, они уносят воспоминания с собой в могилу.
Сейчас ядерные державы соблюдают ограничения Договора о запрещении испытаний ядерного оружия 1963 года, согласно которому нельзя проводить испытания в атмосфере, в космосе или под водой, а также взаимный мораторий на подземные испытания. США, как и другие признанные державы, не взрывали ядерных бомб с 1992 года. Новые участники ядерного клуба, такие как Пакистан и Северная Корея, эти ограничения уже не соблюдают, но хотя бы проводят только подземные испытания. Впрочем, если – и пока – Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний 1996 года не вступит в силу по-настоящему, вместо того чтобы оставаться лишь символическим благородным жестом, ничто, кроме отсутствия необходимой технической подготовки и огромных расходов, не мешает и ядерным державам, включая Соединенные Штаты и Россию, в любой момент испытания возобновить[48].
Но если это и случится, испытания все равно будут проводиться под землей, то есть для большинства – с глаз долой, из сердца вон. В свете всех этих печальных истин необходимо понимать, что же происходит, когда ядерное оружие исполняет свою задачу. Более 2000 пробных взрывов практически во всех условиях и средах, не говоря уже о бомбежке Хиросимы и Нагасаки, предоставили нам огромное количество знаний, и мы можем если не увидеть своими глазами, то хотя бы описать уникальный феномен ядерной детонации – и с высокой точностью предположить, что случится, если она произойдет в современном городе.
Теория
В первой главе я объяснил научные основы ядерного синтеза и деления, но не дошел до самого итога этих процессов, если они происходят быстро и неуправляемо, – до ядерного взрыва. Конкретные явления, сопровождающие взрыв, могут различаться частностями из-за типа оружия (деление или синтез) и в зависимости от того, где произошел взрыв: в воздухе, на земле, под землей, в море, в космосе. Другие важные факторы – конструкция бомбы и способ ее доставки к цели, а также непосредственное окружение, в том числе различные погодные условия – такие как температура, влажность, давление и ветер. Но есть то, без чего не обходится ни одна ядерная детонация.
Одновременно с тем, как радиоактивный сердечник ядерного оружия превышает критическую массу[49], устройство под названием «инициатор» быстро генерирует поток нейтронов для запуска процесса, и ядерное топливо за миллисекунды разогревается до десятков миллионов градусов[50] – горячее солнечного ядра. Всё в непосредственном окружении, в том числе сами компоненты бомбы, переходит в агрегатное состояние плазмы, и эту быстро расширяющуюся сферическую область так и называют – огненный шар. Во всех направлениях излучается электромагнитная радиация широкого спектра, состоящая из яркого видимого света, гамма- и рентгеновских лучей. Для наблюдателей эта вспышка и есть первое проявление ядерной детонации. Она разносится со скоростью света – 299 792 458 метров в секунду – и мгновенно ослепит любого, кто будет смотреть прямо на нее.
Свет огненного шара сопровождается тепловым импульсом, то есть жаром, испаряющим все, что попадется на пути. Хотя при расширении жар ослабевает, он может уничтожить все на километры вокруг. Многие люди в Хиросиме и Нагасаки погибли не от самого взрыва, а от пламени и ожогов.
Огненный шар остывает и поднимается по мере расширения, поскольку снижается его начальная плотность, но за тепловым импульсом немедленно следует ударная волна – резко сдвигающийся в сторону от эпицентра нагретый и сжатый воздух[51]. Ударная волна действует так же, как в традиционном оружии, но значительно быстрее и мощнее, и ровняет с землей все на своем пути, двигаясь на сверхзвуковой скорости, будто стена ветра, более разрушительная, чем любой ураган.
Вдобавок к жару и ударной волне интенсивные рентгеновское и гамма-излучения, генерируемое при взрыве, распространяются во все стороны со скоростью света. Несмотря на всю их интенсивность, немногие из погибших непосредственно после взрыва становятся жертвами радиации – по той простой и мрачной причине, что ударная волна или тепловой импульс убивают их раньше. Более того, эта радиация, как и первоначальная вспышка света, быстро пропадает, поэтому и называется мгновенной. Самые смертоносные последствия наступают из-за остаточной радиации, когда обломки, поднятые в радиоактивном облаке и ставшие зараженными, падают обратно на землю. Поскольку бомбы, взорванные на земле или у самой ее поверхности, всасывают больше пыли, они дают и больше осадков, чем взорванные в воздухе.
Не считая мгновенной и остаточной радиации, все основные проявления взрыва и теплового излучения присущи и традиционному оружию – хотя, конечно, ядерные бомбы намного, намного мощнее. И хотя как традиционное, так и ядерное оружие причиняет бóльшую часть непосредственного ущерба – если не весь – ударной волной, разрушительное воздействие тепла или теплового излучения у ядерного оружия пропорционально больше, чем у обычного. Особенно в городе, где мощные пожары, возникающие одновременно на огромной площади, сильно увеличивают число жертв.
