История создания атомного оружия

     Одновременно с поисками и отбором специалистов в своей стране американцы вели настоящую охоту за секретной научно-технической информацией, а также за учеными-атомниками в Европе.

В самом начале Рузвельт и Черчилль пришли к следующему соглашению: большие атомные заводы будут строиться в США, где им не угрожают немецкие бомбы, но англичане внесут свой вклад в разработку атомной бомбы. Под этим подразумевалось участие английских ученых в работе по созданию бомбы и предоставление американцам результатов исследований. Но прошло немного времени, и от идеального замысла пришлось отказаться. Английским ученым начали чинить всяческие препятствия, их не допускали к проведению некоторых важных работ.

     Гровс умышленно тормозил сотрудничество с ними, чтобы закрепить преимущество США в области производства атомного оружия на многие годы. Поэтому обмен информацией с англичанами допускался только в тех случаях, когда она могла чем-либо помочь созданию первых американских образцов атомного оружия. Как только англичане заговорили о собственной атомной бомбе, все двери для них наглухо закрылись.

     Наконец из Лос-Аламоса потянулся поток грузовиков и тягачей со специальным оборудованием. Они должны были проделать путь в 450 км по пустыне на уединенную авиационную базу Аламогордо в штате Нью-Мексика, избранную местом первого испытания первой атомной бомбы, которой дали кодовое название «троица». 12 июля 1945 г. туда доставили на армейской машине самую главную деталь атомной бомбы — плутониевый заряд.

     В центре полигона Аламогордо была сооружена стальная башня высотой 30 м и массой 32 т. вокруг нее на большом расстоянии была размещена регистрирующая аппаратура. В 9 км к югу, северу и востоку от башни глубоко под землей были оборудованы три наблюдательных пункта. В 16 км от стальной башни находился командный пункт, откуда должна была поступить последняя команда. Еще дальше, в 30 км был расположен базовый лагерь, откуда ученые и военные могли наблюдать за ядерным взрывом. Два дня продолжалось подготовительная работа. На башне была установлена аппаратура для контроля.

     Недалеко от башни, в старом ранчо, ученые приступили к последнему этапу сборки бомбы. И хотя все составные части нового оружия прошли испытания, ученым пришлось пережить немало неприятных минут. С величайшей осторожностью готовая бомба была поднята на вершину башни в субботу 14 июля. Теперь уже все было готово к испытанию. Представители армии торжественно подписали документ, означающий формальную передачу атомного оружия из рук ученых в руки военных.

     Неблагоприятная погода, стоявшая в дни подготовки, беспокоила экспертов: она затруднила бы наблюдения за взрывом.

     По мере приближения момента взрыва, условно названного «ноль», общее напряжение нарастало. Всех присутствующих предупредили, что по сигналу сирены они должны немедленно лечь на землю лицом вниз, головой в сторону, противоположную месту взрыва; не разрешалось смотреть на вспышку и вставать до окончания ударной волны. Так предписывала инструкция.

     За 45 секунд до взрыва было включено автоматическое взрывное устройство. С этого времени все части сложнейшего механизма действовали без контроля человека, и только у запасного выключателя дежурил сотрудник, готовый по сигналу остановить испытания.

     Испытание нового оружия состоялось в 5 часов 30 минут 16июля 1945 г. Ослепительная вспышка неестественно белого света прорезала предутреннюю мглу. Казалось, будто много солнц соединилось в одном и разом осветило полигон, позади которого четко обозначились горы.

     Через несколько секунд раздался оглушительный взрыв, и мощная волна пронеслась над убежищами, свалив на землю нескольких солдат, не успевших лечь. Огненный шар стал расти, все больше и больше увеличиваясь в диаметре. Вскоре его поперечник составлял уже полтора километра. Еще через несколько секунд огненный шар уступил место столбу клубящегося дыма, который поднялся на высоту 12 км, приняв форму гигантского гриба, ставшего впоследствии зловещим символом ядерного взрыва.

      Потом задрожала земля, и вновь раздался грохот. Это был первый крик новорожденного: атомный век появился на свет. Мощность взорванной бомбы превзошла все ожидания.

