proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2022 год
  Агентство  ПРоАтом. 25 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[04/02/2009]     Ядерная физика и противоатомная защита. Часть 2

Г.В.Киселев, ГНЦ РФ ИТЭФ им. А.И.Алиханова, e-mail: kiselev@itep.ru;
В.В.Пичугин, ЦНИИАтоминформ


(Часть 1 - здесь)

13 января 1948 г. НТС вновь вернулся к рассмотрению предложения Н.Н.Семенова, поручив комиссии в составе «Поздняков Б.С., Алиханов А.И. и Ландау Л.Д. подготовить расширенное заключение по предложению т. Семенова Н.Н. об использовании ускорителей для защиты от действия изделий» [11].


26 января 1948 г. НТС  принял следующее решение [12]:
«Поручить тт. Первухину М.Г., Курчатову И.В., Малышеву В.А., Завенягину А.П., Харитону Ю.Б., Семенову Н.Н. и Александрову А.С. в 3-дневный срок подробно рассмотреть представленное расширенное заключение по предложению т. Семенова Н.Н.».

Наконец, ПГУ приняло решение провести 29.01.1948 г. заключительное обсуждение идеи Н.Н.Семенова, который представил в НТС развернутый текст своего предложения, в котором приводится дополнительная информация в обоснование идеи [13]. Приведем отдельные выдержки из этого доклада Н.Н.Семенова:

«[…] По указанию Лаврентия Павловича  я  подробно  ознакомил  с нашими расчетами  тов. Курчатова,  Ландау,  Харитона,  Лейпунского и Мещерякова,  которые рассмотрели  эти материалы и  дали  свои заключения.  Все  эти  заключения  весьма  благоприятны (они  при­ложены  к  докладу).

К чему же  конкретно сводятся  мои  предложения?

Они с самого начала  постановки мной  вопроса сводились к то­му,  чтобы, имея в  виду реальную возможность защиты форсировать разработку миллиардных ускорителей,  отвечающих  указанным  выше показателям  (1,2  - 1,5 миллиарда,  ток на  выходе  10 микроампер). Весьма  удачно,  что, преследуя  конкретные цели  защиты,  те же ускорители позволят решать  одновременно  и  наиболее  интересные научные проблемы.  Для превращения  этих ускорителей  в  орудия защиты  понадобится  ещё  весьма  трудоёмкая разработка  прицельных приспособлений,  однако задачу  эту  в конкретной форме следует ставить лишь  после  окончания разработки  необходимых ускорите­лей.  Сейчас же  вопрос  конкретно идет  о  том,  чтобы  проекти­ровать и разрабатывать  кольцевой  ускоритель  Лейпунского  и  так ставить исследовательскую работу,  связанную с  этим  ускорителем, чтобы  обеспечить получение  тока  на  выходе  в  10 микроампер. В первую очередь, вопрос идёт  о создании для всей  этой ра­боты  таких условий,  которые  обеспечили  бы  проведение  в  6-8 месяцев  опытов на  моделях,  что  дало  бы  возможность уверенно вести  проектирование.

Конкретно  вопрос  идет так же  о том,  чтобы  организо­вать,  расширить,  путём  привлечения  новых учёных  и инженеров (не  занятых на  основной  проблеме) пока  очень  мало подвигающи­еся работы по  линейному  ускорителю,  усилить исследовательские и     конструкторские    работы    над    этим    очень    перспективным    типом ускорителя».

В соответствии с решением НТС  от 13.01.1948 г. комиссия в составе Позднякова Б.С., Алиханова А.И. и Ландау Л.Д. представила в ПГУ расширенное заключение по предложению т. Семенова Н.Н., которое представлено ниже (ранее это заключение не публиковалось) [15]:

«Заключение по предложению академика Семенова Н.Н.
/Об использовании ускорителей для защиты от действия изделий/
1. По поручению Научно-Технического Совета от  13-го января 1948 г., Комиссия - т. Поздняков Б.С,  т.Алиханов А.И. и т. Ландау Л.Д. ознакомились с имеющимися материалами по предложению академика Семенова Н.Н. об использовании ускорителей для защиты от изделий и составила для Научно-Технического Совета настоящее,  расширенное заключе­ние по указанному вопросу.

2. В качестве исходных данных,  характеризующих предложение т. Семенова Н.Н., были использованы /просмотрены т. Ландау Л.Д./ материалы, указанные т.  Семеновым Н.Н. /список прилагается/.

Эти документы являются выполненными в Институте Химической Физики приближенными теоретическими  расчетами по определению необходимой мощности ускорителя, по эффекту взаимодействия   протонов с веществом изделия, по изменению эффекта взрыва и выяснению некоторых других вопросов.

Не представлено и  не имеется расчетов и чертежей конструкций специального ускорителя,  материалов по устройству для прицеливания,  тактико-техническим характеристикам этого метода, технико-экономических расчетов, по технике безопасности и всем прочим вопросам технического характера.

Институт Химической Физики не проверял указанные соображения и  расчеты какими-либо опытно-экспериментальными работами,  применительно к поставленной задаче; предполагалось,  что проверка физических основ и другие опытно-экспериментальные работы будут выполняться после пуска синхроциклотрона или другого ускорителя с большой энергией частиц.

