Кто придумал атомная бомба: Первая советская атомная бомба

Первая советская атомная бомба

 ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»

Главная / Ядерный центр /История /Первая советская атомная бомба /

Первая советская атомная бомба

Создание советской ядерной бомбы по сложности научных, технических и инженерных задач –значительное, поистине уникальное событие, оказавшее влияние на баланс политических сил в мире после Второй мировой войны. Решение этой задачи в нашей стране, не оправившейся еще от страшных разрушений и потрясений четырех военных лет, стало возможным в результате героических усилий ученых, организаторов производства, инженеров, рабочих и всего народа. Воплощение в жизнь Советского атомного проекта потребовало настоящего научно-технологического и промышленного переворота, который привел к появлению отечественной атомной отрасли. Этот трудовой подвиг оправдал себя. Овладев секретами производства ядерного оружия, наша Родина на долгие годы обеспечила военно-оборонный паритет двух ведущих государств мира – СССР и США. Ядерный щит, первым звеном которого стало легендарное изделие РДС-1, и сегодня защищает Россию.
Руководителем Атомного проекта был назначен И. Курчатов. С конца 1942 года он стал собирать ученых и специалистов, необходимых для решения проблемы. Первоначально общее руководство атомной проблемой осуществлял В. Молотов. Но 20 августа 1945 года (через несколько дней после атомной бомбардировки японских городов) Государственный Комитет Обороны принял решение о создании Специального Комитета, который возглавил Л. Берия. Именно он стал руководить Советским атомным проектом.
Первая отечественная атомная бомба имела официальное обозначение РДС-1. Расшифровывалось оно по-разному: «Россия делает сама», «Родина дарит Сталину» и т. д. Но в официальном постановлении СМ СССР от 21 июня 1946 года РДС получила формулировку – «Реактивный двигатель «С»».
В тактико-техническом задании (ТТЗ) указывалось, что атомная бомба разрабатывается в двух вариантах: с применением «тяжелого топлива» (плутония) и с применением «легкого топлива» (урана-235). Написание ТЗ на РДС-1 и последующая разработка первой советской атомной бомбы РДС-1 велась с учетом имевшихся материалов по схеме плутониевой бомбы США, испытанной в 1945 году. Эти материалы были предоставлены советской внешней разведкой. Важным источником информации был К. Фукс – немецкий физик, участник работ по ядерным программам США и Англии.
Разведматериалы по плутониевой бомбе США позволили избежать ряда ошибок при создании РДС-1, значительно сократить сроки ее разработки, уменьшить расходы. При этом с самого начала было ясно, что многие технические решения американского прототипа не являются наилучшими. Даже на начальных этапах советские специалисты могли предложить лучшие решения как заряда в целом, так и его отдельных узлов. Но безусловное требование руководства страны состояло в том, чтобы гарантированно и с наименьшим риском получить действующую бомбу уже к первому ее испытанию.
Ядерная бомба должна была изготавливаться в виде авиационной бомбы весом не более 5 тонн, диаметром не более 1,5 метра и длиной не более 5 метров. Эти ограничения были связаны с тем, что бомба разрабатывалась применительно к самолету ТУ-4, бомболюк которого допускал размещение «изделия» диаметром не более 1,5 метра.
По мере продвижения работ стала очевидной необходимость особой научно-исследовательской организации для конструирования и отработки самого «изделия». Ряд исследований, проводимых Лабораторией N2 АН СССР, требовал их развертывания в «удаленном и изолированном месте». Это означало: необходимо создать специальный научно-производственный центр для разработки атомной бомбы.

Создание КБ-11

С конца 1945 года шел поиск места для размещения сверхсекретного объекта. Рассматривались различные варианты. В конце апреля 1946 года Ю. Харитон и П. Зернов осмотрели Саров, где прежде находился монастырь, а теперь размещался завод N 550 Наркомата боеприпасов. В итоге выбор остановился на этом месте, которое было удалено от крупных городов и одновременно имело начальную производственную инфраструктуру.
Научно-производственная деятельность КБ-11 подлежала строжайшей секретности. Ее характер и цели были государственной тайной первостепенного значения. Вопросы охраны объекта с первых дней находились в центре внимания.

9 апреля 1946 года было принято закрытое постановление Совета Министров СССР о создании Конструкторского бюро (КБ-11) при Лаборатории N 2 АН СССР. Начальником КБ-11 был назначен П. Зернов, главным конструктором — Ю. Харитон.

Постановление Совета Министров СССР от 21 июня 1946 года определило жесткие сроки создания объекта: первая очередь должна была войти в строй 1 октября 1946 года, вторая — 1 мая 1947 года. Строительство КБ-11 («объекта») возлагалось на Министерство внутренних дел СССР. «Объект» должен был занять до 100 кв. километров лесов в зоне Мордовского заповедника и до 10 кв. километров в Горьковской области.
Стройка велась без проектов и предварительных смет, стоимость работ принималась по фактическим затратам. Коллектив строителей формировался с привлечением «специального контингента» — так обозначались в официальных документах заключенные. Правительством создавались особые условия обеспечения стройки. Тем не менее строительство шло трудно, первые производственные корпуса были готовы только в начале 1947 года. Часть лабораторий разместилась в монастырских строениях.

Объем строительных работ был велик. Предстояла реконструкция завода N 550 для возведения на имеющихся площадях опытного завода. Нуждалась в обновлении электростанция. Необходимо было построить литейно-прессовый цех для работы со взрывчатыми веществами, а также ряд зданий для экспериментальных лабораторий, испытательные башни, казематы, склады. Для проведения взрывных работ требовалось расчистить и оборудовать большие площадки в лесу.
Специальных помещений для научно-исследовательских лабораторий на начальном этапе не предусматривалось – ученые должны были занять двадцать комнат в главном конструкторском корпусе. Конструкторам, как и административным службам КБ-11, предстояло разместиться в реконструированных помещениях бывшего монастыря. Необходимость создать условия для прибывающих специалистов и рабочих заставляла уделять все большее внимание жилому поселку, который постепенно приобретал черты небольшого города. Одновременно со строительством жилья возводился медицинский городок, строились библиотека, киноклуб, стадион, парк и театр.

17 февраля 1947 года постановлением Совета Министров СССР за подписью Сталина КБ-11 было отнесено к особо режимным предприятиям с превращением его территории в закрытую режимную зону. Саров был изъят из административного подчинения Мордовской АССР и исключен из всех учетных материалов. Летом 1947 года периметр зоны был взят под войсковую охрану.

Работы в КБ-11

Мобилизация специалистов в ядерный центр осуществлялась вне зависимости от их ведомственной принадлежности. Руководители КБ-11 вели поиск молодых и перспективных ученых, инженеров, рабочих буквально во всех учреждениях и организациях страны. Все кандидаты на работу в КБ-11 проходили специальную проверку в службах госбезопасности.
Создание атомного оружия явилось итогом работы большого коллектива. Но он состоял не из безликих «штатных единиц», а из ярких личностей, многие из которых оставили заметный след в истории отечественной и мировой науки. Здесь был сконцентрирован значительный потенциал как научный, конструкторский, так и исполнительский, рабочий.

В 1947 году в КБ-11 прибыло на работу 36 научных сотрудников. Они были откомандированы из различных институтов, в основном из Академии наук СССР: Института химической физики, Лаборатории N2, НИИ-6 и Института машиноведения. В 1947 году в КБ-11 работало 86 инженерно-технических работников.
С учетом тех проблем, которые предстояло решить в КБ-11, намечалась очередность формирования его основных структурных подразделений. Первые научно-исследовательские лаборатории начали работать весной 1947 года по следующим направлениям:
лаборатория N1 (руководитель — М. Я. Васильев) – отработка конструктивных элементов заряда из ВВ, обеспечивающих сферически сходящуюся детонационную волну;
лаборатория N2 (А. Ф. Беляев) – исследования детонации ВВ;
лаборатория N3 (В. А. Цукерман) – рентгенографические исследования взрывных процессов;
лаборатория N4 (Л. В. Альтшулер) – определение уравнений состояния;
лаборатория N5 (К. И. Щелкин) — натурные испытания;
лаборатория N6 (Е. К. Завойский) — измерения сжатия ЦЧ;
лаборатория N7 (А. Я. Апин) – разработка нейтронного запала;
лаборатория N8 (Н. В. Агеев) — изучение свойств и характеристик плутония и урана в целях применения в конструкции бомбы.
Начало полномасштабных работ первого отечественного атомного заряда можно отнести к июлю 1946 года. В этот период в соответствии с решением Совета Министров СССР от 21 июня 1946 года Ю. Б. Харитоном было подготовлено «Тактико-техническое задание на атомную бомбу».

