Атомная электростанция Обнинск РБМК-1000 ВВЭР - 440 Реактор БН 600 Российские атомные ледоколы Атомная бомбардировка Хиросимы и Нагасаки Ядерный арсенал США Манхэттенский проект Невадский испытательный полигон Нейтронная боеголовка


Массу, при которой подобный образец достигает критического состояния (k=1), называют критической массой делящегося вещества. Для высокообогащенного урана значение критической массы составляет около 52 кг, для оружейного плутония-11 кг. Критическую массу можно уменьшить примерно вдвое окружив образец делящегося вещества слоем материала, отражающего нейтроны, например, бериллия или природного урана.

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики г. Саров (Арзамас-16).

История создания

    История освоения человеком длинного саблеобразного мыса у слияния рек Саровки и Сатиса насчитывает несколько тысячелетий: обнаружены в результате раскопок малочисленные материалы VII в. до н.э. - IV в. н.э., смешанные с фрагментами лепной керамики, датированной в пределах конца I - начала II тыс. н.э.; древнейший культурный слой был разрушен еще в эпоху средневековья.

Реконструкция древнего Саровского городища.
    До революции, город Саров был одним из центров Русской Православной Церкви, связанный с жизнью Серафима Саровского, и известен своим монастырем, переставшим существовать 24 марта 1927 года.

Вид на Саровский монастырь с юго-востока. Конец XIX века.
    Во время Великой Отечественной войны находящийся в городе машиностроительный завод №550 выпускал реактивные снаряды для "катюш". Для проведения работ по созданию советской атомной бомбы требовалось создание производства, удовлетворяющего многим данным: относительная близость к Москве, достаточно обширная территория для проведения работ со взрывчатыми веществами, начальная материально-техническая база.
     2 Апреля 1946 года в город прибыла группа, состоящая из Ю.Б. Харитона, П.М. Зернова и И.И. Никитина, вынесшая решении о строительстве именно здесь КБ-11 - научной базы атомного проекта. Первая очередь объекта должна была войти в строй 1 октября 1946 года, вторая - 1 мая 1947 года. Начальный объем капиталовложений предусматривался в сумме 30 миллионов рублей.

    9 Апреля 1946 года было принято закрытое постановление Совета Министров СССР о создании конструкторского бюро при Лаборатории N2 Академии наук СССР - КБ-11. го начальником был назначен Павел Михайлович Зернов, главным конструктором - Юлий Борисович Харитон.
    17 Февраля 1947 постановлением Совета Министров N297-130, подписанным И.В. Сталиным, КБ-11 было отнесено к особо секретным режимным предприятиям с превращением его территории в закрытую зону. 17 июля 1947 года в соответствии со специальным постановлением Президиума Верховного Совета РСФСР было прекращено юридическое существование поселка Сарова, который отныне стал ведомственным жилищным фондом КБ-11 и СУ-880. Првыми кодовыми обозначениями были "Объект-550" и "База-112", затем Ясногорск, Кремлев, Арзамас-75 , Арзамас-16.

Современное состояние

    РФЯЦ-ВНИИЭФ - унитарное предприятие, входящее в состав Министерства Российской Федерации по атомной энергии. На сегодняшний день это самый крупный научно-исследовательский центр России. Он состоит из нескольких десятков тематических научных центров, объединенных общим научным и административным руководством. Основной задачей РФЯЦ-ВНИИЭФ остается обеспечение и поддержание надежности и безопасности ядерного оружия России.
     В настоящее время в институте работает около 18000 человек, 9000 из которых являются учёными и ведущими специалистами, в их числе: 17 академиков различных академий наук, среди которых 2 академика РАН, 1 член-корреспондент РАН и 3 члена-корреспондента РАРАН, 80 докторов и 550 кандидатов наук. Около 4000 человек работает в опытном производстве.
    Институт работает как над усовершенствованием ядерного арсенала России, так и над гражданскими проектами. В распоряжении института имеются ядерные реакторы, лазерные установки, комплексы газодинамической отработки изделий, механических, тепловых, климатических испытаний ядерных зарядов, мощнейшая вычислительная база.

    Основными направлениями деятельности ВНИИЭФ являются:
Разработка оружия:
  • ядерные заряды
  • неядерные боеприпасы

Фундаментальные и прикладные исследования двойного применения:
  • исследования вещества при экстремальных значениях давления и температуры
  • газовая динамика
  • ядерно-физические исследования
  • радиационная физика
  • физика и техника лазеров
  • сверхсильные магнитные поля
  • физика высокотемпературной плазмы
  • разработка физических моделей сложных физических процессов и создание на их основе математических моделей и программ

Разработки мирной направленности:
  • энергетика
  • медицина
  • экология
  • прогрессивные технологии в различных областях народного хозяйства

Международное сотрудничество:
  • фундаментальные исследования
  • исследования и эксперименты в области сверхмощных взрывомагнитных источников энергии
  • организация совместного производства энергоустановок на базе топливных элементов
  • разработка систем учета, контроля и физической защиты ядерных материалов
  • конверсионные разработки

