Необходимость водорода для водородной бомбы очевидна только на словесном уровне. А на уровне физики этот элемент в водородной бомбе вообще не используется. Водород — самый легкий элемент, но не самый склонный к слиянию. Условия, в которых слияние может идти, сильно различаются для разных ядер, и достижимее всего слияние не самого водорода, а его изотопов — дейтерия и трития, D и T.
Дейтерий, хоть и в малом количестве, подмешан ко всякому природному водороду и выделять его в чистом виде научились еще в довоенные годы. Потому-то в постановлении правительства в июне 1948 года говорилось о «горении дейтерия». Трития в природе практически нет вовсе, и получать его очень трудно, точнее, дорого. К тому же тритий — радиоактивен и, уже добытый, распадается со временем. Свойства дейтерия, и тем более трития, были недостаточно изучены, чтобы проводить точные расчеты. Однако точно было известно, что дейтерий и тритий — газы. Как же из газа сделать слой, окружающий центральный атомный шар в Слойке? Трудно.
Гинзбург предложил использовать для «водородного» слоя гораздо более удобное вещество — твердое и нерадиоактивное — химическое соединение дейтерия с литием — дейтерид лития, в химических символах LiD. К этим символам вскоре прибавили совсем нехимический суффикс и за новым термоядерным веществом закрепилось ласковое женское имя LiDочка.
Литий — тоже легкий элемент, но LiDочка — это уже не газ, а твердое вещество, с которым проще иметь дело. Однако Гинзбург преложил LiDочку по другой причине и сам не сразу понял, насколько новая термоядерная взрывчатка хороша. Для него вначале главным было то, что литий, облученный нейтронами от первичного атомного взрыва, добавляет некоторое количество энергии и тем самым дополнительно разогревает термоядерный слой, делая его более способным к слиянию ядер. То есть он говорил о реакции
Li6+n→T+He4 +4,8 МэВ
Литий+нейтрон→Тритий+Гелий+Энергия
и главное внимание обращал на слагаемое «энергия». Спустя несколько месяцев он догадается, что гораздо важнее слагаемое «тритий».
Свое предложение Гинзбург сформулировал в своем спецотчете, датированном 20 ноября 1948 года, и в этом же отчете впервые упомянул сахаровскую Слойку. Сам Сахаров изложил свою идею Слойки и соответствующие вычисления только в отчете от 20 января 1949 года.
Для вычислений, помимо математики, нужна была экспериментальная физика, — надо было измерить взаимодействие надлежащих ядер. Тогда знали уже неплохо, как взаимодействуют ядра дейтерия друг с другом, то есть чему равно D+D. А тритий был слишком нов. Экспериментаторы получили от теоретиков задание, но сами измерения требовали времени. Как написал Сахаров в своем отчете, «реакции D+T и T+T экспериментально не изучены, и все суждения об их сечениях гадательны». В ожидании результатов измерений Сахаров предположил, что D+T взаимодействуют примерно так же, как D+D.
Из этого же исходил Гинзбург в отчете «Использование Li6D в Слойке» 3 марта 1949 года. Теперь, однако, он обратил внимание на то, что LiDочка при облучении во время запального атомного взрыва производит тритий, который тут же может пойти в дело как термоядерное горючее. То есть можно не накапливать заранее дорогой, неудобный в обращении и радиоактивный тритий, а положить в бомбу гораздо более удобный полуфабрикат, из которого начальный атомный взрыв сам приготовит все, что нужно для взрыва термоядерного.
Если бы только фиановские теоретики знали, что на самом деле D взаимодействует с T в сотню раз охотнее, чем с D, что это взаимодействие уже давно измерено их американскими коллегами и что благодаря Клаусу Фуксу результаты этих измерений уже около года находятся в сейфе у Берии…
Только убедившись, что фиановцы сделали теоретический прорыв, руководство решило сообщить им эти разведданные, и 27 апреля сообщили Тамму данные американских экспериментов о взаимодействии D+T безо всякой ссылки на источник.