     Как только позволила обстановка, несколько танков «Шерман», выложенные изнутри свинцовыми плитами, ринулись в район взрыва. На одном из них находился Ферми, которому не терпелось увидеть результаты своего труда. Его глазам предстала мертвая, выжженная земля, на которой в радиусе полутора километров было все уничтожено все живое. Песок спекся в стекловидную зеленоватую корку, покрывающую землю. В огромной воронке лежали изуродованные остатки стальной башни. В стороне валялся исковерканный, перевернутый на бок стальной ящик. Мощность взрыва оказалась равной 20 тыс. т тринитротолуола. Такой эффект могли вызвать 2 тысячи самых крупных бомб времен второй мировой войны, которые за их небывалую по тем масштабам силу называли «разрушители кварталов».

Всего лишь через двадцать дней после Аламогордо, когда едва смолкли громовые раскаты первого ядерного взрыва, а в Сан-Франциско уже грузили на борт самого быстроходного крейсера военно-морских сил США «Индианополис» атомные бомбы, предназначенные для бомбардировки японских городов. Бомбы были доставлены на остров Тиниан, с которого американские бомбардировщики ежедневно совершали налеты на Японию. Бомбы были собраны на авиационной базе. Специальное авиационное соединение ждало приказа.

        Как известно, многие ученые-атомники надеялись, что ультиматум, в котором объективно оценивалось положение Японии после капитуляции гитлеровской Германии и конкретно излагались гибельные для нее последствия, должен склонить силы рассудка в Японии к капитуляции. Ученые считали, что США обрушат на Японию свое новое оружие, обладающее ни с чем не сравнимой мощью, лишь в случае  ее  отказа принять ультиматум.

     Кабинет Судзуки 28 июля отклонил Потсдамскую декларацию, что дало правительству США желанный предлог для атомной бомбардировки японских городов.

     Через две недели на жителей двух городов — Хиросима и Нагасаки — обрушился атомный смерч, раскрыв смысл туманных формулировок ультиматума. Но те, кто взял на себя ответственность за нанесение ядерного удара и похвалялся в свое время проявленной при этом «решительностью», не прочь все же снять с себя ответственность теперь.

     И вот наступила последняя ночь Хиросимы... 6 августа 1945 г. 8 часов 11 минут, огненный шар обрушился на город. В одно мгновение он сжег заживо и искалечил сотни тысяч людей. Тысячи домов превратились в пепел, который потоком воздуха был подброшен ввысь на несколько километров. Город вспыхнул как факел... Смертоносные частицы начали свою разрушительную работу в радиусе полутора километров.

     Военно-воздушные командование США только 8 августа узнало о действительных масштабах разрушения Хиросимы. Результаты аэрофотосъемки показали, что на площади около 12 кв. км. 60 процентов зданий было превращено в пыль, остальные разрушены. Город перестал существовать. Командующий союзническими военно-воздушными силами на Дальнем Востоке генерал Дж. Кенней заявил, что город выглядел так, как будто его раздавила нога великана.

     Бомба, сброшенная на Хиросиму, соответствовала по силе взрыва заряду в 20 тыс. т тринитротолуола. Диаметр огненного шара составлял 17 м, температура — 300 тыс. градусов. В результате атомной бомбардировки погибло свыше 240 тыс. жителей Хиросимы (в момент бомбардировки население составляло около 400 тыс. человек.

     Вашингтон издал приказ — в течение 9 дней информировать население Японии о судьбе Хиросимы: составить на японском языке листовки с описанием результатов атомной бомбардировки и фотографиями разрушенного города, а затем сбросить их над территорией Японии. В листовках говорилось: «Мы обладаем мощным оружием, которого никогда не знали люди... Если у вас есть сомнения на этот счет, посмотрите, что произошло в Хиросиме, когда одна-единственная бомба была сброшена на этот город. Прежде чем мы применим еще одну такую бомбу, мы предлагаем, чтобы вы обратились к вашему императору с требованием капитулировать».

     Еще до того как одна из листовок попала на территорию Японии, был отдан приказ о новой атомной бомбардировке. На пресс-конференции 7 августа генерал Спаатс на вопрос корреспондентов, будет ли сброшена вторая бомба, только улыбнулся: на 11 августа была запланирована вторая атака.