В ТТЗ указывалось, что атомная бомба разрабатывается в двух вариантах. В первом из них рабочим веществом должен быть плутоний (РДС-1), во втором – уран-235 (РДС-2). В плутониевой бомбе переход через критическое состояние должен достигаться за счет симметричного сжатия плутония, имеющего форму шара, обычным взрывчатым веществом (имплозивный вариант). Во втором варианте переход через критическое состояние обеспечивается соединением масс урана-235 с помощью взрывчатого вещества («пушечный вариант»).
В начале 1947 года начинается формирование конструкторских подразделений. Первоначально все конструкторские работы были сконцентрированы в едином научно-конструкторском секторе (НКС) КБ-11, который возглавлял В. А. Турбинер.
Интенсивность работы в КБ-11 с самого начала была очень велика и постоянно возрастала, поскольку первоначальные планы, с самого начала очень обширные, с каждым днем увеличивались по объему и глубине проработки.
Проведение взрывных опытов с крупными зарядами из ВВ было начато весной 1947 года на еще строящихся опытных площадках КБ-11. Наибольший объем исследований предстояло выполнить в газодинамическом секторе. В связи с этим туда в 1947 году было направлено большое число специалистов: К. И. Щелкин, Л. В. Альтшулер, В. К. Боболев, С. Н. Матвеев, В. М. Некруткин, П. И. Рой, Н. Д. Казаченко, В. И. Жучихин, А. Т. Завгородний, К. К. Крупников, Б. Н. Леденев, В. М. Малыгин, В. М. Безотосный, Д. М. Тарасов, К. И. Паневкин, Б. А. Терлецкая и другие.
Экспериментальные исследования газодинамики заряда проводились под руководством К. И. Щелкина, а теоретические вопросы разрабатывались находившейся в Москве группой, возглавляемой Я. Б. Зельдовичем. Работы проводились в тесном взаимодействии с конструкторами и технологами.

Разработкой «НЗ» (нейтронного запала) занялись А.Я. Апин, В.А. Александрович и конструктор А.И. Абрамов. Для достижения необходимого результата требовалось освоить новую технологию использования полония, обладающего достаточно высокой радиоактивностью. При этом нужно было разработать сложную систему защиты контактирующих с полонием материалов от его альфа-излучения.
В КБ-11 длительное время велись исследования и конструкторская проработка наиболее прецизионного элемента заряда-капсюля-детонатора. Это важное направление вели А.Я. Апин, И.П. Сухов, М.И. Пузырев, И.П. Колесов и другие. Развитие исследований потребовало территориального приближения физиков-теоретиков к научно-исследовательской, конструкторской и производственной базе КБ-11. С марта 1948 года в КБ-11 стал формироваться теоретический отдел под руководством Я. Б. Зельдовича.
Ввиду большой срочности и высокой сложности работ в КБ-11 стали создаваться новые лаборатории и производственные участки, и откомандированные на них лучшие специалисты Советского Союза осваивали новые высокие стандарты и жесткие условия производства.

Планы, сверстанные в 1946 году, не могли учесть многих сложностей, открывавшихся участникам атомного проекта по мере продвижения вперед. Постановлением СМ N 234-98 сс/оп от 08.02.1948 г. Сроки изготовления заряда РДС-1 были отнесены на более поздний срок – к моменту готовности деталей заряда из плутония на Комбинате N 817.
В отношении варианта РДС-2 к этому времени стало ясно, что его нецелесообразно доводить до стадии испытаний из-за относительно низкой эффективности этого варианта по сравнению с затратами ядерных материалов. Работы по РДС-2 были прекращены в середине 1948 года.

По постановлению Совета Министров СССР от 10 июня 1948 года назначены: первым заместителем главного конструктора «объекта» — Щелкин Кирилл Иванович; заместителями главного конструктора объекта — Алферов Владимир Иванович, Духов Николай Леонидович.
В феврале 1948 года в КБ-11 напряженно работало 11 научных лабораторий, в том числе теоретики под руководством Я.Б. Зельдовича, переехавшие на объект из Москвы. В состав его группы входили Д. Д. Франк-Каменецкий, Н. Д. Дмитриев, В. Ю. Гаврилов. Экспериментаторы не отставали от теоретиков. Важнейшие работы выполнялись в отделах КБ-11, которые отвечали за подрыв ядерного заряда. Конструкция его была ясна, механизм подрыва — тоже. В теории. На практике требовалось вновь и вновь проводить проверки, осуществлять сложные опыты.
Очень активно работали и производственники — те, кому предстояло воплотить замыслы ученых и конструкторов в реальность. Руководителем завода в июле 1947 г. был назначен А. К Бессарабенко, главным инженером стал Н. А. Петров, начальниками цехов — П. Д. Панасюк, В. Д. Щеглов, А. И. Новицкий, Г .А. Савосин, А.Я. Игнатьев, В. С. Люберцев.

В 1947 году в структуре КБ-11 появился второй опытный завод — для производства деталей из взрывчатых веществ, сборки опытных узлов изделия и решения многих других важных задач. Результаты расчетов и конструкторских проработок быстро воплощались в конкретные детали, узлы, блоки. Эту по высшим меркам ответственную работу выполняли два завода при КБ-11. Завод N 1 осуществлял изготовление многих деталей и узлов РДС-1 и затем — их сборку. Завод N 2 (его директором стал А. Я. Мальский) занимался практическим решением разнообразных задач, связанных с получением и обработкой деталей из ВВ. Сборка заряда из ВВ проводилась в цехе, которым руководил М.  А. Квасов.

Каждый пройденный этап ставил перед исследователями, конструкторами, инженерами, рабочими новые задачи. Люди работали по 14-16 часов в день, полностью отдаваясь делу. 5 августа 1949 года заряд из плутония, изготовленный на Комбинате N 817, был принят комиссией во главе с Харитоном и затем отправлен литерным поездом в КБ-11. Здесь в ночь с 10-го на 11-е августа была проведена контрольная сборка ядерного заряда. Она показала: РДС-1 соответствует техническим требованиям, изделие пригодно для испытаний на полигоне.

Далее>>>

Рождение ядерной физики • Расшифровка эпизода • Arzamas

У вас отключено выполнение сценариев Javascript. Измените, пожалуйста, настройки браузера.

КурсКак атом изменил нашу жизньАудиолекцииМатериалы

Как Нобелевская академия ошиблась с лауреатом и почему генералам не была нужна атомная бомба

Автор Алексей Кожевников

Мы начнем лекцию с 1932 года, который условно считается годом рождения ядерной физики. На самом деле ядерная физика в каком-то смысле суще­ствовала и до 1932 го­да: за 20 лет до того уже было известно, что внутри атома имеется ядро, что есть радио­актив­ные излучения — альфа-, бета- и гамма-частицы, что происходят ядерные реакции и что в ходе этих ядерных реакций одни атомы могут превращаться в другие.


До 1932 года ядерная физика все-таки была относительно маргинальной, но не самой важной из областей физики. Главной обла­стью на тот момент были атомная физика, где изучали не ядро, а уровень электронов в атоме, и квантовая механика. Ядерная физика была немножко в стороне. Она была более непонятной, потому что еще с самого открытия радиоактивности не было ясно, что же является источни­ком энергии, которая выходила из ато­ма в виде радио­актив­ных излучений. По атомным масшта­бам это была очень большая энергия, но откуда она возникает и почему может поддержи­ваться такое долгое время, практически не убывая, тоже было совершенно непонятно.


1932 год изменил статус ядерной физики. Связано это было с целым рядом экспери­ментальных открытий, среди которых самым важным было открытие нейтрона. В Кембриджской лаборатории Джеймс Чедвик объявил о том, что в числе радио­актив­ных излучений, которые испускают различ­ные радио­ак­тивные атомы, было излучение, состоявшее из массивной, но электрически нейтральной частицы. Он назвал эту частицу нейтроном.