3. По сообщение т. Семенова Н.Н., в подготовке доку­ментации и разработке предложения,  производившейся в Ин­ституте химической физики  в  1947 г., принимали участие следующие лица /из числа знакомых с конечной целью работы/: член-корреспондент А.Н.  т. Зельдович Я.Б.; док­тор физических наук т. Компанеец А.С,  кандидат  физических наук т. Садовский М.А.,  кандидат физических наук Шнирман Г.Л., член-корреспондент т. Кондратьев В.Н., доктор физических наук т. Лейпунский О.И.

С предложением и проделанной работой знакомились т. Лейпунский  А.И.,  т. Ландау Л.Д.,  т.Харитон Ю.Б.,  т.Курчатов И.В. и т.Мещеряков М.Г.

 I. К истории вопроса.

1. Первоначальные предположения об использовании физического метода защиты от изделий  сделаны т.Алихановым А.И.  в  1943 г. и заключались в идее облучения про­странства,  через которое должна пройти конструкция нейтронами из  котла и    g -квантами бетатрона.

По сообщению т. Алиханова А.И., при обсуждении этого вопроса т. Флеров Г.Я. обратил внимание на то, что дейст­вие облучения будет продолжаться еще некоторое время пос­ле облучения из-за замедленных нейтронов.

2.   Принципиальная возможность использования такого способа защиты от действия  изделий основывается на следующих,  бесспорных обстоятельствах:

1/ взрывчатое вещество,  находящееся в изделии под действиями внешних излучений,  может изменить свои харак­теристики и вследствие этого сила  взрыва может ослабиться в большей или меньшей степени.

2/ элементарные частицы, способные действовать на вещество изделия возможно  направлять на     изделие,  на­ходящееся на значительном расстоянии,  так как пробег та­ких частиц в воздухе, при этом со скоростью частиц,  близ­кой к скорости  света,  может измеряться сотнями и тысячами метров, в зависимости от энергии частиц.
Как видно из сказанного,  разработка подобных ме­тодов защиты в настоящее время может производиться только учеными-физиками,  знакомыми с устройством изделий.

3/ Теоретические  расчеты и изучение материалов,  ка­сающихся конструкции изделий производились в  ИХФ,   начи­ная со второй половины  1946 г.
Эта работа позволила накопить сведения по особенно­стям и поведению активного  вещества.

4/ Предложение т.  Семенова Н.Н. об использовании ускорителей для защиты от изделий  было внесено 30 июня 1947 г.
Предлагаемый т.  Семеновым Н.Н.  способ защиты осно­ван на уменьшении эффекта взрыва путем облучения потоком протонов и предусматривает использование для создания потоков протонов специальных мощных ускори­телей.

5.    В иностранной,  общедоступной печати, уделяется значительное внимание  разным методам защиты от действия изделий.
В этой литературе  имеются указания о том,  что в  на­стоящее время нельзя создать какой либо луч,   способный вызвать детонацию и взрыв до подхода его к цели.
Эти предположения не противоречат предложению Т.Семенова Н.Н., предусматривающему не преждевременный подрыв изделия и ослабление  во много  раз  силы взрыва.

II.  Сущность предложения т.Семенова Н.Н.

1. Сущность предложения и итоги,  относящихся к нему расчетов, сводятся к следующему:

а/ для уменьшения взрыва производится прицельное облучение летящего снаряда элементарными частицами -  получаемыми в специальных установках - ускорителях частиц,  расположенных вблизи защищаемого объекта;

б/ специальный ускоритель протонов - синхроциклотрон или кольцевой ускоритель по схеме т. Лейпунского или линейный ускоритель дает частицы,  способные подействовать на снаряд,  находящийся от ускорителя на расстоянии 1-2 км.
Для облучения снаряда используется поток   протонов с энергией частиц 1,5 миллиарда электрон-вольт,  при то­ке на выходе  в среднем по времени около 10 микроампер и начальном угле  расхождения пучка в   6° .

в/ облучение   изделия должно быть закончено не более чем за 1 секунду до момента взрыва, причем продолжительность облучения должна быть не менее  1-2 секунд.

г/ обнаружение, прицеливание  с точностью ± 100 мт.  на расстоянии   2000 метров, поворот потока частиц, а в дальнейшем следование пучка  протонов в течение 1-2 секунд за движением снаряда осуществляется при помощи автоматически действующей радиолокационной установки, связанной с прицельными насадками;

д/ в результате такого облучения средняя энергия взрыва изделия, равная примерно действию  6-10 тыс. тонн тротила уменьшается в 50 раз и будет соответствовать действию 120 -200 тонн тротила. При этом мощность взрывов снарядов в  80% случаев взрывов будет сос­тавлять менее 1/50 полного  взрыва и  в  1% случаев энергия взрыва будет составлять более 1/10 от полного эффекта взрыва необлученного снаряда;

е/ если взрыв происходит на высоте    300 – 400 мт. практически полностью будет отсутствовать поражающий эф­фект теплового действия взрыва  /ожоги,  пожары/ и  будет отсутствовать поражающее действие  от  радиоактивности;

ж/ при установке  на площади защищаемого объекта 16 ускорителей /через  4   километра/ может быть защи­щена от полноценного действия  изделий площадь 12х12 км, если снаряды падают в количестве,   не более   нескольких штук в минуту.

2. Физическими основами предложения т.  Семенова Н.Н. являются:

а/ искусственное увеличение  нейтронной активно­сти      сближающегося в момент взрыва вещества изделия пу­тем бомбардировки вещества  изделия ядерными частицами – протонами.