    Поскольку современные ядерные боеприпасы представляют собой сложные конструкции, включающие в себя термоядерный заряд, систему его подрыва, нейтронного инициирования, термоядерного усиления и многого другого. При его срабатывании происходят такие процессы, как детонация химического взрывчатого вещества, дозвуковые и сверхзвуковые гидродинамические течения многокомпонентных сред, эффекты отколов и турбулентности течений, распространение рентгеновского излучения, нейтронно-ядерные процессы. Все это в условии Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний требует построения эффективных физических моделей работы ядерных и термоядерных зарядов и создания на их основе расчетно-теоретических методик.
    Математическая база института с имеющимся программным обеспечением является одной из самых мощных в России. Одним из приоритетных направлений на ближайшие годы является компьютерное моделирование на ЭВМ с массовым параллелизмом сложнейших физических и гидродинамических процессов в области физики высоких плотностей энергии.

Институт теоретической и математической физики РФЯЦ-ВНИИЭФ.
    Основные направления работ РФЯЦ-ВНИИЭФ, требующие вычислительных экспериментов с использованием высокопроизводительных ЭВМ, предполагают учет фундаментальных физических процессов:
  • кинетика детонации ВВ
  • течение среды с образованием отколов, струй и т.д.
  • турбулентное перемешивание
  • перенос энергии ионами
  • перенос энергии электронами
  • перенос и взаимодействие со средой спектрального рентгеносвского излучения
  • перенос и кинетика взаимодействия со средой нейтронов
  • энерговыделение

    Численные исследования на ЭВМ ведутся не только по моделированию работы отдельных узлов ядерных зарядов (ЯЗ), но и по таким задачам как:
  • исследование работоспособности ЯЗ после воздействия различных факторов (осколочные повреждения, соударения с преградой, пожары)
  • безопасность ЯЗ на всех этапах жизненного цикла (в процессе создания, эксплуатации, транспортировки, разборки и утилизации)
  • исследование аварийных ситуаций с ЯЗ (ударно-волновые нагрузки на ЯЗ, на защитные контейнеры, диспергирование радиоактивных и конструкционных материалов, распространение аэрозолей в атмосфере)

    Поддержание ядерного арсенала России в условиях запрещения ядерных испытаний является сложной научно-технической проблемой, поскольку натурные испытания ядерных зарядов - ключевое звено, подтверждающее качество разработок и квалификацию специалистов, в настоящее время должно быть замещено огромным объемом расчетно-теоретических и экспериментальных исследований.
    Во ВНИИЭФ работы по созданию таких численных моделей и методик ведутся интенсивными темпами уже несколько десятилетий.

Нераспространение ядерных технологий

    Процесс контроля нераспространения ядерно-оружейных технологий сформировался с образования института. Вопросы контроля научно-технической продукции, публикуемой в открытых источниках или подлежащей передаче за границу, осуществляется постоянно действующей технической комиссией института. Многоуровневую систему экспортного контроля составляют комиссии:
  • постоянные экспертные комиссии по направлениям работ
  • центральные экспертные комиссии
  • постоянно действующая техническая комиссия (ПДТК)
  • служба внутреннего экспортного контроля
  • лицо, ответственное за экспортный контроль

    Контролю подлежат: техническое задание, техническое предложение, проект контракта, отчетные материалы по контракту, материалы, направляемые на открытое публикование.
    Контроль материалов осуществляется по различным контрольным режимам:
  • список ядерных материалов, оборудования, специальных неядерных материалов и соответствующих технологий, попадающих под экспортный контроль
  • список оборудования и материалов двойного назначения и соответствующих технологий, применяемых в ядерных целях, экспорт которых контролируется
  • список оборудования, материалов и технологий, применяющихся при создании ракетного оружия
  • список товаров и технологий двойного назначения, экспорт которых контролируется
  • список химикатов, оборудования и технологий, которые имеют мирное назначение, но могут быть применены при создании химического оружия

    Схема контроля выглядит следующим образом. Сначала материалы подаются в постоянную экспертную комиссию по направлению. Затем - в центральную экспертную комиссию по направлению. Затем материалы со всеми заключениями поступают к лицу, ответственному за экспортный контроль, который готовит свое решение и представляет в ПДТК, которая и формирует окончательное заключение о возможности экспорта.
    Таким образом, решается задача обеспечения нераспространения ядерных оружейных технологий и выполнения обязательств России по нераспрастранению оружия массового поражения и средств его доставки.

Ядерная программа США Ядерный арсенал США Первые атомные бомбы Индийская ядерная программа Испытания ядерного оружия
Другой способ-создание многоступенчатых взрывных устройств, в которых за счет специальной конфигурации взрывного устройства энергия обычного ядерного заряда (т.н. первичный заряд) используется для создания необходимых температур в отдельно расположенном "вторичном" термоядерном заряде, энергия которого, в свою очередь, может быть использована для подрыва третьего заряда и т.