Появился ряд других открытий, связанных с нейтроном, например три­тий — тяжелая вода. Весь этот набор экспериментальных открытий сразу выдвинул ядерную физику на первое место среди самых важных, актив­но развивающихся и продуктивных областей физики, и начиная с 1932 года она остается такой на протяжении примерно 15–20 лет.  


Обнаружение нейтрона открыло перед экспе­риментаторами очень большие перспективы. До этого существовала возможность произ­водить ядерные реакции, направляя на ядра атомов быстро двигающиеся частицы, такие как протон или альфа-частицы. Если протон, быстрый протон или альфа-частица попа­дали в ядро, оно могло расколоться или в нем могли произойти другие ядерные реакции, приводящие к возникновению новых элементов. 


Но сложность состояла в том, что и протоны, и альфа-частицы электрически заряжены и ими трудно было попасть в то же позитив­но электрически заря­женное ядро атома. Нейтрон же был частицей нейтральной, и он сразу дал возможность производить огромное количество новых реакций. 


Группой ученых, которые наиболее успешно занималась этой деятельностью начиная с 1934 года, была римская группа во главе с Энрико Ферми. Они прак­тически поста­вили дело на конвейер. Буквально любой химический элемент периодической таблицы Менделеева был использован ими как мишень для потока нейтронов. Не то чтобы целью, но, может быть, главным призом всей этой активности была надежда открыть трансурановые элементы.


Одна из наиболее важных ядерных реакций, которая могла происходить с атомом, — это поглощение нейтрона атомом. Потом атом испускал электрон, или бета-частицу. При такой реакции заряд атома увеличи­вался на один, и из одного атома можно было получить другой атом следующей клеточки периодической таблицы Менде­леева. Перебирая элементы таким образом, можно было дойти до самого последнего атома в таблице на тот момент — это был уран, о новых атомах за которым ничего известно не было. Они не могут существо­вать в естественном виде в природе, потому что сильно радиоактивны и быстро распадаются. Одной из надежд группы Ферми была как раз попытка, облучая нейтронами уран, вызвать такую реакцию, чтобы в итоге получился следующий, еще не откры­тый и не существующий в природе элемент. 


Открытие любого нового химического элемента по меркам того времени практи­чески гарантировало Нобелевскую премию. И в начале 1938 года Ферми смог объявить положительный результат. В числе получен­ных продуктов разных атомных реакций были какие-то новые типы излучений, новые вариан­ты атомного распада, которые они не могли отождествить ни с каким из близ­ких к урану атомов. Это позволило им заклю­чить, что в числе продуктов реак­ции появля­ется что-то новое — доселе неизвестный атом, который вполне естественно было считать первым трансурановым элементом.


Авторитет Ферми тогда был очень высок: он уже сделал очень много важных откры­тий — и за это открытие в конце 1938 года ему была присуждена Нобе­левская премия. По иронии судьбы, это была одна из тех Нобелевских премий, которая практически сразу была опровергнута, и другие исследо­ватели пока­зали, что премию присудили неправильно. 


Но это было не совсем так: доказали, что те продукты реакции, которые Ферми получил в результате, были вовсе не трансура­новым элементом, а уже более-менее известными и существовавшими изотопами. Теми, кто указал на эту ошибку и объяснил, в чем дело, была конкурирую­щая группа ученых, рабо­тавшая в Берлине. Ее главными представителями были химик Отто Хан и радиофизик Лиза Мейтнер.


Они изучали ядерные реакции примерно в том же ключе, что и Ферми, но результат Ферми с самого начала вызвал у них некие подозрения. Ученым казалось, что что-то происхо­дит не так, и к концу года Отто Хан смог сделать другое заключение — это произошло буквально в течение месяца после прису­ждения Нобелев­ской премии Ферми. Хан пришел к выводу, что среди продук­тов распада находится не трансурановый элемент, а элемент барий, ничем не приме­ча­тельный элемент в середине таблицы Менделе­ева. При этом было не совсем понятно, откуда он взялся.


Правильную аргументацию довольно быстро дала Мейтнер, но к тому времени ее положе­ние оказалось довольно сложным. Группа в течение многих лет рабо­тала в Берлине; Хан был немцем, а Лиза Мейтнер происхо­дила из еврейской семьи и родилась в Вене. Она работала в Германии уже довольно давно, но ее положение сильно осложнилось в 1933 году, после прихода к власти нацист­ского правительства. В 1938 году коллеги поторопились вывезти ее из страны. Отто Хан сумел вывезти Мейтнер в Голландию, откуда она переправилась в нейтральную Швецию. Там она смогла выжить во время войны как беженец, имея временную научную работу.


К тому моменту, когда в конце 1938 года Хан и другой его сотрудник, Фриц Штрассман, пришли к заключе­нию, что в среде продук­тов распада ядерной реакции был барий, Лиза Мейтнер жила в Швеции и не могла принимать непосредствен­ное участие в этой работе. Поэтому она не упомина­ется в каче­стве автора знаменитой работы, известной как открытие реакции деления урана нейтро­нами, — формальными авторами были двое ее немецких коллег. В итоге в 1945 году Отто Хану за это открытие была присуждена Нобелевская премия, а Лизу Мейтнер Нобе­лев­ский комитет решил обойти вниманием. За свою историю Нобелевский комитет вынес много несправедливых решений, но это, пожалуй, было одним из самых несправедливых.


Тем не менее Мейтнер сделала очень важный вклад в понимание реакции деле­ния, потому что именно ей принад­лежит формулировка деления ядра. Она была одной из первых, кто узнал о том, что Хан написал в своей работе как химик, и в соавторстве со своим племян­­ником Отто Фишем она отдель­но опубли­ковала работу, где как физик объяснила, что реакция, которая происхо­дит в итоге попадания нейтрона в уран, вызывает раскол ядра урана на две примерно равные половин­ки. Тем самым объяснялось, почему в резуль­тате появляется барий — атом примерно из середины таблицы Менделеева. Для опи­сания реакции использовали термин «деление», взятый из биологии, где деление — это размножение клеток, которое происхо­дит у биологических организмов.


Буквально с первых дней 1939 года реакция деления урана стала сенсацией для физиков всего мира и практически сразу вызвала не только огромный интерес, но и большую тревогу. Нельзя даже сказать, чья конкретно это была идея. Почти сразу во многих голо­вах возникло понимание, что из этой реак­ции деления теоретически можно получить атомную энергию: возмож­но — как источник энергии, а возможно — как взрывное устройство, похожее на бомбу или еще что-то очень опасное.


До открытия деления урана можно было спекулировать на тему атомной энергии. Были известны ядерные реакции, в которых выделялась достаточно большая по масшта­бам атома энергия. Но для каждой атомной реакции необ­ходимо было затратить намного большее количество энергии и мате­риалов просто для того, чтобы создать условия для реакции.


Реакция деления показала, что теоретически появилась возможность цепных реакций. При делении урана на две половинки среди продуктов также возни­кали нейтроны, и если их число было больше единицы — а в действительности иногда образовы­валось два или три новых нейтрона, — появлялась возмож­ность устроить цепную реакцию. Запустив эту реакцию, дальше физик теоре­тически мог сидеть и смотреть, как лавина развивается и как большое коли­чество ядерных реакций добавляет новую энергию в результат. В теории появ­лялась надежда, что из этого выйдет что-то практически значимое в смысле источника энергии.


Интересно, что на тот момент как раз это условие в каком-то смысле спасло ядерную физику в Советском Союзе. В СССР ядерная физика тоже довольно активно развивалась после 1932 года, и были лаборатории, в частности лаборатория Курчатова, которые занимались экспериментами, похожи­ми на эксперименты лаборатории Ферми. Это дело финансировалось Наркоматом тяжелой промышлен­ности, и ядерная физика становилась все более и более масштабной областью изучения.


Но Наркомат как экономическое министер­ство в какой-то момент начал задаваться вопросом, какой из этого будет выход. Для советских министерств было очень важно, чтобы ученые могли пообещать какой-то практический выход. И с 1939 года риск отмены финансирования ядерной физики в Совет­ском Союзе отпал: эта область исследования у советских ученых тоже стала одной из самых популярных и очень важных.