б/ облучение  изделия прерывистым пучком протонов /за счет учета эффекта запаздывающих нейтронов/, что позволяет для решения этой задачи пользоваться типа­ми ускорителей, применяющимися для экспериментов в ядер­ной физике.

Обоснованность физических расчетов.

1.  Решающее значение  в  создании  этого метода защиты от изделий имеют следующие физические основы:

а/ возможность значительного уменьшения эффекта взрыва за счет искусственного увеличения  нейтронной активности взрывчатого вещества;

б/ ясное представление о взаимодействии бомбар­дирующих частиц с активным веществом и прочими материала­ми снаряда;

в/ правильная оценка возможности подвести через вещество воздуха к снаряду,  находящемуся на большом расстоянии,  первичные частицы, излучаемые ускорителем;

г/ определение пригодности ускорителя с пульси­рующим потоком частиц для решения данной задачи.

2.  О возможности  уменьшения эффекта взрыва за счет искусственного увеличения нейтронной актив­ности  взрывчатого  вещества.

Возможность уменьшения эффекта взрыва за счет ис­кусственного увеличения нейтронной активности  вещества не вызывает сомнения при применении  стандартных конструк­ций действующих изделий и можно считать это по­ложение вполне обоснованным.

При сообщении  взрывчатому веществу  к моменту взрыва предусмотренной  расчетами дополнительной активности  /образование      З.106 нейтронов в секунду/, уменьшение среднего эффекта взрывов не может отличаться от предусмотренного расчетом /в 50 раз/ более чем в  2 раза.

Увеличение интенсивности облучения может уменьшить еще более средний эффект взрывов,  однако как это и пре­дусмотрено расчетами, эффект взрыва не может быть снижен более чем до    1/20    полного взрыва.

3. 0 взаимодействии бомбардирующих частиц активным веществом и прочими материалами снаряда.

По не вызывающей сомнения идее, частицы, бомбардирующие вещество, находящееся вблизи критического состоя­ния /95%/, будут вызывать активность вещества благодаря образованию нейтронно-активных ядер.

Однако здесь неясно взаимодействие быстрых частиц с ядрами,  так как пока нам неизвестно число и  энергия нейтронов, выбиваемых частицами из активного вещества и оболочки.   Этот вопрос является одним из  самых главнейших вопросов в разработке поставленной задачи.

Кроме того, имеют значение другие,  второстепенные вопросы, а именно:
- возможность использования нейтронов,  образующихся под действием быстрых частиц в оболочке из взрыв­чатого вещества, учтена приближенно /исходя из диффузионной теории/,  без учета замедления нейтро­нов;
- не учтены полезные в данном случае реакций выбивания нейтронов /n, 2n/ и деление тяжелого вещества оболочки.

При  неблагоприятных сочетаниях  отдельных процессов эффект активности взрывчатого вещества может быть уменьшен, потребуется увеличение потока энергии протонов.

Таким образом, взаимодействие частиц с материалами снаряда требует дальнейшего уточнения и экспериментальной проверки.

 4. О возможности подвести к снаряду через вещество  воздуха первичные частицы, излучаемые ускорителем.

Взаимодействие испускаемых ускорителем быстрых частиц с легкими ядрами  вещества воздуха в  настоящее время является неясным и произведенные расчеты - ориентировоч­ными.  Между тем от этого взаимодействия зависит число ча­стиц, достигших снаряда.

Это обстоятельство является вторым, фундаментальной важности  не ясным вопросом Физических основ предлагаемого метода защиты.

Произведенные авторами оценки показывают,  что при настоящем состоянии наших представлений эффективного под­вода потока частиц на расстояние 1000 м следует счи­тать вероятной. Однако, поскольку никаких эксперименталь­ных данных с протонами      такой энергии  не имеется и не исключена вероятность обнаружения новых явлений при взаимодействии частиц с ядрами - ручаться за этот вывод нельзя.
При большем расстоянии между ускорителями и снаря­дами возможность подведения частиц к снаряду представляется еще менее    определенной. В этой области обсуждение существующих вопросов возможно только после эксперимен­тальной проверки и изучения,  какое имеет место в действи­тельности взаимодействие частиц.

5. 0 возможности использования ускорителей с пульсирующим потоком частиц.

В  расчетах правильно развивается идея использова­ния отдельных импульсов для создания в активном веществе нейтронно-активных ядер, испускающих нейтроны уже по окончании импульса и в промежутке между импульсами. В системе, близкой к критической /95% критичности/ один первичный нейтрон вызывает около 20 делений,  т.е. более  40 нейтронов.

Не вызывает сомнений также принятое в расчетах заключение о  том,  что в данном случае импульсная подача примерно в 10 раз менее эффективна по сравнению с непрерывной.

В виду этих обстоятельств применение ускорителя с пульсирующим потоком частиц для решения поставленной задачи является вполне возможным.

6. Из сказанного об обоснованности физических расчетов следует,  что:

а/ расчеты произведены приближенно,  на основе весьма вероятных предположений,  не противоречащих совре­менным представлениям и  не являющихся ошибочными с точки зрения физики;

б/ расчеты основаны на значительной экстраполяции имеющихся точных представлений и описывают явления, находящиеся в области совершенно неизвестных процессов частиц с энергией порядка  миллиарда  вольт, относи­тельно действительного протекания которых нет каких ли­бо опытных данных;

в/ весьма возможно, что в действительности по­явятся дополнительные процессы /возможно положительные, возможно отрицательные/,  которые облегчат или исключат возможность осуществления рассматриваемой идеи.

