А. Д. Сахаров, И. Д. Софронов, Ю. А. Трутнев, В. А. Цукерман, К. И. Щелкин.
Достижения ядерного центра неразрывно связаны с его бессменным в течение длительного времени научным руководителем Ю. Б. Харитоном - выдающимся организатором науки и создателем научной школы в области физики взрывных явлений. Юлий Борисович обладал исключительным кругозором, свойственным подлинно гениальному ученому, хорошо знал, как надо поддерживать новые идеи, и прекрасно умел это делать.
ИННОВАЦИОННЫЙ ПОДХОД
Концентрация уникальных научно-технологических ресурсов в наукограде КБ-11 привела к выдающимся результатам - выполнению сложнейших задач по созданию и развитию ядерного оружия и решению термоядерной проблемы. В рамках современной терминологии это были крупнейшие достижения в сфере высоких технологий - ноу-хау, основанные на фундаментальных научных знаниях. Поведение вещества в области высоких плотностей энергии, когда процессы происходят за миллионные и миллиардные доли секунды, давления достигают миллиардов атмосфер, температуры - сотни миллионов градусов, было «тайной за семью печатями», к которой человек никогда ранее не прикасался. В этих условиях формировалась новая наука о природе столь «необычной реальности», которая и позволила выработать способы управления ее процессами.
Именно такой подход обеспечил решение практических задач огромной государственной важности, от которых в немалой степени зависело само существование нашего Отечества. От появления новой идеи до ее практического воплощения проходило, как правило, один-два года, а через несколько лет ядерные и термоядерные боеприпасы, обладавшие новыми качествами, уже производились серийными заводами. Это исключительно яркая история инновационного развития высоких технологий.
Работа проходила в условиях острейшей конкуренции с США, что требовало от нее высочайшей эффективности. Таким образом, были внедрены десятки масштабных идей, позволивших обеспечить ядерный паритет нашей страны с Соединенными Штатами, обладавшими значительно большими ресурсами и совершенной инфраструктурой. Именно инновационный подход помог нам выстоять в этой конкурентной борьбе с заокеанским гигантом и при меньших затратах добиться эквивалентных результатов.
В качестве энергетики будущего часто рассматривается термоядерная энергетика, связанная с получением энергии в реакциях синтеза ядер дейтерия и трития. Для того чтобы эти реакции протекали в достаточном количестве, необходимы температуры в десятки и сотни миллионов градусов. Важнейший шаг в данном направлении был сделан в РФЯЦ - ВНИИЭФ в 1962 году с использованием возможностей радиационной имплозии. Термоядерное горючее «зажглось и горело» в специальном модуле, не содержащем делящихся материалов и пространственно отделенном от ядерного взрывного источника. В настоящее время подобные работы относятся к сфере инерциального термоядерного синтеза, в котором источником энергии должны быть мощные лазерные установки.
История повторяется, и в начале XXI века возрождение России связывается с тем же самым определяющим фактором научного прогресса - инновациями высоких технологий. Конечно, теперь речь идет о других технологиях (хотя ядерная составляющая также присутствует), однако прототип такого подхода был практически реализован уже давно здесь, в Сарове, в РФЯЦ - ВНИИЭФ.
Исследования и деловая «хватка», выработанные в ядерном центре при решении оружейных проблем, позволили энергично развивать многостороннюю лабораторно-экспериментальную, вычислительную и производственную базу института. В составе РФЯЦ - ВНИИЭФ появились крупнейшие научно-исследовательские комплексы.
Деятельность института сработала мощным стимулом для развития вычислительной математики и создания высокопроизводительных ЭВМ и одновременно являлась и остается сегодня их крупнейшим потребителем. Это был новый прорыв в объединении возможностей физики, математики и электроники для решения сложнейших задач по управлению высокоэнергетическими потоками плотной и разреженной плазмы, излучения и нейтронов.
Одним из важнейших факторов инновационного развития отечественной экономики в настоящее время является эффективное применение высокопроизводительных ЭВМ и специального программного обеспечения в гражданской сфере - от проектирования и оптимизации ключевых узлов самолетов и автомобилей до создания виртуальных проектов АЭС и ГЭС. Как лидер в области создания вычислительных средств в России РФЯЦ - ВНИИЭФ активно работает в этой сфере.
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОДДЕРЖКА
Создание и совершенствование ядерного оружия нашей страны происходили и происходят в условиях тесного взаимодействия учреждений атомной отрасли с российским военным ведомством, его организациями и институтами. Это взаимодействие охватывает весь цикл существования ядерного оружия, начиная от его проектирования и заканчивая процессом демонтажа. Министерство обороны выступает и как заказчик, и как потребитель ядерных оружейных систем. Невозможно переоценить исключительную важность этого тесного сотрудничества на всех этапах создания ЯО.
Конкретные военно-технические вопросы, которые ставит сама жизнь, особенности военных задач наложили своеобразный отпечаток, который сделал наши наукоемкие и высокотехнологичные проекты реальными боевыми средствами. Практические потребности Минобороны в области ядерного оружия являются мощным стимулом для развития отечественных технологий, науки, творческого подхода при решении ядерно-оружейных задач. Тесное взаимодействие и совместная работа организаций атомной отрасли и Министерства обороны - это залог успеха в поддержании ядерного потенциала России в XXI веке.