Во всех странах, где на тот момент развивалась ядерная физика, большое число ученых сразу переключилось на исследова­ния урана. Важный результат полу­чила лаборатория в Париже. Фредерик и Ирен Жолио-Кюри первыми оценили критическую массу — то, какой минимальный запас урана должен быть, чтобы теорети­чески надеяться на цепную реакцию, которая не угасала бы, а продол­жала развиваться. По их оценкам, выходило десять тонн, что, в общем-то, показывало, что бомба практически нереальна. На тот момент никакой самолет не мог перевозить и исполь­зовать бомбы такого размера, но практически во всех странах были физики или инженеры, которые почти сразу же написали письма своим военным или экономическим начальникам, утверждая, что шанс сделать бомбу все-таки есть. С 1939–1940 годов в разных странах существовали группы, которые пытались выяснить, можно ли произвести из этого оружие.


Тут нужно пояснить: не каждая цепная реакция — это взрыв. Есть цепные реакции, которые происходят стабильно. Скажем, костер, в котором горят веточки и куда эти веточки подкладывают, — это тоже цепная реакция. Но ничего не взрывается — просто происходит постоянное и стабиль­ное выделение энергии. Эта энергия тоже может выйти из-под контроля, возникнет пожар, и тогда это будет цепная реакция, в которой выделение энергии развивается неконтро­лируемо, но пожар не является взрывной реакцией.


Следующим вариантом для сравнения может быть авария в Чернобыле. Иногда она называ­ется взрывом, хотя в реальности взрыв был сравнительно неболь­шой. Он уничтожил сам реактор и разрушил оболочку, стену здания, потому что ядерный реактор на стан­ции сильно перегрелся. Но это тоже взрыв, который для военных целей взрывом не считается, и по уровню он не сравним с бомбой, уничтожившей Хиросиму. В этом смысле можно сравнить взрыв в Хиросиме, который уничтожил город и привел к жертвам нескольких сотен тысяч человек, и локальный взрыв в Чернобыле, который только разрушил сам реактор, а близко существующий город от взрыва не пострадал.


И в этом смысле разницу между тем и другим взрывом скорее можно объяснить как скорость реакции. И в том, и в другом случае цепная реакция приводит к перегреву и выделению неконтролируемого количества энергии. Но в чернобыль­ской реакции, когда произошло это неконтролируемое выделение энергии, оно усиливалось настолько, пока сам реактор не был разрушен. После чего цепная реакция стала потихоньку затухать и сходить на нет.


В атомной бомбе реакция должна происхо­дить на несколько порядков быстрее, то есть до того момента, как сам объект, в котором происходит реакция, реактор или бомба, разру­шится, энергии должно выделиться настолько много, чтобы ее хватило на разру­шение целого города. Это означало, что выделение энергии должно было быть намного более быстрым.


Весной 1940 года произошло событие, которое довольно сильно повлияло на ход работ. Важным событием для возможности создания именно атомного оружия был короткий меморандум, написанный в Англии двумя физиками, которые были беженцами из нацистской Европы. Одним из них был Рудольф Пайерлс, а другой физик происходил из Австрии: это был племянник Лизы Мейтнер — Отто Фриш. Оба на тот момент работали в Англии.


На 1940 год Англия была в полной мере вовлечена в войну с нацистской Герма­нией и практически все ее собственные силы и кадры физиков были мобилизо­ваны для различного рода военных исследований, самым главным из кото­рых было исследо­вание противо­воздуш­ной обороны и радио­локации. К этим секретным исследованиям Фриш и Пайерлс допущены не были: в каком-то смысле они стали зани­маться проблемой урана именно потому, что их не до­пустили к более важным на тот момент военным работам и у них было время зани­маться, скажем так, теоретическими спекуляциями.


В начале 1940 года они написали короткую работу и сразу поняли, что публи­ковать ее нельзя. Они показали работу своим английским коллегам, которые сразу ее засекретили. Это стало началом первого в истории проекта по созда­нию атомной бомбы.


Фриш и Пайерлс попытались рассчи­тать, как будет происходить цепная реак­ция, если суметь отделить изотоп уран-235, который в естествен­ном уране существует в количе­стве мень­шем, чем 2 %, от урана-238, намного более распространенного в естествен­ном уране изотопа. К своему собствен­ному удивлению, они обнаружили, что в этом случае цепная реакция проис­ходит намного быстрее, чем в естествен­ном уране, который состоит из смеси изотопов.


После года работы, примерно к сере­дине 1941 года, англичане поняли, что они не смогут сделать атомную бомбу. Стало понятно, что, как и любая другая страна, которая находилась в состоянии войны и в которой вся экономика была подчинена нуждам идущей войны, они не могут решиться выделить огромное количество ресурсов и времени на непонятный проект с непонятным резуль­татом. Поэтому летом 1941 года англичане перебазировали часть своего проек­та в Канаду, подальше от театра боевых действий, — туда, где его по крайней мере не могли разбомбить. 


Также они решили поделиться секретом с американцами — как бы сейчас сказали, в качестве научного обмена. Делегация английских ученых, направ­ленная в Аме­рику, по сути, привела к созданию «Манхэттенского проекта», который изначально был сотрудни­чеством двух стран, но в конце стал больше американским. 


Нельзя сказать, что это было сознатель­ным обманом, но с точки зрения англи­чан, можно считать, что они готовы были рисковать незадействованными индустриальными ресурсами Америки и поделиться этим проектом с амери­канцами, чтобы использо­вать мощ­ность американской индустрии. В случае успеха они надеялись, что результат будет принадлежать двум странам, а если бы проект был неудач­ным, то основные ресурсы были бы потрачены именно американской, а не английской стороной, которая в тот момент направляла все свои ресурсы на войну.


Пожалуй, один из самых недооценен­ных участников этого проекта — это гене­рал Лесли Гровс, который командовал проектом как админи­стратор и мене­джер. В публич­ных историях его роль обычно прини­жается, потому что ученые его не любили. В каком-то смысле роль маршала Берии в советском проекте потом во многом будет похожа на роль генерала Гровса в «Манхэттенском».


Это был грубый, неотесанный человек, в каком-то смысле солдафон. Ученым казалось, что как администратор он превы­шает свои полномочия. Он действи­тельно их превышал — и не только по отношению к ученым, но и в том, что выбивал материа­лы для своего проекта, в том числе из других проектов, которые были намного более востребованы в войне. Будучи во главе «Ман­хэттенского проекта», Гровс столько раз выходил за рамки, что если бы он не достиг успеха и бомбар­ди­ровка Хиросимы в итоге не произо­шла бы, скорее всего, после окончания войны он пошел бы под суд: тогда начали бы задавать вопросы, сколько всего ресурсов было потрачено на бомбу, которая в итоге не была задействована.


Одной из главных стратегий риска, которые маршал Берия тоже потом будет применять в советском проекте, стала работа по всем возможным направлениям сразу. Были разные варианты разработок и разные технические, инженерные и научные возможности, и заранее не было понятно, какой вариант будет более эффективным и сработает. Поэтому вместо того, чтобы выяснить, делать плутониевую бомбу или урановую, делать атомный реактор на уране с графитом или атомный реактор на уране с тяжелой водой в качестве замедлителя, Гровс в качестве главного организационного принципа выбрал принцип делать сразу все. 


В этом смысле действительно очень показательно сравнивать Гровса с Берией, потому что Берия во многом организовывал советский проект по аналогичным принци­пам менеджмента. Для него главной пробле­мой тоже была минимиза­ция возможности ошибки: нужно попытаться сделать так, чтобы вероятность неудачи была как можно меньше. Сколько ресурсов при этом будет затрачено, его волновало мало — и советская бомба в итоге тоже будет создана с огром­ными жертвами, перезатратой усилий, средств, и материалов. А по времени работа займет примерно столько же, сколько и работа над американской атомной бомбой в «Манхэттенском проекте», то есть примерно четыре года.