В таких предосторожностях, однако, уже не было надобности, — эти данные были рассекречены в США и опубликованы в главном тогда физическом журнале Physical Review за две недели до того, 15 апреля 1949 года! Познакомившись с этой публикацией, Гинзбург понял, что предложенная им термоядерная взрывчатка в сто раз лучше, чем он думал.
8 мая Ю.Б. Харитон в своем заключении поддержал работы по Слойке, отметив, что «основная идея предложения чрезвычайно остроумна и физически наглядна».[180]
Сахаров мог быть доволен собой. Хотя заместитель Зельдовича — А.С. Компанеец — усомнился сначала в его проекте, сам Зельдович «мгновенно оценил серьезность» нового предложения. Было решено, что группа Тамма занимается исключительно Слойкой, а группа Зельдовича продолжает работу по Трубе и одновременно помогает фиановцам. Так что ситуация, которая так удручала Беленького вначале, изменилась радикально.
Сейчас еще легче оценить физическую интуицию Сахарова. Много позже он догадался, что основная идея проекта Трубы была «цельнотянутой», т.е. основанной на разведывательной информации. И тогда в 1948 году никто не знал, что американцам понадобится еще два года, чтобы признать тупиком их прототип — Классический супер. А советскую версию — Трубу — закроют лишь через пять лет.
«Цельнотянутое» описание американского Классического супера, приготовленное в отделе Судоплатова в январе 1946 года, с рукописным пояснением Я. Зельдовича
Так что если бы детальные данные, предоставленные Фуксом весной 1948 года, сообщили фиановцам, то это скорее помешало бы им увидеть тупиковость этой схемы. Само содержание сообщений Фукса подтверждает независимость Слойки, поскольку они не имеют ничего общего.
Итак, фиановский проект термоядерной бомбы родился незапланированно и, можно сказать, вне атомного проекта, в некотором смысле случайно. Впрочем, в той же мере случайно делаются и открытия в чистой науке.
Главную причину успеха — человеческий фактор — обсуждать нечего: таланты необъяснимы. Можно говорить об условиях, в которых таланты действовали. Таммовская группа продолжала жить обычной научной жизнью: семинары, научные новости. И прикладные бомбовые проблемы они рассматривали в том же свободном духе, что и чисто теоретические.
Это проявилось уже на «филологическом» уровне — сравним фиановские термины Слойка и Лидочка с официальным РДС (в обеих дошедших до наших дней расшифровках: реактивный двигатель Сталина или Россия делает сама) и с Трубой, сухо обозначающей геометрию. Американским физикам хватало чувства юмора ввести в чистой физике термины «кварк», «странность» и «очарование», однако в бомбовой физике, делавшейся за высокими стенами Манхэттенского проекта, в употребление вошли гораздо более претенциозные термины Classical Super и Alarm Clock — Классический супер и Будильник (буквально — Часы с сигналом тревоги), предназначенный разбудить человечество. Быть может, такая серьезность способствовала укоренившемуся английскому переводу сахаровской Слойки — Layer Cake. А дешевая булочка-слойка — это вам не слоеный торт.
Руководитель группы Тамм во многом определял свободный и дружный характер фиановских термоядерных поисков. Его неизлечимый энтузиазм помог преодолеть ощущение безнадежности, характерное для термоядерной проблемы в 1948 году.[181]
Осталось только сказать, что слова «слойка» и «лидочка», не говоря уже об их физическом смысле, оставались секретными до конца жизни Сахарова, — их рассекретили только после его смерти, в 1990 году, для мемориального выпуска журнала «Природа».[182] Поэтому Сахаров в «Воспоминаниях» ограничился только следующим:
По истечении двух месяцев [после образования группы Тамма в июне 1948 года] я сделал крутой поворот в работе; а именно, я предложил альтернативный проект термоядерного заряда, совершенно отличный от рассматривавшегося группой Зельдовича по происходящим при взрыве физическим процессам и даже по основному источнику энерговыделения. Я ниже называю это предложение «1-й идеей».