     Однако бомба была сброшена раньше намеченного срока. Утром 8 августа служба погоды сообщила, что цель №2 (Кокура) 11августа будет закрыта облачностью. Приказ №39 поступил через несколько часов: боевой вылет назначался в ночь на 9 августа. На совещании летчики узнали, что главная цель второй операции — Кокура, в северной части острова Кюсю.

     Запасной целью был Нагасаки... Против этой «кандидатуры» было многое: Нагасаки шесть раз подвергался бомбардировкам, хотя и не очень значительным; местность, на которой расположен город, изрезана долинами и холмами, поэтому взрыв не мог дать здесь наибольшего эффекта; в Нагасаки расположен лагерь, в котором находились американские и английские военнопленные.

     В конце совещания по проведению операции полковник Тиббетс дал указания экипажам двух самолетов-разведчиков: Б-29 № 91 капитана Маркворда должен лететь на Кокуру, «Стрейт флаш» майора Изерли — на Нагасаки.

     Когда самолет капитана Маркворда подлетал к Кокуре то обнаружилось, что все затянуто дымом от горевшего сталелитейного завода; и поэтому вторая бомба была сброшена на Нагасаки. В этот раз погибло около 73 тыс. человек, еще 35 тыс. умерли после долгих мучений.

                                                         СССР

          В данной главе мы рассмотрим, как происходила рождение атомного оружия в Советском Союзе.  Начало исследований в области атомной энергии можно считать 1938 год, когда А.Ф. Иоффе получил письмо от Фредерика Кюри: в этом письме  говорилось, что открыт принципиально новый вид ядерной реакции – под действием нейтронов ядро урана распадается на два радиоактивных осколка. Письмо бурно обсуждалось на институтском семинаре.

         Каждую неделю приходили новые статьи, свидетельствующие об огромном интересе, вызванном открытием новой ядерной реакции – деление урана и тория. Интерес граничил с ажиотажем, невиданным раньше в науке. Каждую неделю сведения дополнялись важными экспериментальными фактами. Советских физиков и радиохимиков чрезвычайно взволновало это открытие. Одним из выдающихся советских физиков был И. В. Курчатова, которой занимался в своей лаборатории физикой атомного ядра, после этих статей начал заниматься делением тяжелых ядер. Радиевый институт во главе с В.Г. Хлопиным развернул радиохимические исследования деления. Новая проблема захватила И.М. Франка в Москве и А.И. Лейпунского в Харькове.

В печати стали появляться рассуждения об условиях, в которых самоподдерживающаяся ядерная реакция могла бы развиваться. Первые совершенно грубые оценки размеров уранового шара, нагреваемого за счет энергии реакции деления, опубликовал французский физик Ф. Перрен. Пользуясь имевшимися тогда очень неточными сведениями о сечении реакции деления и числе освобождённых нейтронов, Перрен пришел к выводу, что необходимое кол-во урана отнюдь не велико – достаточно 7,5 тонн чистой урановой смоляной руды, чтобы в урановом шаре развивалась самоподдерживающаяся  ядерная реакция. Обсуждался так же вопрос, с какой скоростью будет развиваться реакция, произойдёт ли взрыв или можно обеспечить спокойное течение её.

         В это время Курчатов всё более расширяет исследования.  Организовал семинар, обсуждавший вопросы деления урана и тория. К работе семинара привлёк всех Ленинградских физиков, интересовавшихся делением урана и связанными с ним проблемами. Составил первый проект организации работ по исследованию урана. Вместе с участниками семинара писал письма в Академию наук, намечал мероприятия, необходимые для получения цепной реакции. На состоявшемся 15-20 ноября 1939 г. в Харькове очередном совещании физико-математического отделения АН СССР по атомному ядру несколько докладов было посвящено делению урана и тория. Игорь Васильевич активно участвовал в дискуссии. Однако для надёжного обоснования выводов не хватало знания сечений деления на нейтронах разных энергий, поглощения и неупругого рассеяния нейтронов в материалах, необходимых для конструкции уранового котла (позднее он стал называться атомным реактором)

         После совещания Курчатов все силы направил на решения этих вопросов. Вместе с измерением элементарных констант он начал подготовку решающего опыта, который должен был прямо ответить на главный вопрос: происходит ли размножение нейтронов в различных композициях урана и замедлителя. Для всех этих опытов необходим был индикатор нейтронов, вызывающих деление урана, с чувствительностью, во много десятков раз превосходящей чувствительность обычно применяющихся индикаторов. Эту тонкую экспериментальную задачу Курчатов поручил своим молодым сотрудникам Флёрову и Пётржаку.