Для Берии, как и для Гровса, фактор времени был одним из самых важных. Для Советского Союза проблема, которую создала монопо­лия американцев на атомное вооружение, была даже не столько военной. В первые несколько лет, до 1950 года, количество атомных бомб, которые находились в распоря­жении Соединенных Штатов, еще было относительно незначительным. Пока Советский Союз не обладал своей собствен­ной бомбой, вероятность атомной атаки со стороны Америки оценивалась как сравнительно низкая. И даже если бы она произошла, количества атомных бомб не хватало на то, чтобы это оружие действи­тельно стало решающим. Советский Союз уже знал, к каким уровням разрушения приводят современные войны, и по масшта­бам уже пережитых разрушений несколько атомных бомб не казались настолько уж опасными по крайней мере в ближайшее время.


Сейчас совершенно естественно считать, что ядерное оружие — это оружие массового поражения и, по сути, средство геноцида. Практи­чески нет военных объектов, которые могут стать целью атомного оружия. Единственное, для чего атомная бомба реально существует и может приме­няться, — это для уничтожения города с миллионным населением.


Поэтому было понятно, что в 1945 году, после первого использования атомного оружия, история войны и вооружения перешла на совершенно новый уровень, но с чисто военной точки зрения у этого явления есть определенная сложность. Военные генералы того времени не были сильно воодушевлены атомной бом­бой, и для них ее ценность была не настолько большой, как это представляется сейчас. 


Связано это было с тем, что к концу Второй мировой войны генералы научи­лись уничто­жать население настолько эффективно, что могли делать это и без атомного оружия. Так называемые стратегические бомбарди­ровки могли уничтожить город с миллион­ным населением — и уничтожали. Наиболее известна бомбардировка Дрездена в Германии в феврале 1945 года, где, по раз­ным оценкам, хотя в данных случаях они всегда приблизительные, количество жертв соотносилось с жертвами атомных бомбардировок Хиросимы и Нага­саки.


С точки зрения военных, циников и убийц, атомная бомба не давала им больше того, что уже было у них в руках. Разницу видели скорее в том, что без атомной бомбы надо было бы использовать несколько сотен бом­бар­дировщиков и тыся­чи обычных и зажи­гательных бомб и бомбить в течение целого дня, а количе­ство жертв среди пилотов и потерь бомбардировщиков тоже было бы замет­ным и значитель­ным. В случае атомной бомбардировки примерно такого же результата можно было добиться с помощью одного или двух бомбардиров­щиков и одного успешного бомбометания. В этом смысле нельзя сказать, что атомные бомбардировки очень сильно повысили бы крими­наль­ность того, что и так происходило на Земле в тот момент.


Но очень важно было символическое значе­ние атомного оружия. По крайней мере, в 1945 году главной проблемой для Совет­ского Союза было то, что амери­канцы будут использовать свою монополию на атомную бомбу в дипло-мати­ческих целях. Наличие атомного оружия у Америки довольно сильно повлияло на невозможность перего­воров после окончания Второй мировой и в этом смысле способствовало быстрому переходу к состоянию холодной войны.   


другие материалы на эту тему

 

Чтение на 15 минут: «Хиросима»

Фрагмент репортажа Джона Херси о шести выживших в Хиросиме

 

Голос дня: Эйнштейн — о войне и мире

Речь, произнесенная через четыре месяца после бомбардировки Хиросимы и Нагасаки



Материал подготовлен при поддержке Госкорпорации «Росатом»


Николай Полисский: «В искусстве было все, не было только тебя»

Новая серия документального сериала «‎Художник говорит» — об основоположнике русского ленд-арта. А также материал о 10 его главных работах

Хотите быть в курсе всего?

Подпишитесь на нашу рассылку, вам понравится. Мы обещаем писать редко и по делу

Курсы

Все курсы

Спецпроекты

Аудиолекции

24 минуты

1/5

Ядерная физика от открытия нейтрона до создания атомного оружия

Как Нобелевская академия ошиблась с лауреатом и почему генералам не была нужна атомная бомба

Читает Алексей Кожевников

Как Нобелевская академия ошиблась с лауреатом и почему генералам не была нужна атомная бомба

43 минуты

2/5

История советской атомной бомбы

Как ученые и военные за четыре года построили новую промышленность, а рабочие за одну ночь — бассейн

Читает Галина Орлова

Как ученые и военные за четыре года построили новую промышленность, а рабочие за одну ночь — бассейн

27 минут

3/5

Что такое мирный атом

Как ядерная энергетика связана с выращиванием картошки и что продавали в магазине изотопов

Читает Галина Орлова

Как ядерная энергетика связана с выращиванием картошки и что продавали в магазине изотопов

24 минуты

4/5

Физики как официальные советские культурные герои

Откуда взялся спор физиков и лириков и при чем тут Фауст и Мефистофель

Читает Илья Кукулин

Откуда взялся спор физиков и лириков и при чем тут Фауст и Мефистофель

24 минуты

5/5

Физики как самые свободные люди в СССР

Как закрытые города стали внутренним Западом и куда смотрела партия

Читает Роман Хандожко

Как закрытые города стали внутренним Западом и куда смотрела партия

Материалы

Дресс-код советского физика-ядерщика (в 110 фотографиях)

Что носили работники одной из самых закрытых отраслей советской промышленности

Путеводитель по закрытому городу ядерщиков

Город-сад за колючей проволокой, или Как жили создатели советского атомного проекта

Радиоактивной пастой правда чистили зубы? Ядерный тест на доверчивость

Проверьте себя и найдите все верные утверждения

Правила жизни Андрея Сахарова

Об атомной бомбе, Берии и религиозности

О проектеЛекторыКомандаЛицензияПолитика конфиденциальностиОбратная связь

Радио ArzamasГусьгусьСтикеры Arzamas

ОдноклассникиVKYouTubeПодкастыTwitterTelegramRSS

История, литература, искусство в лекциях, шпаргалках, играх и ответах экспертов: новые знания каждый день

© Arzamas 2022. Все права защищены

До повышения стоимости подписки осталось

.

Успейте купить сейчас

.

Дж. Роберт Оппенгеймер — Ядерный музей

Дж. Роберт Оппенгеймер (1904-1967) был американским физиком-теоретиком. Во время Манхэттенского проекта Оппенгеймер был директором Лос-Аламосской лаборатории и отвечал за исследования и разработку атомной бомбы. Его часто называют «отцом атомной бомбы».

К тому времени, когда осенью 1942 года был запущен Манхэттенский проект, Оппенгеймер уже считался выдающимся физиком-теоретиком и был глубоко вовлечен в изучение возможности создания атомной бомбы. Весь предыдущий год он занимался исследованием быстрых нейтронов, рассчитывая, сколько материала может понадобиться для бомбы и насколько она может быть эффективна.

Хотя у Оппенгеймера было мало управленческого опыта и некоторые неприятные связи с коммунистами в прошлом, генерал Лесли Гроувс признал его исключительный научный талант. Менее чем через три года после того, как Гроувз выбрал Оппенгеймера для руководства разработкой оружия, Соединенные Штаты сбросили на Японию две атомные бомбы. Как директор Лос-Аламосской лаборатории Оппенгеймер оказался необыкновенным выбором.

Оппенгеймер был женат на ботанике Китти. У них было двое детей, Питер и Тони.

 

Молодость

Оппенгеймер родился 22 апреля 1904 года. Семья Оппенгеймера была частью Общества этической культуры, порождения американского реформистского иудаизма, основанного и возглавляемого в то время доктором Феликсом Адлером. Прогрессивное общество делало упор на социальную справедливость, гражданскую ответственность и светский гуманизм. Доктор Адлер также основал Школу этической культуры, куда Оппенгеймер поступил в сентябре 1911 года. Его академические способности проявились очень рано, и к 10 годам Оппенгеймер изучал минералы, физику и химию. Его переписка с Нью-Йоркским минералогическим клубом была настолько продвинутой, что Общество пригласило его прочитать лекцию, не зная, что Роберт был двенадцатилетним мальчиком.

Он окончил школу с отличием в 1921 году, но заболел почти смертельной дизентерией и был вынужден отложить поступление в Гарвард. После нескольких месяцев прикованности к постели родители организовали для него лето 1922 года в Нью-Мексико, пристанище для тех, кто ищет здоровья.

Роберт остановился на ранчо в 25 милях к северо-востоку от Санта-Фе с учителем средней школы Гербертом Смитом в качестве компаньона и наставника. Оттуда он совершал пяти- или шестидневные конные прогулки по пустыне. Этот опыт восстановил здоровье Оппенгеймера и привил глубокую любовь к пустынной местности.