г/ проделанные расчеты не могут служить осно­вой для строительства системы защиты до обстоятельного изучения взаимодействия с активным веществом и воздухом    на ускорителе    от    0,5    до    1,5     миллиардов электрон-вольт или с космическими  лучами /если удастся соз­дать метод использования для этой цели    лучей/.

7. В первую очередь необходимо при помощи синхро­циклотрона проверить:

1/ взаимодействие   протонов  больших энергий с активным веществом и прочими материалами  снаряда.

2/ проницаемость воздуха для протонов с энер­гиями  около миллиарда вольт.

8.   Следует заметить, что проведение этих исследова­ний, независимо от поставленной задачи, имеет большое значение для теории и практики изучения ядерных процес­сов и выполнение их является первоочередной задачей сов­ременной физики.

9.   В заключение следует отметить, что нет принци­пиальных, мыслимых сейчас, препятствий /если справедливы сделанные предположения/ к    значительному увеличению силы тока в ускорителе    и  таким образом к расширению радиуса действия защиты,  сокращению длительности облуче­ния и переходу от прицельного  способа воздействия на изделие -     к созданию системы из закрывающих шатров из широких пучков /что намного увеличивает надежность действия защиты/.

На основании исследований с мощными ускорителями окажется возможным оценить принципиальную физическую воз­можность использования перечисленных перспектив.

1У.   Технические перспективы создания предлагаемого метода защиты.

1.   Основами предлагаемой системы защиты являются:
1/ Конструкция ускорителя;
2/ Конструкция радиолокационного устройства для обнаружения снарядов,  наведения ускорителя на сна­ряд и последующего сопровождения снаряда.

А.
2.   По мысли автора /включая соображения, изложен­ные в январе 1943 г./ могут быть использованы следующие типы ускорителей, могущих давать необходимые частицы:
а/ синхроциклотрон,  подобный строящемуся в на­стоящее время на мощность частиц до    1,500   миллионов электрон-вольт при токе на выходе около   10   микроампер.
б/ кольцевой ускоритель по  схеме,  предлагае­мой и разрабатываемой т. Лейпунским. Таких построенных ускорителей нет ни у нас,  ни заграницей;
в/ линейный ускоритель,  разрабатываемый в  нес­кольких лабораториях,  но еще нигде не пущенный.
Следует заметить,  что в  настоящее  время неизвестно каких либо других возможных путей создания требующего­ся в данном случае ускорителя.

3.  Судя по опубликованным в прессе данным, за границей также нет построенных ускорителей,  дающих необ­ходимую в данном случае энергию частиц.

В прессе  сообщается о  следующих установках, дающих частицы с энергией 300 миллионов электрон-вольт и выше:
Тип и место установки       Энергия частиц
Кольцевой ускори­тель Бирмингэмского университета /Англия/, протоны 1 млрд. эл.в., строится.
Циклотрон Колум­бийского Универси­тета, протоны 300 млн. эл.в., строится, предполагается окончание в 1948 г.
Синхроциклотрон Калифорнийского университета, дейтоны  на 200 миллионов электрон-вольт, альфа-частицы на 400 млн. эл.в., пущен в ноябре 1947 г.
Ускоритель Калифор­нийского универси­тета, протоны 10 млр. эл.в., проект.

Как видно из приведенных данных,  в настоящее время как у нас,  так и заграницей нет ускорителей соответствую­щих поставленной задаче, в особенности  соответствующих одновременно по сорту и энергии частиц и мощности пучка /силе тока/.

При создании необходимых установок, по сравнению с тем, что в настоящее время имеется, предстоит решить следующие важнейшие трудности:

1.   Поднять энергию частиц до     1,500       млн. электрон-вольт, против уже достигнутой у нас энергии 15-20 миллионов электрон-вольт и заграницей - 150-300        млн. электрон-вольт.

2.   Обеспечить при этой энергии частиц среднюю силу тока около   10     микроампер,  т.е. примерно в 40 раз боль­шую, чем на установке М.

3.   Отойти от обычной конструкции ускорителей, имею­щих выход пучка в сторону и создать конструкцию с выводом пучка вверх.  Эта задача относится к чисто конструкторской и для ее решения по-видимому не потребуется каких либо специальных экспериментов.

4. Создать систему управления пучком, допускающую быстрое изменение направления пучка частиц /в настоящее время во всех ускорителях какое-либо изменение  направле­ния пучка  не осуществляется/.

В настоящее время нет конструктивных решений пере­численных основных трудностей в их совместном сочетании.
Для разрешения поставленной задачи  необходима методическая работа по изучению наиболее подходящих конструкций с проведением значительного количества научно-иссле­довательских работ и строительством нескольких моделей, а в дальнейшем образцов ускорителей.

5.   Создание  необходимого ускорителя на основе син­хроциклотрона представляется наиболее близким решением вопроса,  так как синхроциклотрон более  нами изучен.
У нас имеется опыт строительства циклотронов и стро­ится синхроциклотрон на 400 миллионов электрон-вольт.

Имеется действующая организация, занятая проектиро­ванием и строительством указанного синхроциклотрона.  Эта организация уже со второй  половины     1948     г.  могла бы включиться в  разработку нового типа ускорителя.