         В 1940 году под непосредственным его руководством  сотрудники Г. Н. Флеров и К. А. Петржак открыли спонтанный (самопроизвольный) распад ядер радиоактивного химического элемента урана. В том же году Курчатов доказал возможность цепной ядерной реакции в системе «уран — тяжелая вода» с выделением энергии.

      Дальнейшему продвижению помешала война, многих сотрудников отправили в тыл, некоторые  из них были призваны на военную службу. 

Не минула такая участь  многих сотрудников  лаборатории  Курчатова.  В июле 1941 года Г.Н. Флёров попал в ленинградское ополчение, потом был направлен в военно-воздушную академию в Йошкар-Олу. В конце декабря 1941 г., он отпросился  в Казань, куда были эвакуированы многие институты, для встречи с Курчатовым. Но Курчатов тогда ещё не вернулся с юга. Тогда Флёров выступил с докладом перед Иоффе, Капицей и другими физиками. В докладе он привел ряд аргументов в доказательство того, что для создания ядерного взрыва годятся легкий изотоп урана и протактиний. Детально разработал эффекты, которые могут помешать взрыву и, считая ядерный взрыв реальным, перечислил важнейшие направления исследований. В мае 1942г. Флёров пишет в Государственный совет обороны, что «надо, не теряя времени, делать урановую бомбу» и приводит свои аргументы. В это время советское правительство уже располагало информацией о том, что у Германии и США в условиях особой секретности ведутся срочные работы по созданию нового сверхмощного оружия. В Москву вызваны академики Иоффе, Вернадский, Хлопин и Капица для обсуждения полученной информации и определения перспективы развития соответствующих работ, в СССР. Кто из учёных мог бы возглавить научное руководство над работами? Из всех приглашенных никто атомного ядра не исследовал, но лучшие ядерные лаборатории СССР были в институте руководимом Иоффе. Когда обратились за советом к нему, он без колебаний назвал Курчатова.

         Курчатов был немедленно вызван в Москву. А. Ф. Иоффе ясно понимал, что именно И. В. Курчатов, как наиболее компетентный в вопросах ядерной физики и хороший организатор, больше других подходит для этой роли. Через три дня, получив задание возглавить работы по созданию урановой бомбы.

           В 1943 году Курчатов был назначен научным руководителем урановой проблемы, и получил задание начать работы в Москве. Место для работ, было выбрано за Окружной железной дорогой на краю необъятного картофельного поля, в километре от Москвы реки, там  находилось трёхэтажное кирпичное здание. На Ходынском поле, начала строиться Лаборатория №2 или ЛИПАН (сокращение от лаборатории измерительных приборов Академии наук), сыгравшая огромную роль в решении атомной проблемы. Позднее она превратилась в Институт атомной энергии. В лабораторию № 2 были вызваны с фронтов и из эвакуации все необходимые специалисты. По существу, на атомный проект работала наука и промышленность всей страны. Вскоре число физиков, работающих с Курчатовым, достигает двух десятков. Однако не все верят в успех начатых работ. Президиум Академии наук разрешает расположить лаборатории в Пыжевском переулке в здании Сейсмологического института. Здесь организован штаб будущего института, обсуждаются главные задачи, проводятся семинары, где больше всех спорят Флёров, Зельдович, Померанчук, Харитон. В работу включается Козодаев. Вскоре Джелепов и Неменов принимаются за проект нового циклотрона и размещают на заводах Москвы заказы на изготовление его узлов. Но уже не хватает места. Курчатов занимает пустующие помещения в здании института общей неорганической химии на улице Большой Калужской. Была развернута большая работа, которая  еще набирала обороты.

     Одним из помощников  в создании советской атомной бомбы была наша разведка. Она  получала информацию от немца Клаус Фукс, который работал среди Лос-Аламовских ученых над созданием атомной бомбы. Он в течение 1945 -1947 годов четыре раза передавал сведения по практическим и теоретическим вопросам создания атомной и водородных бомб, чем ускорил их появление в СССР. Через 12 дней после сборки первой атомной бомбы в Лос-Аламосе мы получили ее описание  из Вашингтона и Нью-Йорка. Первая телеграмма поступила в Центр 13 июня, вторая - 4 июля 1945 года. Детальный доклад Фукса ("Чарльз") был доставлен диппочтой после того, как он встретился 19 сентября со своим курьером Гарри Голдом. Доклад содержал тридцать три страницы текста с описанием конструкции атомной бомбы. Позднее было получено дополнительное сообщение по устройству атомной бомбы.   Это значительно упростило задачу и ускорило завершение нашего атомного проекта. Во избежание утечки информации все полученные данные сообщались только одному И. В. Курчатову, который приезжал в Кремль и знакомился с ними только там. Другие участники атомного проекта не знали об этом. Это давало возможность избегать тупиковых путей, уже опробованных американскими учеными, и сразу вместо проведения многих лабораторных экспериментов организовывать промышленное производство, прежде всего расщепляющихся материалов (изотопа урана-235 и плутония — искусственного химического элемента) — «начинки» атомной бомбы. Ведь для их производства необходимо было создать целую новую отрасль промышленности — атомную. Нужно было построить целые комбинаты с ядерными реакторами, и целый ряд производств сверхчистых материалов, например графита для реакторов.

В середине 1945г. поступило сообщение о взрыве чудовищной силы на полигоне в Аламогордо США. Курчатов с товарищами встретили это сообщение со смешанным чувством досады, удовлетворения и настороженности. Досады – потому, что американцы сделали это раньше. Удовлетворения–потому, что возможность взрывной самоподдерживающейся ядерной реакции теперь доказана и усилия учёных приведут к заданной цели. Сообщение о том, что американцы взорвали атомное устройство, впечатления на И.В. Сталина не произвело. Сталин приказал Л.П. Берии продумать вопрос о создании собственного ядерного оружия. Л.П. Берия хотел монополизировать руководство этими работами и сосредоточить их в своем ведомстве. Однако, Сталин этот план не принял. По его настоянию 20 августа 1945 года был образован специальный комитет по атомной энергии под руководством Л. Берия. Его заместителем назначили наркома боеприпасов Б.Л. Ванникова. В комитет вошли видные ученые А.Ф. Иоффе, П.Л. Капица и И.В. Курчатов.

Схема атомной бомбы, в сущности, проста. Для осуществления цепной ядерной реакции деления радиоактивных материалов (изотопа урана-235 или искусственного химического элемента плутония), вызывающей взрыв атомной бомбы, нужно превзойти критическую массу этих материалов. Для этого нужно сблизить два или несколько «кусков» урана или плутония, имеющих массу меньше критической. При возникающей цепной реакции деления выделяется очень большая энергия, вызывающая атомный взрыв.

Но, как известно, «дьявол скрывается в подробностях». Во-первых, нужно накопить количество урана-235 или плутония, равное нескольким килограммам. Для их накопления пришлось создать мощные ядерные реакторы. Над проблемой уранового котла, работали сотрудники довоенной лаборатории Курчатова и другие физики старшего поколения, которые работали в  разных институтах и городах. Не хватает кадров, некоторые работы  Курчатов ведет сам. На первом этапе необходим металлический уран и чистейший графит в невиданных раньше количествах. Но точно указать, сколько их потребуется, Курчатов ещё не может, и он разрабатывает ясную, детально продуманную программу исследований.   Несколько месяцев продолжается напряженная работа. 24 декабря 1946 года стало ясно, что цепная реакция пройдет, начали проводить испытания. В начале реакция нарастала медленно, время удвоения интенсивности её составляло десятки минут. Когда регулирующие стержни подняли выше, время удвоения сократилось до 120 секунд и счётчики «захлебнулись». Курчатов оценил мощность. После оценки мощности сказал: « Вот они, первые 100 ватт от цепной реакции деления!» Еще больше увеличить мощность реакции не хватило духу. Ночью Курчатов и его помощников опустили стержни, погасив первую в Европе цепную реакцию деления урана. Создание уранового котла, закончилось победой, и дало надежду на то, что атомное оружие будет создано.