Оппенгеймер поступил в Гарвард в сентябре 1922 года. Он окончил его через три года, отличившись по целому ряду предметов. Хотя Оппенгеймер специализировался в области химии, в конце концов он понял, что его настоящей страстью является изучение физики.

В 1925 году Оппенгеймер начал свою дипломную работу по физике в Кавендишской лаборатории в Кембридже, Англия. Дж. Дж. Томсон, получивший в 1906 году Нобелевскую премию по физике за открытие электрона, согласился принять Оппенгеймера в качестве студента. В Кавендише Оппенгеймер понял, что его талант связан с теоретической, а не экспериментальной физикой, и принял приглашение Макса Борна, директора Института теоретической физики Геттингенского университета, учиться вместе с ним в Германии.

Оппенгеймеру посчастливилось оказаться в Европе в поворотный момент в мире физики, когда европейские физики разрабатывали новаторскую теорию квантовой механики. Оппенгеймер получил докторскую степень в 1927 году и стал профессором Калифорнийского университета в Беркли и Калифорнийского технологического института. В Беркли он подружился с Эрнестом Лоуренсом, одним из ведущих мировых физиков-экспериментаторов и изобретателем циклотрона. Лоуренс назвал своего второго сына в честь Роберта.

 

Более поздние годы

После войны Оппенгеймер стал советником Комиссии по атомной энергии, лоббируя международный контроль над вооружениями. Начиная с 1947 года Оппенгеймер руководил Институтом перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, где собирал великих ученых. «То, что мы не понимаем, мы объясняем друг другу».

Его допуск к секретным материалам был отозван в 1954 году на слушаниях во время Второй красной паники. Старые симпатии Оппенгеймера к коммунистам были извлечены, и его допуск был аннулирован всего за 32 часа до истечения срока его действия. Оппенгеймер нажил себе политических врагов, выступая против разработки водородной бомбы, и отзыв разрешения лишил его политической власти. Научное сообщество было возмущено обращением с Оппенгеймером и поносило Эдварда Теллера, который свидетельствовал против него на слушаниях. Для получения дополнительной информации см. Слушание по вопросам безопасности Oppenheimer.

Вместе с Альбертом Эйнштейном, Бертраном Расселом и Джозефом Ротблатом он основал Всемирную академию искусства и науки в 1960 году. Он продолжал читать лекции по всему миру и в 1963 году был удостоен премии Энрико Ферми. Он умер от рака горла в 1967 году.

Хронология Дж. Роберта Оппенгеймера

1904 22 апреля Родился в Нью-Йорке, штат Нью-Йорк.

19:11 Сентябрь Поступил в Школу этической культуры в Нью-Йорке.

1921 Окончил выпускной класс средней школы с отличием.

1922 После того, как он был прикован к постели из-за дизентерии, провел лето в Нью-Мексико, чтобы восстановить силы.

1922 Поступил в Гарвардский университет.

1925 Начал работу в аспирантуре по физике в Кавендишской лаборатории в Кембридже, Англия, под руководством Дж. Дж. Томсона.

1926 Перешел из Кавендишской лаборатории в Геттингенский университет, чтобы закончить аспирантуру у Макса Борна.

1927 Получил докторскую степень. по физике Геттингенского университета.

1927 Поступил на факультет Калифорнийского университета в Беркли и Калифорнийского технологического института.

1942 Янв Организовал программу по теоретической физике быстрых нейтронов в Калифорнийском университете в Беркли.

1942 Июнь Присоединился к Чикагской Метеорологической Лаборатории, чтобы возглавить работу по физике быстрых нейтронов и подготовил план всей программы по нейтронной физике.

1942 июль 1942 сен Собрал теоретическую группу в Беркли для изучения принципов конструкции бомбы. Появился как естественный лидер.

1942, 29 сентября Предложил создать «лабораторию быстрых нейтронов» для изучения физики быстрых нейтронов и разработки проектов атомной бомбы.

1942 15 октября Генерал Лесли Р. Гроувс попросил Дж. Роберта Оппенгеймера возглавить проект Y, который должен был стать новой центральной лабораторией для исследований и проектирования физики оружия.

1942 19 октября Ванневар Буш одобряет назначение Оппенгеймера на встрече с Оппенгеймером и генералом Гровсом.

1942 16 ноября Генерал Гровс и Оппенгеймер посещают столовую гору Лос-Аламос, штат Нью-Мексико, штат Нью-Мексико, и выбирают ее в качестве «Зона Y».

19431945 Директор Лос-Аламосской лаборатории.0002 16 июля 1945 К его огромному облегчению, он стал свидетелем успешного испытания Тринити.

19:45 16 октября Уходит в отставку с поста директора Лос-Аламосской лаборатории, принимая должность в Калифорнийском технологическом институте.

1947 Стал директором Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси.

1954 29 июня Комиссия по атомной энергии США отозвала допуск к секретным данным Оппенгеймера всего за 32 часа до истечения срока его действия.

1963 2 декабря Получил премию Энрико Ферми.

1967 февраля 18 Умер в Принстоне, Нью-Джерси.

История атомной бомбы > Отдел исторической поддержки ВВС > Информационные бюллетени

 

История атомной бомбы началась примерно на рубеже веков, когда небольшое число физиков начали думать, обсуждать и публиковать статьи о явлении радиоактивности, поведении альфа-частиц и свойствах различных материалов при облучении. . Первоначально среди этих лиц были известные ученые, такие как Эрнест Резерфорд из Новой Зеландии и Великобритании, Нильс Бор из Дании, Пьер и Мария Кюри из Франции и Альберт Эйнштейн из Германии. Позже к «ядерной группе» присоединились Лео Силард из Венгрии, Отто Хан из Германии, Михаэль Поленьи из Венгрии, Вальтер Боте из Германии, Лизе Мейтнер из Австрии, Хантаро Нагаока из Японии и другие представители столь же разного происхождения.

К началу 1900-х годов эти ученые изучали структуру атома, отклонение и рассеяние альфа-частиц. В 1908 г. Резерфорд показал, что альфа-частица на самом деле представляет собой атом гелия; в 1911 году он объявил, что обнаружил, что ядро ​​атома представляет собой мельчайшую, но концентрированную массу, окруженную электронами на орбитах. К 1930-м годам ученые-ядерщики исследовали революционную концепцию расщепления атома урана нейтроном.

Начало 1930-е годы ознаменовались ростом антисемитизма в Германии и России. Гитлер стал канцлером Германии в 1933 году, и нацисты начали отменять гражданские права немецких евреев и начинать свою кампанию преследований. Немецкие ученые-евреи поняли, что нацисты представляют смертельную угрозу, и начали эмигрировать, в основном в США. Среди эмигрантов 1930-х годов были Эйнштейн, Теодор фон Карман, Джон фон Нейман, Юджин Вигнер, Лео Силард, Ганс Бете, Эдвард Теллер, Лиза Мейтнер, Энрико Ферми и многие другие. Хотя Энрико Ферми и не был евреем, он женился на еврейке и боялся и презирал антисемитизм Муссолини. Эти эмигранты продолжили свои исследования и дискуссии в США и Великобритании.

К 1939 году мысли ученых-ядерщиков продвинулись к таким предметам, как деление атомов урана и вызывание цепной реакции, особенно в изотопе U235, когда материал бомбардируется нейтронами; сравнительная эффективность медленных нейтронов по сравнению с быстрыми нейтронами в достижении цепной реакции; и возможные методы отделения U235 от U238 в природном уране. Общеизвестна и обсуждалась возможность производства мощного атомного взрыва, производились расчеты «критической массы».

Немецкая разведка обнаружила направление ядерных исследований в США и Великобритании. Немецкое военное министерство объединило исследования под руководством своих ведущих физиков Эриха Багге, Вернера Гейзенберга и Пауля Хартека. Одним из изучаемых вопросов было использование тяжелой воды в качестве замедлителя, используемого для замедления движения вторичных нейтронов.