В самом грубом приближении можно оценить вес магнита соответствующего  синхроциклотрона,  приблизительно в   10-15 тыс. тонн,  а стоимость    его постройки по  аналогии  со сметной стоимостью ускорителя  М    величину порядка 200 миллионов рублей.

Можно полагать, что этот ускоритель может быть спроектирован, построен и пушен в течение 3-х лет, предполагая при этом,  что предварительно должно быть закончено строи­тельство установки М.

6. Создание специального ускорителя на основе схемы кольцевого ускорителя по предложению т. Лейпунского А.И. является менее подготовленным.

В настоящее время намечается план исходных экспериментальных работ по этому типу ускорителя и  ведутся небольшие  расчетно-теоретические работы.

В данном случае необходимо еще провести изыскания, связанные с преодолением трудностей создания подобного типа ускорителя, как нового типа ускорителя,  независимо от его назначения /проблема ввода и вывода пучка и  некоторые другие/.
По данным т. Лейпунского А.И.  (от    1947 г.) магнитный тракт этого ускорителя на энергию  3000 млн. электрон-вольт /при недостаточной для данной цели силе тока на выходе/ будет иметь вес около  2500 тонн. В этом ускорителе, однако, становится более заметна роль вспомо­гательных устройств, в число которых входит, например, небольшой вспомогательный ускоритель частиц.

Однако кольцевой ускоритель может оказаться более легким в изготовлении.

Можно полагать, что в том случае,  если удастся преодолеть принципиальные трудности, этот тип ускорителя является более перспективным и более дешевым для получения частиц с энергией миллиард электрон-вольт.

При создании ускорителя для защиты от реактивных снарядов по схеме т. Лейпунского А.И. потребуется в первую очередь:
а/ выполнить экспериментальные работы по вводу и выводу пучка с использованием для этой цели небольшой модели. Это должно подтвердить возможность создания подобного ускорителя.
В качестве модели, можно использовать, по предложе­нию т. Лейпунского,  соответственно измененную модель синхротрона С-3;  

б/ построить промежуточную модель ускорителя этого типа для получения больших сил токов,  создание системы поворота пучка и т.п.

в/ создать    специальную проектно-конструкторскую организацию, способную провести все необходимые опытно-экспериментальные работы и в дальнейшем руководить проектированием и строительством образца установки;
Для выполнения работ по ускорителю т. Лейпунского вероятно потребуется:
-  для экспериментальных работ - 1948 -1949 гг. 
-  на проектирование и строитель­ство образца ускорителя для специальных целей - 1950-52 гг.

7. Создание ускорителя для специальных целей на основе линейных ускорителей, особенно интересно в связи с отсутствием у таких ускорителей громоздких и тяжелых магнитов.

В настоящее время у нас нет линейных ускорителей. Небольшие исследования и экспериментальные работы ведутся в лаборатории №1 /ускоритель на 1 миллион электрон-вольт/ и в лаборатории № 3.

Подобно ускорителю т. Лейпунского А.И., при создании линейного типа ускорителя, потребуется организовать веду­щую проектную организацию и построить малую и большую модели этого ускорителя, прежде чем приступить к постройке образца  специального ускорителя.

Таким образом, для решения поставленной задачи при помощи линейного типа ускорителя вероятно также потребует­ся период времени    1948-1952 гг.

8. Из рассмотренных перспектив создания образца ускорителя для специальных целей и имеющегося в настоя­щее время положения,  следует, что:

а/ ввиду полного отсутствия в настоящее время каких либо конструктивных проектов ускорителей для специ­альных целей применительно к возможным указанным выше ва­риантам его осуществления,  нельзя обоснованно останови­ться на одном из типов ускорителей.

б/ необходимо для создания образцов ускорителей провести значительные опытно-экспериментальные  работы  с постройкой, по крайней мере, двух промежуточных моделей ускорителей.  При  соответствующем форсировании  работ на это потребуется вероятно  два-три года.

Создание  моделей перечисленных ускорителей /по т. Лейпунского и  линейного ускорителя/ должно производить­ся однако и  независимо от использования их для  решения рассматриваемой задачи,  так как каждый из этих типов ус­корителей имеет   свои особенности, важные для исследова­ний в области    ядерной физики.

в/ строительство моделей и самих образцов трех типов ускорителей по-видимому потребуют затрат порядка 500 млн.   рублей.

В связи с этим, учитывая ограниченную мощность Ми­нистерств Электропромышленности и  Промышленности Средств Связи,  в настоящее время нецелесообразно предопределять обязательное строительство трех возможных образцов уско­рителей для специальных целей. Вполне возможно ограничи­ться разработкой проектов и строительством промежуточных моделей.

г/ для выяснения особенностей специального ускори­теля необходимо в первую     очередь рассчитать и  разработать предварительные эскизные проекты ускорителей всех трех типов,  с  составлением    программы экспериментальных работ, вытекающих из особенностей осуществления таких проектов.

На выполнение предварительных проектов может потребоваться 6-9 месяцев, причем выполнение работ воз­можно поручить,  например:
-  по синхроциклотрону  - лаб. № 11
-  по ускорителю т. Лейпунского А.И. - Министерству Электропромышленности.
-  по линейному ускорителю  - лаборатории № 1.

Б.
9.  Вторым важнейшим конструктивным узлом системы защиты является радиолокационное устройство для обнару­жения падающего  снаряда,  автоматического  наведения на него пучка частиц и  в дальнейшем сопровождение снаряда пучком.

Радиолокационное устройство, управляющее ускорителем, должно,  например, при наличии в воздухе  нескольких само­летов,  сбрасываниях бомбы разного типа /крупные, мелкие, зажигательные и т.д.) и обстреливаемых с земли, отыскать крупные  падающие изделия, выделить  из их числа уже   нахо­дящиеся от земли примерно  на расстоянии   1   км, осветить их и обязательно сопроводить на пути около 0,5  км.

Автор предложения полагает, что подобное устройство может быть осуществлено и что по его сведениям над анало­гичным устройством для прожекторов, применительно к обна­ружению и наблюдению за самолетами ведется работа в соот­ветствующих организациях.

10. По-видимому,  в рассматриваемой схеме защиты от реактивных снарядов при  создании  радиолокационного устрой­ства возможно исходить из упомянутой схемы для наведения прожекторов. Однако эта схема должна быть значительно усо­вершенствована. Так,  например:

а/ должно быть учтено,  что размеры снаряда в значительно меньше    самолета    и что радар должен отличать крупный снаряд от самолета и мелких снарядов и осколков;

б/ что скорость снаряда может меняться от весьма малой скорости до скорости  реактивного снаряда.

в/ вся система обнаружения наводки сопровожде­ния должна действовать точно и быстро без вмешательства человека,  так как полезным временем действия всей системы является лишь    одна - две  секунды, при этом непременное за одну секунду до взрыва /при сопровождении самоле­та прожектором полезное действие установки продолжается несколько минут/.

11.  Работы по созданию подобной радиолокационной установки могут вестись независимо от работ по ускорителям и могут иметь самостоятельное значение.
Не исключено, что при наличии подобной радиолокацион­ной установки, автоматически управляющей,  например, артил­лерийской батареей,  такая радиолокационная установка мо­жет быть эффективной системой защиты вообще от авиабомб, ФАУ -2 и т.п.

12. Возможность осуществления радиолокационного уст­ройства авторами предложения ничем не обоснована. Между тем вся система предлагаемой защиты теряет всякий смысл без радиолокационной установки, удовлетворяющей поставленным требованиям.
Ввиду этого возможность создания радиолокационной установки должна быть особо изучена соответствующими спе­циалистами.

В случае отсутствия перспектив создания соответст­вующей радиолокации, для использования этой идеи защиты останется только путь дальнейшего повышения мощности то­ка ускорителей в 10 -100 раз для перехода от прицель­ной системы к системе шатров    из мощных потоков ча­стиц.

13. Предложение предусматривает использование сис­темы защиты для крупного центра /например,   Москвы/ и указывается, что,   например, для защиты центральной части города потребуется     16     ускорителей, с предусмотренными расчетом данными.

Исходя из ранее произведенной примерной оценки  стои­мости одного синхроциклотрона в среднем 200  млн. рублей и прочих затрат на вспомогательные сооружения еще в раз­мере 25%,  можно сугубо ориентировочно оценить предлагае­мую систему защиты района в сумму порядка 4,5   млрд. рублей.

14. Главная нагрузка по изготовлению оборудования для такого защищенного района придется на Министерство Электропромышленности и Промышленности Средств Связи.
Если ориентировочно предположить, что через  4-5 лет удастся приступить к изготовлению серийных установок /синхроциклотронов/,  то вероятно за   5 лет может    быть поставлено необходимое оборудование /если ежегодно удаст­ся изготовлять   3     синхроциклотрона/.

У. Замечания по тактико-техническим особенностям.

1.  Из  рассмотрения системы защиты  следует,  что она бесспорно относится к стационарным тяжелым крепостным со­оружениям. При  этом нет видимых перспектив осуществить по­добную систему в виде передвижной, пригодной для перевозки   в другие районы.

Массовое применение предлагаемой автором системы защиты мало вероятно ввиду больших затрат.

2. При использовании предлагаемого способа защиты необходимо учитывать, что даже облучение каждого снаряда, направленного  на защищаемый объект лишь    уменьшает мощность взрывов в среднем.

В среднем мощность взрывов с   6    тыс.  тонн тротила упадет до   120    тонн тротила;  минимальная мощность взры­вов будет соответствовать  30 тоннам тротила, а максималь­ная     600 - 3.000 тоннам тротила. При использовании пред­лагаемой защиты необходимо также применять все другие ме­тоды защиты, как то:

а/ бомбоубежища и прочие меры; необходимые для за­шиты от изделий; от ослабленных до действия взрывов в среднем 120 тонн тротила;

б/ активные методы защиты - артиллерия, самолеты-истребители, которые вовсе могут исключить взрывы изделий, доставленных на самолете. При требующихся для предлагаемой защиты усовершенствованиях ра­диолокации артиллерия вероятно может быть полезной в борь­бе с реактивными снарядами и даже ФАУ-2.

3. Можно представить себе различные способы частич­ной или полной нейтрализации действия предлагаемой   защиты /дополнительно к повреждениям ускорительных установок/. К таким способам относятся:

а/ создание условий, при которых  радиолокационная установка, управляющая пучком,  не действует или дей­ствует неправильно.  В частности,  например, возможно сбра­сывание  одновременно  нескольких бомб /из   которых только одна может быть действующим изделием) сбрасывание большого количества объектов для радара /фольга и т.п./.

б/ применение  изделий, разрывающихся на малом рас­стоянии от земли или даже на земле.    В последнем случае будет очень велико заражение  местности  радиоактивными осколками;

в/ не исключено усовершенствование конструкций изделий за счет введения специальной защиты снаряда от действия облучений.