Плодотворное и постоянное сотрудничество организаций атомной отрасли со многими оружейными КБ (ракетными, авиационными, корабельными и другими) представляет собой яркий пример совместной работы различных ведомств над решением единой задачи - созданием эффективной системы ядерных вооружений. Особенности размещения ядерных зарядов и ядерных боеприпасов в носителях, воздействие средств доставки на ЯЗ и ЯБП, особенности режимов подрыва и многое другое оказывают существенное влияние на облик ЯЗ и ЯБП, технические характеристики, возможности эксплуатации, делая их реальными оружейными системами.
Ядерный центр неизменно встречает поддержку высшего руководства страны. В 2003 году РФЯЦ - ВНИИЭФ посетил Владимир Путин, а в 2009-м - Дмитрий Медведев. Во время этих встреч перед учеными были поставлены важные задачи в области создания средств для укрепления национальной безопасности и инновационного развития в гражданских целях.
РФЯЦ - ВНИИЭФ неизменно являлся базовой организацией ядерной отрасли - Министерства среднего машиностроения СССР, Минатома России, а в настоящее время он базовая организация государственной корпорации по атомной энергии «Росатом». Генеральный директор Росатома С. В. Кириенко оказывает институту конструктивную и эффективную помощь.
УСПЕХИ, ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ
Создание ядерных зарядов и ядерных боеприпасов - основная деятельность РФЯЦ - ВНИИЭФ, и роль науки в этом процессе исключительно важна.
Работа института на современном этапе включает ряд других важнейших направлений, тесно связанных с его научно-техническими возможностями и особенностями. Ученые активно занимаются разработкой неядерных вооружений, основанных на фундаментальных научных принципах, которые в сочетании с ядерным вооружением усиливают потенциал ядерного сдерживания и повышают гибкость его возможностей. В последнее десятилетие удалось добиться целого ряда успехов в создании новых образцов традиционного неядерного оружия повышенной эффективности, разработанного с использованием наукоемких методов и технологий, адаптированных для решения этого класса задач.
Институтом также уделяется значительное внимание обеспечению возможностей развития наукоемких гражданских направлений. В этих целях в рамках партнерства госкорпорации «Росатом» и компании АФК «Система» образован Открытый Саровский технопарк на основе научно-технического потенциала РФЯЦ - ВНИИЭФ. Технопарк уже функционирует, и ожидается, что на его основе в ближайшем будущем будут реализованы важные для экономики страны проекты и создано значительное количество рабочих мест для высококвалифицированных специалистов.
Хотя в непростых политических и социально-экономических условиях институту удалось сохранить потенциал ядерных оружейных технологий России, необходимы серьезные меры по его укреплению.
С поры последних натурных испытаний ЯЗ прошло 20 лет. Временной фактор приводит к неизбежному изменению технологий и материалов для воспроизводства ядерных зарядов, к изменению эксплуатационных требований. Долговременное обеспечение надежности и безопасности ЯЗ, ЯБП и ЯО в целом в такой ситуации - это беспрецедентная научно-техническая задача, которая требует развития уникальной экспериментальной, вычислительной и производственной базы.
Для радикального сокращения ядерного арсенала необходимы новые технологические решения по повышению эффективности и живучести ЯО, расширению его боевых возможностей. Выполнение этих задач предполагает существенное использование передовых наукоемких технологий, которые предоставляет XXI век.
Развитие многих важнейших элементов научно-технической базы РФЯЦ - ВНИИЭФ предусмотрено существующими планами и программами, однако некоторые принципиальные вопросы требуют немедленного решения. Прежде всего речь идет о разработке мощной лазерной установки нового поколения УФЛ, необходимой для моделирования термоядерных процессов. Если мы ее не создадим, то Россия утратит позиции одного из мировых лидеров в этой научно-технической области, связанной как с сопровождением ядерного боезапаса, так и с задачами инерциального термоядерного синтеза в гражданских целях.
Вполне возможно, что в ближайшие 10-20 лет в мире появится еще несколько новых ядерных государств, в том числе вблизи границ Российской Федерации. Рост региональной нестабильности может потребовать создания новых средств сдерживания подобных угроз. РФЯЦ - ВНИИЭФ готов к решению таких задач.
Старение кадров, уход специалистов, которые принимали прямое участие в создании, натурной отработке и передаче в производство ядерных зарядов, с особой остротой ставят вопрос о воспроизводстве кадров. Новому поколению специалистов придется решать задачи по научно-техническому сопровождению ядерных зарядов - сложнейших физических систем, которые они не создавали. Это требует, чтобы в составе прибывших кадров были первоклассные специалисты, а условия труда - достаточно привлекательными в материальном и социальном отношении.
Деятельность РФЯЦ - ВНИИЭФ опирается на научные исследования, так как только они дают обоснованные ответы на вопросы сопровождения ядерного оружия в уникальных условиях отсутствия возможностей его прямой проверки. Фундаментальная наука и национальная безопасность тесно переплелись в работе института и сделали его крупнейшим научным и оборонным центром в мире.
Радий ИЛЬКАЕВ
академик РАН, научный руководитель РФЯЦ - ВНИИЭФ