Летом 1939 года в Соединенных Штатах небольшое число физиков, встревоженных возможностью успешной разработки Германией атомной бомбы, решили предупредить об этом президента Рузвельта. Письмо было написано Эйнштейном и Сциллардом и передано помощнику президента генералу Эдвину Уотсону Александром Саксом, экономистом и писателем, у которого были дружеские отношения с Рузвельтом. Саксу назначили встречу с президентом, которому он прочитал письмо Эйнштейна. В письме описывались новые мощные бомбы, которые могли быть изготовлены, и рекомендовалось правительству США ускорить экспериментальные работы, которые в настоящее время ведутся. Эйнштейн закончил свое письмо, заявив, что понимает, что Германия прекратила продажу урана с чехословацких рудников и что Карл фон Вайцакер, очень уважаемый немецкий ученый, был прикомандирован к Институту кайзера Вильгельма в Берлине, где повторялись американские работы по урану. Эти последние замечания отражали обеспокоенность американских ученых-ядерщиков немецкими возможностями.

Встреча с Рузвельтом состоялась 11 октября 1939 года. В последующие месяцы в различных департаментах правительства США были созданы комитеты по ядерной тематике, продолжались исследования и межведомственное согласование результатов. В 1941 году Джеймс Брайант Конант открыл офис связи между британским правительством и Национальным исследовательским советом по вопросам обороны США. Японская бомбардировка Перл-Харбора 7 декабря 1941 года ускорила разработку атомной бомбы в США.

Весной 1942 года было принято решение об объединении разработок в Чикаго. Задача состояла в том, чтобы к концу года произвести цепную ядерную реакцию. Ферми и его коллеги переехали из Нью-Йорка, где они использовали ресурсы Колумбийского университета, и начали работу на территории Чикагского университета. Чтобы построить экспериментальную «кучу», чтобы продемонстрировать возможность управляемой цепной реакции, Ферми собрал компоненты (6 тонн урана и 250 тонн графита для использования в качестве замедлителя) на корте для сквоша на заброшенном стадионе Чикагского университета. В качестве метода контроля использовались кадмиевые стержни с ручным управлением. Во второй половине дня 2 декабря 19 г.42, когда 42 наблюдателя наблюдали за приборами и слушали щелканье счетчиков нейтронов, котел достиг критичности, т. е. самоподдерживающейся ядерной реакции, продолжавшейся 4 1/2 минуты, пока стержни не были снова вставлены.

Ранее, весной и летом 1942 года, ученым-ядерщикам и их руководителям в США стало известно о новом материале, созданном нейтронной бомбардировкой урана-238. Этот материал был назван плутонием его первооткрывателем Гленном Сиборгом. Использование плутония для бомб имело бы несколько преимуществ по сравнению с U235: большая взрывная мощность, меньшие размеры и вес, а также более простое производство. Его атомное обозначение стало Pu239..

В Германии теоретические знания атомной физики и потенциальное применение этой науки к оружию были на одном уровне с Великобританией и Соединенными Штатами. Однако немецким ученым мешала нехватка материалов и средств. Разработки с дальним применением неизбежно получали приоритет после тех, которые приносили непосредственную пользу военным усилиям. Альберт Шпеер в июне 1942 года обсуждал с Гитлером возможность разработки атомной бомбы, но без четких выводов. Немецкие исследования будут продолжены, но без акцента на вооружении. Разведка союзников не знала об этой ситуации.

Британцы были обеспокоены приобретением Германией тяжелой воды, производимой в Веморке на юге Норвегии. Попытка британцев саботировать установку с помощью планера в ноябре 1942 года потерпела неудачу из-за сочетания плохого планирования и плохой погоды. В феврале 1943 года группа норвежских коммандос предприняла еще одну попытку, и им удалось разрушить большую часть завода, прервав производство на много месяцев. Осенью 1943 года англичане получили известие о том, что завод возобновил производство тяжелой воды. Усиление безопасности там нацистами исключило еще одну попытку саботажа, и британо-американские представители в Вашингтоне одобрили точную бомбардировку. 16 ноября, 1943-го атака была совершена 140 B-17 из Восьмой воздушной армии. Электростанция была разрушена, а электролизная установка повреждена, что привело к остановке завода. Нацисты решили провести восстановление в Германии и планировали перевезти по железной дороге и на пароме оставшееся оборудование и существующую тяжелую воду. Британцы решили саботировать паром, который будет задействован. Попытка диверсии была успешно предпринята норвежской командой из трех человек 20 февраля 1944 года, когда паром и его груз были отправлены на дно норвежского озера. После войны член артиллерийского управления немецкой армии утверждал, что потеря производства тяжелой воды в Норвегии была основным фактором, помешавшим Германии создать самоподдерживающийся атомный реактор.

В Японии военные начали исследования атомной бомбы. Генерал Такео Ясуда, директор Научно-исследовательского института авиационной техники Императорской армии Японии, следил за международной научной литературой и в 1938 и 1939 годах заметил открытие ядерного деления. Он поручил своему помощнику, подполковнику Тацусабуро Судзуки, подготовить отчет. Судзуки сообщил еще в октябре 1940 года и пришел к выводу, что у Японии есть доступ к достаточному количеству урана в Корее и Бирме, чтобы сделать атомную бомбу.

Ясудо обратился к японским физикам, которые работали с Нильсом Бором и Эрнестом Лоуренсом и построили циклотрон в лаборатории в Токио. В апреле 1941 года ВВС Императорской армии санкционировали исследования по созданию атомной бомбы.

Во время войны ядерные усилия Японии серьезно пострадали из-за последствий войны для их промышленной экономики. К концу 1944 года многие японские ученые, в том числе, вероятно, их ведущий физик Йошио Нисина, поняли, что они не смогут создать бомбу вовремя, чтобы повлиять на исход войны.

В Советском Союзе работы по созданию атомной бомбы начались в 1939 году. Ведущий советский физик Игорь Курчатов предупредил свое правительство о военном значении ядерного деления. Немецкое вторжение в июне 1941 года временно приостановило ядерную программу и вызвало изменение приоритетов исследований в ущерб атомным бомбам, по крайней мере, на время. После переоценки советским атомным сообществом работа над программой создания оружия возобновилась к началу 1943 года. завершил свою демонстрацию возможности управляемой цепной реакции. 19 сентября42 Ответственность за управление Манхэттенским проектом была возложена на Лесли Р. Гроувза, полковника (вскоре получившего повышение) инженерного корпуса. Одним из первых важных решений Гроувза было выбрать Ок-Ридж, штат Теннесси, в качестве площадки для заводов по разделению изотопов, чтобы производить U235 из U238 в количествах, достаточных для атомных бомб.

Гровс планировал использовать две конкурирующие технологии для процесса разделения: электромагнитную и газодиффузионную. Электромагнитный процесс потребовал использования массивных магнитов, чтобы отделить более легкий U235 от более тяжелого U238. В процессе газовой диффузии использовался пористый барьер, через который должен был прокачиваться газообразный гексафторид урана; более легкие молекулы урана-235 проходили бы легче, чем более тяжелые молекулы урана-238, и их можно было бы собрать с помощью химического процесса.

Строительство подрядчиком не вызвало необычных трудностей, но общенациональный дефицит меди для массивных магнитов для электромагнитной системы должен был быть решен за счет использования серебра, которое поступило из Депозитария Казначейства США в огромных количествах. К октябрю 1943 года система была готова к испытаниям. Однако вскоре стало очевидно, что магниты страдают от многочисленных коротких замыканий, вызванных дефектами конструкции и изготовления. Все 48 магнитов пришлось перестроить. Окончательно система была готова к работе 19 января.44.

Потребуются тысячи диффузионных резервуаров для газодиффузионного процесса. Выбор подходящего барьерного материала был непростой задачей, вызывавшей споры среди приверженцев конкурирующих подходов. В конце концов Гровс решил передать дело на рассмотрение британо-американскому комитету, который ратифицировал уже принятое им решение об использовании новой, но более совершенной конструкции, которая еще больше задержит производство. Решение Гроувса было принято в начале января 1944 года. В начале 1945 года Ок-Ридж начал поставки U235 оружейного класса в Лос-Аламос, где велась разработка оружия.

В начале 1943 года Гровс выбрал Хэнфорд, штат Вашингтон, в качестве площадки для производства плутония. Выбор Хэнфорда вместо Ок-Риджа был основан на удаленности первого, что препятствовало катастрофическим последствиям в случае ядерной аварии. Существовали серьезные проблемы с проектированием, подбором персонала и строительством, но к февралю 1944 года основные здания были готовы для установки первой ядерной установки. Массовое производство плутония началось в декабре 1944 года.42, была создана лаборатория по разработке бомб. Генерал Гровс поддерживал Роберта Оппенгеймера в качестве директора, хотя армейская контрразведка возражала из-за бывших друзей Оппенгеймера, которые были членами Коммунистической партии. Гровсу удалось убедить Ванневара Буша, главу Управления научных исследований и разработок, что никто другой не может быть лучшим выбором. И Гровс, и Оппенгеймер договорились, что местом проведения будет Лос-Аламос, штат Нью-Мексико. Это место находилось на территории школы для мальчиков, расположенной на скалистом плато в тридцати пяти милях к северо-западу от Санта-Фе. Комплектование и строительство началось в начале 1943. Удаленность места затруднила набор квалифицированного персонала, но Оппенгеймер смог апеллировать к патриотизму большинства кандидатов.

Было два возможных подхода к конструкции бомбы. Первый заключался в том, чтобы достичь критической массы и, как следствие, ядерного взрыва путем очень быстрого соединения двух докритических половин и инициирования источника нейтронов. Этот подход был назван «типом пистолета», поскольку в системе использовалась трубка, в которой две половины стреляли навстречу друг другу. В другом, более новом подходе использовался шар (называемый ядром) из расщепляющегося материала, окруженный несколькими линзами взрывчатого вещества, которые при детонации сжимали шар до критической массы. Нейтронный инициатор располагался в центре активной зоны. Этот подход получил название метода имплозии. Пистолетный тип считался более надежным; метод имплозии требовал одновременной детонации линз и был относительно рискованным.

В начале 1944 года армейские ВВС начали свою программу по развитию возможностей доставки с использованием самолетов B-29. B-29 был логичным выбором ввиду его большой дальности полета, превосходных высотных характеристик и способности нести атомную бомбу, которая, как предполагалось, должна была весить от 9000 до 10 000 фунтов. В марте и снова в июне бомбардировщики B-29 сбрасывали макеты атомных бомб на базу армейских ВВС Мюрок в Калифорнии для проверки механизма сброса. В августе семнадцать B-29 вошли в программу модификации на заводе Glenn L. Martin в Омахе, штат Небраска, чтобы применить уроки, извлеченные в Muroc. В том же месяце было принято решение подготовить специальную группу для доставки первых атомных бомб; и эскадрилья, базировавшаяся в то время в Фэрмонте, штат Небраска, для подготовки к командировке в Европу, была выбрана для формирования ядра новой организации, получившей обозначение 509-й.й Композитная группа. В конце августа генерал «Хэп» Арнольд, командующий ВВС, утвердил назначение подполковника (впоследствии полковника) Пола У. Тиббетса командовать 509-м полком. Тиббетс обладал высокой квалификацией для этой должности. Он был ветераном полетов B-17 над Европой и испытаний B-29 в Соединенных Штатах. В сентябре 509-й полк переехал в Вендовер-Филд, штат Юта, и в октябре начал получать свои новые B-29. Состоялась интенсивная программа обучения 509-го полка, разработанная специально для подготовки экипажей к сбросу бомбы на большой высоте, включая маневр ухода, позволяющий избежать ударной волны, которая может повредить или уничтожить самолет. 19 мая45 509-й переброшен на предполагаемую оперативную базу Тиниан.

Президент Рузвельт умер 12 апреля 1945 года, и Гарри Трумэн занял пост президента и унаследовал ответственность за окончательные решения по ядерному оружию. Первый касался планов сбросить атомную бомбу на Японию. Целевой комитет, состоящий из заместителя Гроувса, двух офицеров армейских ВВС и пяти ученых, в том числе одного из Великобритании, собрался в Вашингтоне в середине апреля 1945 года. Их первоначальное намерение состояло в том, чтобы выбрать города, которые ранее не сильно пострадали от бомбардировок. Двадцатая воздушная армия провела бомбардировочную кампанию с применением обычного оружия, но таких нетронутых целей стало не хватать. Наконец, они предварительно выбрали 17 городов, в список которых вошли Хиросима и Нагасаки.

В течение нескольких лет среди ученых и политических лидеров существовали разногласия по поводу морали и необходимости использования атомных бомб против Японии. Однако нельзя было игнорировать фанатизм японских солдат, проявленный на Тиниане, Иводзиме, Окинаве и других островах Тихого океана. Вторжение в Японию было бы чрезвычайно трудным и неизбежно привело бы к гибели тысяч американцев, а также японцев, гражданских лиц и военных.

Следующим шагом в разработке оружия было проведение боевого испытания ядерного взрыва. Место должно было находиться в заросшей кустарником зоне полигона для бомбардировок Аламогордо в двухстах милях к югу от Лос-Аламоса. Испытание получило название «Троица». После мучительных часов транспортировки, установки и сборки, включая множество предупредительных забот, имплозионная бомба с использованием плутония была установлена ​​в башне и взорвана 16 июля. 45. Расчетный выход составил 18,6 тыс. тонн.

Незадолго до испытаний Тринити крейсер U.S.S. Индианаполис вылетел из Сан-Франциско, неся большую часть компонентов того, что должно было стать первой атомной бомбой, сброшенной на Японию. Бомба представляла собой пушечное оружие под названием «Малыш». Его пунктом назначения был Тиниан, где базировалась 509-я композитная группа. Другие компоненты Little Boy были доставлены с базы армейских ВВС в Альбукерке на Тиниан на самолете C-54. Компоненты другой бомбы, имплозивного оружия под названием «Толстяк», предназначенного для сброса на второй японский город, также были доставлены на Тиниан на самолетах C-54 и B-29.самолет.

Директива об использовании атомной бомбы была отправлена ​​генералу Карлу Спаацу, командующему Стратегическими ВВС на Тихом океане. Директива была одобрена военным министром Генри Стимсоном и начальником штаба армии Джорджем Маршаллом, а также, предположительно, президентом Трумэном. В нем перечислены цели, подлежащие атаке, в том числе Хиросима и Нагасаки; и это упомянуло о возможном использовании более чем одной бомбы. Хиросима была промышленным районом с рядом военных объектов. Нагасаки был крупным портом с судостроительными и судоремонтными предприятиями. В целом участники решения о применении нескольких бомб считали, что такое применение усилит психологическое воздействие на японское правительство и будет способствовать прекращению войны без необходимости вторжения, что является первостепенной задачей.

6 августа 1945 года B-29 Enola Gay с Маленьким Боем, пилотируемый командиром 509-й составной группы полковником Полом Тиббетсом, сбросил бомбу на Хиросиму, разрушив большую часть города и унеся жизни 140 000 человек. Погода над целью была удовлетворительной, и бомбардир майор Томас Ферреби смог использовать визуальный заход на посадку. Точка взрыва бомбы находилась примерно в 550 футах от точки прицеливания, моста Айой, легко идентифицируемого места недалеко от центра города. Мощность бомбы составляла 12,5 кт.

9 августа другой B-29, Bock’s Car, пилотируемый майором Чарльзом Суини, сбросил Толстяка на Нагасаки. Основной целью «Автомобиля Бока» был город-арсенал Кокура, но условия облачности потребовали выбора вторичной цели, Нагасаки. Доставка бомб прошла успешно, хотя из-за разрыва облачного покрова потребовался частичный радар и частичный визуальный заход на посадку. Число погибших в Нагасаки составило примерно 70 000 человек, меньше, чем в Хиросиме, из-за крутых холмов, окружающих город. Урожайность составила 22 тыс. тонн.

15 августа император Японии сообщил о своем принятии Потсдамской прокламации, в которой 26 июля 1945 года были изложены условия союзников по прекращению войны. В своем обращении к нации император упомянул, что американцы «начали применять новую и самую жестокую бомбу, сила которой наносит поистине неисчислимый ущерб» и что это, наряду с «военной обстановкой», стало причиной за то, что он принял условия капитуляции.

Библиография

Родс, Ричард. 1987. Создание атомной бомбы . Саймон и Шустер.
Тиббетс, Пол В.