4. При применении для защиты от изделий  существующих методов защиты от обычных снарядов и бомб /пассивная защита, артиллерия, самолеты и т.п./, разработка  которых осуществляется соответствующими военными организациями,  необходимо учитывать, что:
а/ мощность  действующих изделий в 200-300 раз больше  крупных авиабомб;
б/ имеют большое значение тепловой эффект взрыва изделия;
в/ может иметь место    поражение живой  силы      в последующем из-за   предметов, находившихся в районе взрывов; район взрыва является опасным   некоторое время из-за наличия радиоактивных веществ.

5. Возможно, что идея предлагаемой защиты может быть в дальнейшем развита и очищена от слабых мест /система прицеливания и др./.

Например, переход на более мощные потоки активных частиц с образованием из них шатров   над защищаемым объектом исключил бы систему радиолокации и упростил конструкцию ускорителей.

Создание установок с весьма увеличенной энергией частиц, например, в 5-15 миллиардов электрон-вольт может улучшить перспективы этого метода защиты.    Эта энергия равна энергии первичных космических частиц, которые    /через воздух/   пронизывают   атмосферу. В этом случае нельзя будет предусмотреть какого-либо способа защиты  от действия изделий   при помощи экранов.

6. Из изложенных замечаний по особенностям дей­ствия     видно, что в пред­лагаемом авторами виде способ защиты,  в случае, если удастся преодолеть имеющиеся трудности, может   быть вспомогательным средством уникального назначения, причем разработка этого способа защиты    не должна   вестись в  ущерб другим методам защиты.

После того,  как будут подтверждены физические и технические основы возможности создания предлагаемого вида защиты,  целесообразно поручить изучение вопроса военным специалистам.

У1. Общие выводы.

1. Предложение т.Семенова Н.Н. об использовании ускорителей для защиты от действия изделий является начальной расчетно-теоретической идеей,  не под­крепленной экспериментами и проектами осуществления в своих исходных основах и в представляющемся на сегодня виде  не может быть принято для дальнейших практических действий по подготовке сооружения такой защиты.

Это является следствием того,  что:
а/ проведенные  расчеты являются ориентировочными.   Физическая сторона процессов воздействия нуждается в экспериментальной проверке их реальности.
Хотя качественная сторона процесса и принципиаль­ная возможность создания необходимых конструкций не мо­жет быть опровергнута, однако количественная сторона про­цессов и трудности создания конструкций могут вовсе иск­лючить возможность или  целесообразность осуществления предлагаемого  способа защиты;

б/ конструктивные формы ускорителей и  радиоло­кационной системы совершенно не выяснялись и пока возмож­но лишь признать, что имеются значительные трудности их решения,  требующие проведения большой опытно-эксперимен­тальной работы с негарантированным положительным резуль­татом в ближайшее  время;

в/ в представляющихся на сегодня решениях /синхроциклотрон/ этот метод требует больших за­трат /порядка 4-5 миллиардов рублей для г.Москвы), которые могут быстро морально устареть за счет введения усовершенствований в конструкцию изделий.  
 
г/ система прицельного облучения  изделия, отсутствие при взрыве эффекта от облучения, если облуче­ние закончилось раньше, чем за 1 секунду до взрыва, вероятная возможность борьбы с действием системы защиты требуют дальнейшего изучения ее  с точки  зрения- пригодно­сти защиты  для практических целей.

2.   Имея в виду перечисленные  выше  недостатки рассматри­ваемого метода защиты,  не  следует считать его методом за­щиты от действия изделия, заменяющим дру­гие,  с более прямым действием,  способы защиты.

3.   Следует считать не исключенным, что искания в нап­равлении этой и подобных ей систем защиты могут открыть новые благоприятные обстоятельства в области ядерных про­цессов и конструктивном осуществлении. В этом случае при­менение подобного метода защиты для крупных центров может во много раз уменьшить разрушения в случае сбрасывания значительного количества  изделий.
   
4.   В ближайшее время целесообразно /в течение одного-двух лет/ провести следующие  работы:

а/ продолжить расчетно-теоретические изыскания по выяснению взаимодействия частиц с ядрами в Институте Химической Физики под руководством т. Семенова Н.Н. с привлечением других соответствующих научно-исследователь­ских организаций;

б/ форсировать строительство установки   М,  как основной реальной базы для получения первоначальных экспе­риментальных данных в области ядерных процессов,  имеющих решающее значение  в рассматриваемом предложении;

в/ построить модели кольцевого ускорителя /т.Лейпунского/ и линейного на небольшую мощность для выяснения возможности их осуществления;

г/ поручить разработать, в порядке предварительного выяснения конструкций, эскизные проекты ускорителей на 1,000 – 1,500 миллионов элек­трон-вольт, с учетом технических требований т.Семенова;

д/ поручить специалистам по радиолокации прорабо­тать возможность осуществления радиолокационной установки по техническим условиям т. Семенова Н.Н.

е/ поручить специалистам по  действию изделий продумать и учесть возможные способы нейтрализации предла­гаемой защиты для разных типов изделий. 
         

5.   На основе этих работ необходимо будет в 1949 году вновь рассмотреть перспективы и реальность предлагаемого.

6.  Указанная программа работ является необходимой для разработки и более определенной оценки предложения т. Семенова Н.Н., причем эта программа совпадает с задачами развития отечественной физики и техники, независимо от рассматриваемого предложения.

Л.Ландау,      А.Алиханов,    Б.Поздняков,
24 января 1948 г».

На оборотной стороне документа имеется запись о том, что исполнителем является Поздняков Б.С., мб. Т-22, 24.01.48 г.

К заключению приложен список документов, которые были представлены комиссии:

«1.  Доклад Н.Н.Семенова  (представленный Особой комиссии)   на   12 листах (хранится в пакете № 1).

2.  Расчеты, произведенные т.т.Зельдовичем и Компанейцем - 38 листов и график на  1  л. (рукописные)  - (хранится в пакете № 2).

3.  Приложение к докладу И.Н.Семенова  - 11   руко­писных листов (пакет № 3).
При составлении указанного доклада и расчетов были использованы следующие отчеты Института Химичес­кой Физики:

1)   "Уравнение состояния свинца и А9 при низких температурах" на 3-х листах (№ 116сс).

2)   "Вероятность преждевременного взрыва" на 19 листах ( № 2сс).

3)   "О прохождении сходящейся сферической удар­ной волны в другую среду и об отражении ее от абсо­лютно жесткой преграды"  на 25 листах № 313 сс) .

4)   "Обжатие металлического шара сходящейся детонационной волной"  на  13 л.  ( № 704сс)».

В представленном заключении следует обратить внимание на важный вывод, который сделали два ведущих ученых о принципиальной  возможности использования ускорителя протонов для эффективного воздействия на АБ и необходимости организации теоретических и экспериментальных исследований в этом направлении. В этом отношении приобретает значение окончание сооружения кольцевого синхрофазотрона (установка «М») в Гидротехнической лаборатории (ныне Объединенный институт ядерных исследований) в Дубне и проведение исследований на нем.

29 января  1948 г. НТС обсудил расширенное заключение Позднякова Б.С., Алиханова А.И. и Ландау Л.Д. и принял по нему развернутое решение, которое приводится ниже [13]:

«Рассматриваемое заключение по предложению т.Семено­ва Н.Н. об использовании ускорителей для защиты  от действия изделий            подготовлено по поручению Научно-Технического Совета от 13 января 1948 г. тт.Поздняковым Б.С., Алихановым А.И. и Ландау Л.Д.(заключение прилагается).

Детально ознакомившись с представленным заключением, заслушав замечания т.Семенова Н.Н., пояснения т.т .Алиханова А.И., Ландау Л.Д. и Позднякова Б.С. и соображения т.т .Кур­чатова И.В., Завенягина А.П., Александрова А.С., Первухина М.Г., Научно-Технический Совет постановил:

1. В основном одобрить рассмотренное заключение по предложению т.Семенова Н.Н. от 30 июня 1947 г. об исполь­зовании ускорителей для    защиты  от действия изделий.
 
2. Признать, что:
а) предлагаемый т.Семеновым Н.Н. метод, защиты  от действия изделий, исходя из имеющихся в настоящее время характеристик, нельзя рассматривать как главный и един­ственный метод защиты, если даже окажется возможным его осуществление;

б) изучение и выяснение перспектив представленного т.Семеновым Н.Н. предложения не может служить основанием для какого либо ослабления работ по другим методам защиты  от действия изделий;

в) ввиду отсутствия возможности проверить предполагае­мые ядерные процессы из-за отсутствия соответствующих ускорителей первоочередной задачей является создание мощ­ных ускорителей для физических исследований.

Создание ускорителей одновременно пригодных для физи­ческих исследований и для целей по предложению т.Семенова Н.Н. в настоящее время могло бы   значительно усложнить и удлинить работы по разработке и строительству мощных ускорителей.

3. Поручить т.Первухину М.Г. и т .Курчатову И.В. с привлечением т.Семенова Н.Н., исходя из рассмотренного заключения с учетом результатов его обсуждения, соста­вить расширенное заключение Научно-Технического Совета по предложению об использовании ускорителей для целей защиты от изделий  и представить это заключение на рассмотрение СК. (представленное расширенное заключе­ние Научно-Технического Совета прилагается)».

Указанное решение подписал зам. председателя НТС М.Г.Первухин и секретарь Б.С.Поздняков.

Литература.

11. Протокол № 104 заседания НТС ПГУ от 13.01.1948 г. по рассмотрению предложения академика Семенова Н.Н.”, архив Росатома ф.2, оп. 2,  дело  104 (рассекречено).    
12. “Протокол № 106 заседания НТС ПГУ от 26.1.1948 г.”, архив Росатома ф.2, опись 2, дело 106 (рассекречено).    
13. “Протокол № 107с  заседания НТС ПГУ от 29.01.1948 г.”, в сб. Атомный проект СССР. Документы и материалы Т.2 Атомная бомба. 1945-1954, кн. 6, (под общей редакцией Л.Д.Рябева, отв. составитель Г.А.Гончаров) (М.: Физматлит; Саров РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2006) с. 384-385; архив Росатома ф.2, опись 2, дело 107 (рассекречено).

(продолжение; начало Часть 1, окончание Часть3)
 

 
Связанные ссылки
· Больше про Время и судьбы
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Время и судьбы:
О.Пеньковский - «шпион века» или «подстава» КГБ?

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 0
Ответов: 0

Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 0 Комментарии
Спасибо за проявленный интерес





Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.06 секунды
Рейтинг@Mail.ru