Да, ударная волна, жар и даже радиация – явления не такие уж редкие, но во время ядерного взрыва все это происходит одновременно и с небывалым размахом. Мы можем встретить в природе разрушительную силу ветров и кинетической энергии в виде ураганов и торнадо; повсеместно происходят пожары; даже воздействие ионизирующей радиации – в какой-то мере неизбежная часть жизни. Но нигде мы не сталкиваемся с ними одновременно и в таком масштабе.
В первой главе я рассказал о фундаментальных различиях взрыва атомной бомбы на основе деления и термоядерной, или водородной, бомбы на основе синтеза. Хотя они действительно различаются по своему воздействию, суть одна: ударная волна, жар и радиация. Конечно, у водородного оружия все это на несколько порядков сильнее, но, вообще говоря, взрывы обоих видов производят разрушения одного типа – пусть и разной степени.
Другие эффекты зависят от места детонации. Взрыв на уровне земли создает огромный кратер – на размер влияет мощность оружия. Облученная почва поднимается в воздух, становится частью радиоактивного облака и в конце концов возвращается на поверхность в виде осадков. Подводный взрыв испаряет огромный объем воды в виде гигантского пузыря, а ударная волна создает быструю волну цунами, способную потопить корабли, залить острова или причинить ущерб побережью. Если глубина не слишком велика, в океанском дне может образоваться кратер; в Тихом океане после испытаний водородных бомб, проводившихся в 1950‐х, осталось много таких кратеров.
Ядерное испытание 1955 года в Неваде. Обратите внимание на столб пыли, который поднимается от земли к огненному шару, образуя характерный гриб (Национальное управление по ядерной безопасности)
Известная всем визитная карточка ядерного оружия – гриб, теперь уже неразрывно ассоциирующийся с атомом. Впрочем, такие облака не уникальны для ядерных взрывов и в подходящих условиях наблюдаются и у традиционной взрывчатки. Гриб образуется, когда раскаленный огненный шар поднимается, втягивая более холодный воздух снизу в расширяющееся облако. Вместе с притоком холодного воздуха поднимается и пыль с обломками, которые поглощаются этим облаком и циркулируют внутри него. Это – «шляпка» гриба, а «ножка» его – это все еще втягивающаяся пыль. (На некоторых записях испытаний даже можно видеть, как «ножка» растет и соединяется с верхней частью, образуя узнаваемую грибовидную форму.)
Скорость, с которой все это происходит, а также размер и форма облака зависят от конструкции бомбы и местных атмосферных условий, но один тип гриба возникает почти всегда, если ядерное оружие детонирует на земле или сравнительно невысоко над ней. Невероятно мощное водородное оружие вызывает другие погодные явления – например, ледяное облако, образующееся высоко над огненным шаром и грибом[52]. На некоторых кадрах испытаний – самых красноречивых иллюстрациях мощи водородного оружия – можно видеть, как природные облака резко разбегаются, будто термоядерное облако пробивает дыру в атмосфере.
Всех этих заметных явлений нет, когда ядерный взрыв происходит на очень больших высотах или в космосе. С 1958 по 1962 год США и СССР провели около 20 подобных испытаний; в одних бомбы поднимали на воздушных шарах, в других – на ракетах, чтобы протестировать и ядерное оружие, и баллистические ракеты одновременно. Взрывы вне атмосферы отличаются от происходящих ближе к земле намного меньшей ударной волной – если она вообще возникает – и значительно более сильным излучением, особенно в диапазонах рентгеновского и видимого излучений.
На определенной высоте ядерные взрывы взаимодействуют с природными магнитными полями и радиационными поясами Земли, вызывая полярное сияние. Воздействие крупнейшего ядерного взрыва в космосе – бомбы мощностью 1,4 мегатонны на американском испытании Starfish Prime в июле 1962 года – было заметно почти по всему Тихому океану. Другое важное последствие высотных и космических взрывов – сильный импульс электромагнитной энергии, известный как электромагнитный импульс, способный временно или в отдельных случаях навсегда повреждать рации и радары, а порой и местные электросети, что и наблюдалось в случае Starfish Prime.
А что произойдет, если все это случится не на испытательном полигоне, а в сердце крупного города, полного людей?
Практика
Ядерный взрыв – сочетание все природных бедствий в худшем их проявлении и в кратчайшие сроки. Опыт живых очевидцев – один из способов получить о нем представление, пусть даже неидеальный и субъективный.
И подобных историй много – от тех, кто видел первый атомный взрыв «Тринити», выжил после атомных атак в Японии и наблюдал ядерные испытания холодной войны. Описание Уильяма Л. Лоуренса, научного репортера New York Times и единственного журналиста, допущенного на испытание «Тринити», вошло в историю: