Меню

Создание атомных бомб странами

Ядерная бомба — история появления ядерного оружия

Ядерная бомба — самое мощное оружие, придуманное человечеством. Два атомных взрыва, прогремевшие над Хиросимой и Нагасаки (6 и 9 августа 1945 г.) стали моментом, переломившим историю цивилизации, изменившим мировоззрение людей и политику государств.

Первый взрыв стал практическим результатом трехлетних усилий американских ученых, но о возможности военного применения атомных реакций теоретики задумались гораздо раньше.

История создания оружия

Теоретические начала военного применения атомного распада были заложены открытием радиоактивности семьей Кюри (1898 г.), работами Э. Резерфорда (1911 г.). Практически ядро атома сумели расщепить ирландец Э. Уолтон и англичанин Д. Кокрофт (1932 г.) в Кембридже. В английском Бирмингемском университете О. Фриш и Р. Пайерлс (1939 г.) теоретически рассчитали критическую массу урана, необходимую для взрыва бомбы. Она составила 10 килограммов урана -235. Работы по конструированию атомной бомбы США и Германия начали практически одновременно (август, сентябрь 1939 г.). Но Германия, не имевшая собственных запасов урановой руды и занятая военными действиями, не могла уделять первоочередного внимания ядерному оружию. Работы В. Гейзенберга по строительству ядерного реактора двигались медленно. Из пяти методов разделения изотопов эффективным оказался только один. Практическому эксперименту получения цепной реакции (январь 1945 г.) помешал демонтаж оборудования, который провели под угрозой приближения советских войск.

Американская программа

В США над ядерной программой, запущенной письмом Л. Силарда, Ю. Вигнера, А. Эйнштейна президенту, работали не только американские физики. Использовались работы немецких физиков-эмигрантов Теллера, Бете, Блоха, Фукса, датчанина Н. Бора. Прорывным моментом проекта стало строительство под руководством Энрико Ферми Лос-Аламосского реактора, позволившего получить оружейный плутоний и уран. Перед этим итальянец, эмигрировавший в США из-за преследования евреев (1939 г.), теоретически доказал замедление нейтронов, разработал уран-графитовую схему реактора, провел практические эксперименты по получению самоподдерживающейся цепной реакции.

Энрико Ферми читает лекцию в Чикагском институте ядерных исследований

Такие масштабные работы, как создание оружия совершенного нового типа, не по силам одному человеку или небольшому коллективу ученых. В американском «Манхеттенском проекте» работало более 100000 человек, из которых 40000 составляли ученые, техники, женщины-вычислители. Тем не менее, американцы считают «отцом бомбы» Роберта Оппенгеймера.

В лаборатории Лос-Аламоса Оппенгеймер руководил научной частью проекта, координировал работы ученых, За организацию строительства, секретность, охрану отвечал генерал Л. Гровс, впоследствии — главный инициатор ядерной бомбардировки Японии. К началу работы над ядерным проектом Р. Оппенгеймер был автором ряда научных работ по квантовым переходам, гравитационному коллапсу, расчету свойств мезонов, доказательству теоремы Эренфеста — Оппенгеймера.

ЭТО ИНТЕРЕСНО. Результаты практического применения атомного оружия настолько поразили Р. Оппенгеймера, что он стал активным противником военного использования атома. Высказывания ученого о необходимости сдерживания, ограничения ядерной гонки привели к отстранению Оппенгеймера от секретных программ Соединенных Штатов (1954 г.).

Сырьем для получения урана-235 была урановая руда из конголезского рудника бельгийской компании. Количество руды, вывезенной перед затоплением рудника в США, было ограничено. Использовать технологию разделения разных изотопов урана на центрифуге не удалось. Для получения чистого урана-235, вступающего в реакцию расщепления, были использованы газовая диффузия, электромагнитное разделение, термодиффузия. К запланированному сроку (лето 1945 г.) очищенного урана-235 хватало только для снаряжения одной бомбы, названной «Малышом». Для подрывного устройства «Малыша» применили пушечную схему, при которой критическая масса заряда достигалась соединением двух блоков докритической массы при помощи порохового заряда. В срабатывании пушечной схемы конструкторы не сомневались, поэтому испытания единственной бомбы не проводились. Подобных трудностей не было при производстве плутония-239. Его получали из урана-238, которого было накоплено достаточно. Плутониевые заряды были изготовлены для двух бомб, названных «Штучка» и «Толстяк». Но пушечная схема для плутониевых зарядов была непригодна. Конструкторам пришлось использовать имплозивную схему подрыва, при которой десятки взрывных линз сжимали фрагменты оружейного плутония до критической массы.

Первые испытания, практическое применение ядерного оружия

Первое испытание безоболочечной бомбы «Штучка» (16 июля 1945 г.), получившее шифр «Тринити», американцы провели на полигоне Аламогордо. Наземный взрыв устройства показал мощность, равную подрыву 21 тысячи тонн тротиловой взрывчатки. Для испытательного подрыва была выбрана безжизненная, ненаселенная пустыня Нью-Мексико. Кроме человеческих жертв, несколько ученых опасались возникновения бесконтрольной реакции выгорания кислорода в атмосфере Земли.

Взрыв «Штучки» в проекте «Тринити»

Читайте также:  Как узнать покинул человек страну или нет

Температура на месте взрыва расплавила кварцевые породы в зеленую стекловидную массу, получившую название «тринитит».
Ободренное успехом, правительство США отдало приказ подготовить ядерные боеприпасы к сбросу на Японию. Урановый и плутониевый заряды «одели» в оболочки авиабомб. При этом «Толстяк», из-за имплозивной конструкции подрыва, по размеру и весу был значительно больше «Малыша».

Макеты «Толстяка» и «Малыша» в современном музее ядерного оружия

Бомбы были оборудованы барометрическими и часовыми взрывателями, обеспечивающими воздушный подрыв заряда на высоте 500-700 метров. На обслуживании ядерного проекта работал отдельный авиационный полк под номером 509 (с 1944 г.). Именно командир этого полка Пол Тиббетс выполнил приказ военного министра (завизированный президентом Трумэном) о бомбардировке Японии.

Экипаж «Энолы Гей». Полковник Пол Тиббетс в центре (с трубкой в зубах)

Ночью 6 августа с американской авиабазы на Марианских островах вылетела группа самолетов в составе основного бомбардировщика B-29 (номер 44-86292, название «Энола Гей»), трех разведчиков, двух самолетов аэрофотосъемки, запасного бомбардировщика. Через 6 часов полета, пролетев около 2500 миль, группа достигла берегов Южной Японии. Высланные вперед разведчики сообщили об отсутствии облачности над Хиросимой, основной целью полета. В 8 утра «Энола Гей», пилотируемая П. Тиббетсом, сбросила урановую бомбу над центром Хиросимы.
В момент бомбардировки в Хиросиме жило до 250 тысяч человек, базировались крупные военные склады, штаб фельдмаршала С. Хаты, командующего обороной Южной Японии. В результате взрыва (мощность оценивается 10–17 килотоннами) от светового излучения, взрывной волны, огненного смерча погибло до 140 тысяч японцев, город выгорел в диаметре 2 километров.

Документальный снимок разрушений в Хиросиме

Не менее ужасающим был взрыв плутониевого заряда над Нагасаки. «Толстяка» на японский порт сбросил «В-29» под командованием майора Ч. Суини. Облачность не дала экипажу точно прицелиться, бомба была сброшена над холмами и промзоной. Поэтому, несмотря на большую мощность (21 килотонна), плутониевый заряд убил «всего» 74 тысячи японцев. Впоследствии в Японии от радиационного заражения умерло не менее 450 тысяч человек. Атомные бомбардировки не принесли немедленной капитуляции Японии, но подтолкнули СССР к объявлению войны и началу Маньчжурской операции. Только после потери Квантунской армии (разбита за 10 дней), полного освобождения Маньчжурии и севера Кореи от японских войск император согласился на капитуляцию (подписана 2 сентября 1945 г.). Но на некоторое время агрессивные военные круги США почувствовали себя монополистом, который может диктовать условия всему миру. Американские штабисты даже разработали планы «упреждающей войны» против СССР. Военные действия по плану «Троян» должны были начаться в 1950 г. Позже план скорректировали на 1957 год, для включения в него стран НАТО. Агрессивные планы остановили только первые испытания советского ядерного оружия.