     В 1945 года были захвачены немецкие документы о высококачественных запасах урана в районе Бухово  в Родопских горах, Болгария. Было создано советско-болгарское горное общество, которое занималось добычей урана. В 1946 году в СССР были открыты и сразу же стали разрабатываться крупные месторождения урана более высокого качества. Во-вторых, для осуществления атомного взрыва сблизить их нужно очень быстро. Для этого была придумана так называемая имплозия, то есть взрыв не наружу, а внутрь. Было еще, в-третьих, в-четвертых, и так далее.

    Приближался завершающий этап. Горючего накоплено достаточно, свойства его атомных ядер изучены. Основываясь на расчётах физиков и математиков, конструкторы создали модели оружия. Но прежде чем произвести решающее испытание на полигоне, Курчатов привлёк лучших физиков-экспериментаторов к тщательной проверке того, как будет развиваться цепная реакция в созданной конструкции. Опыт шел за опытом с величайшими предосторожностями, что бы не выпустить реакцию из-под контроля, но в то же время что бы как можно ближе подойти к условиям, которые будут наблюдаться при взрыве. Сомнений больше нет! Всё сделано правильно. Курчатова тропят выполнить решающий эксперимент – произвести первый взрыв.

Наступил самый напряженный момент. Ответственность за испытания правительство возлагает на Курчатова. В период подготовки проведения взрыва ему подчиняются все участники испытаний: и воинские части и гражданские лица. Надо сделать всё, что бы взрыв получился ожидаемой большой мощности. Но есть небольшая вероятность, что он не удастся или будет меньшей силы. Если первое испытание сорвётся, все будут подавлены, нервы не выдержат напряжения, что бы хорошо подготовить второе испытание. Поэтому Курчатов торопит с изготовление второго экземпляра бомбы. Наступил самый напряженный момент.Окончательная сборка бомбы ведётся под неослабленным наблюдением Курчатова и Завенягина.  В районе г. Семипалатинска был построен испытательный полигон. Ровно в 7.00 утра 29 августа 1949 года на этом полигоне в присутствии Верховного командования СА, руководителей Партии и Правительства, было подорвано первое советское ядерное устройство под кодовым названием "РДС-1".

        Американцы были буквально поражены тем, как быстро в СССР было разработано и испытано атомное оружие. Ведь их технические эксперты были уверены, что русским не удастся создать атомную бомбу раньше середины 1950-х годов.

Для первого испытания советской бомбы в 1949 году была выбрана американская конструкция, хотя была уже готова и оригинальная советская. Причина такого решения  состояла в следующем. Было уже  известно об успешном применении американской схемы, а советская еще не была опробована. Ошибиться было нельзя. Руководивший проектом Л.Берия не раз угрожал ученым, что в случае неудачи он «сотрет их в лагерную пыль». Недаром, когда первое испытание советской атомной бомбы было успешно проведено, присутствовавший на нем Л.Берия обнял и расцеловал И.В. Курчатова и многозначительно сказал при этом: «Было б большой несчастье, если бы не вышло!»

Физики, создатели бомбы, увидев ослепительный свет, ярче, чем в самый яркий солнечный день и грибообразное облако, уходящее в стратосферу, с облегчением вздохнули. Свои обязательства они выполнили. После стольких усилий и напряженного труда в СССР появилось ядерное оружие. После чего монополия США была нарушена.

                                        Заключение

   В данном реферате были рассмотрены пути, по которым шли эти пяти стран, к созданию атомного оружия. Несомненно, нужда в атомной бомбе, продвинула  и развила не только науку, но и промышленность тех стран, в которых произошло создание бомбы. До сих пор идут споры о том, кто же действительно сам придумал это оружия и создал хотя бы одну единицу, а не воспользовался разработками других.  Мне кажется, что эти вопросы должны быть еще детально изучены, и  проанализированы. На данном этапе мы знаем только общеизвестные факты, многое еще лежит в секретных архивах.

                                                   Литература

1.  Р.Кларк  Рождение бомбы  - М.: Госатомиздат., 1962 г .- 162 стр.

2. Ф. Гернек  Пионеры атомного века - М.: «Прогресс».,  1974 г.- 372 стр.

3. Советский энциклопедический словарь / Гл. ред.  А.М. Прохоров.- 3-е

    изд.- М.: Сов. энциклопедия,  1984.-1600 с., ил

4.Рыжков К.В. 100 великих изобретений – М.: Вече, 2002. – 528 с., ил

Страницы: 1, 2, 3