Советская ядерная программа

До 1941 года советские ученые занимались теорией строения атомного ядра, цепной реакции, радиохимическими исследованиями без выхода на тему ядерного оружия. По ядерной физике проводились всесоюзные конференции, этой тематикой занимались ленинградские Радиевый институт, первый Физтех, харьковский физико-технический институт.
Первым толчком к мыслям о военном применении атомного распада стало прекращение публикаций по физике ядра в научных журналах Германии, Великобритании, США. Немецкий физик Ф. Ланге, эмигрировавший в СССР (1935 г.), в Харьковском УФТИ организовал лабораторию ударных напряжений. Еще в 1940 году Ланге и сотрудники его лаборатории В. Шпинель и В. Маслов подали Наркомату обороны СССР предложение о работах по «урановому боеприпасу», не получившее поддержки руководства. С началом войны объемы ядерных исследований были сокращены до минимума, лаборатории закрывались или эвакуировались.
К концу 1941 года в НКВД появились разведывательные донесения об интенсификации в США и Великобритании секретных разработок по атомной энергии. Советская разведка скопировала стенограмму английского «Комитета M.A.U.D.», из которой было понятно, что британские эксперты определяют реальный срок создания атомной бомбы периодом в 3-4 года. После этого ядерные исследования в СССР были засекречены, перед учеными были поставлены задачи разработки технологий очистки урана, разработке конструкции оружия.
В этой программе были изучены методы бета-спектроскопии ядер, обнаружено ядерное деление под действием космического излучения, в импульсных количествах получен препарат плутония. Полная технология выделения плутония из облученного урана была разработана Радиевым институтом (1946 г., руководитель В. Хлопин). Сотрудники ГИПХ (Н. Хованский, Я. Зильберман) создали технологическую часть для строительства радиохимического завода.
Руководителем советского атомного проекта стал И. В, Курчатов (март 1943 г.). До этого назначения сорокалетний ученый:

  • был приглашен академиком А. Иоффе в ЛФТИ (1925 г.);
  • начал заниматься атомной физикой, заведует физическим отделом, специальной лабораторией ЛФТИ (1930-1932 гг.);
  • участвует в конструировании и запуске ленинградского циклотрона (1932-1937 гг.);
  • изучает захват нейтрона протоном, открывает селективное поглощение нейтронов, резонансные явления процесса (в коллективе, 1935-1940 гг.);
  • получает ядерные константы для реакции деления урана (1939 г.);
  • теоретически доказывает возможность цепной реакции урана и тяжелой воды (1940 г.);
  • разрабатывает систему размагничивания корабельных корпусов, внедряет защиту от магнитных мин на Балтийском, Черноморском флоте (1940-1941 гг.).
Читайте также:  Сценарий народы нашей страны

На первом этапе проекта (1943-1945 гг.) Курчатовская «Лаборатория №2» проводила исследовательские работы, изучала методы получения металлического урана и карбида урана. Для этих работ Курчатов добился демобилизации из армии нужных специалистов. После американских взрывов практические работы резко ускорились.
Были построены экспериментальный реактор (на основе циклотрона, перевезенного из Ленинграда) и рабочий реактор для получения оружейного плутония (декабрь 1946 г.). Для получения изотопов урана использовалась газодиффузионная методика. На их основе в закрытой зоне «Комбинат 817» (Озерск Челябинской области) заработал промышленный реактор (июнь 1948 г.). Комбинат «Маяк» начал производство плутония по ацетатно-осадительной технологии, произвел оружейный плутоний в количестве, необходимом для первого испытания (1949 г.). Одновременно были изобретены запалы для бомб на полоний-бериллиевых источниках.
Правой рукой Курчатова в атомном проекте стал Ю. Харитон. Под его научным руководством был построен и заработал секретный КБ-11 в закрытой зоне («Кремлев», «Арзамас-75», «Арзамас-16», Саров Нижегородской области).

Игорь Васильевич Курчатов и Юлий Борисович Харитон на отдыхе в Семипалатинске

Главный конструктор засекреченного КБ-11 был занят конструированием плутониевого устройства, увеличением мощности, снижением веса бомбы, скопированной с американской схемы (полученной от советских разведчиков). При этом был найден ряд новых решений, позволивших вдвое улучшить исходные параметры американского образца.
Третьей ключевой точкой промышленного изготовления боеприпаса стало сборочное производство, организованное под Заречным (Пензенская область). Объект, проходящий по секретной документации как «Пенза-19», был построен на базе приборостроительного завода №1134. На загородных закрытых территориях, которые в обиходе назывались «Второе производство», «База оборудования» до 2002 года собирались все устройства разработки Сарова и Снежинска («Челябинск-50»).

Макет авиабомбы «РДС-2» в музее Заречного

ЭТО ИНТЕРЕСНО. В Заречном, на базе ПО «Старт», работает один из трех российских музеев ядерного оружия. Два других музея открыты в Сарове и Снежинске (дублер «Арзамаса-16» был построен под Челябинском в 1957 г.).
Испытания «РДС-1» (кодовое название наземного устройства без авиационной оболочки) были проведены на Семипалатинском полигоне в 1949 г. К утру 29 августа устройство было собрано. В 7 утра с пульта руководства была отдана команда на подрыв заряда в 20 килотонн.

Подлинный пульт запуска ядерного устройства на первых испытаниях демонстрируется в музее Сарова

На полигоне (в 170 километрах от областного центра) была построена сорокаметровая стальная вышка, По территории полигона концентрическими окружностями разместили несколько тысяч приборов и датчиков излучения. На десятикилометровом круге были построены военные фортификации, гражданские объекты (жилые дома, бетонные производственные цеха). На позициях разместили технику — танки, самолеты, орудия. В войсковых укрытиях (окопах и блиндажах) были привязаны овцы и козы. На дальнем диаметре разместились вольеры с подопытными животными (кроликами, свиньями, крысами). Все дома, мосты были разрушены или сгорели, так же как грузовики. Ударной волной перевернуло пушки и танки. Уцелели только монолитные каркасы зданий из железобетона.

Следующие этапы советской программы

По наращиванию мощности ядерного заряда СССР перегнал США уже через 7 лет. В конструкции термоядерной бомбы советские физики применили бомбардировку оболочки из урана-238 быстрыми нейтронами. Номинальная мощность трехоболочечного заряда могла составить полторы мегатонны. Но для испытаний изготовили заряд с одной оболочкой. Тем не менее, взрыв над полигоном «Сухой Нос» (Новая Земля, октябрь 1961 г.) зафиксировал мощность 58,6 килотонны.

Макет рекордной «Царь-бомбы» в натуральную величину

Раньше об этом испытании было известно только из официальных сообщений. Теперь вы можете посмотреть видео на основе архивных киносъемок, который «Росатом» рассекретил к 75-летнему юбилею создания атомной отрасли.

Бомба спускалась на 5 парашютах, чтобы бомбардировщик успел улететь до срабатывания заряда (через 188 секунд) на безопасное расстояние. При взрыве зафиксирован огненный шар (до 5 километров в диаметре), грибовидное облако, поднявшееся на 67 км (с шириной 95 км). Сейсмологи зарегистрировали пятибалльное землетрясение, ударная волна обогнула Землю трижды.

Читайте также:  Колена израиля по странам

ЭТО ИНТЕРЕСНО. Для сброса рекордного ядерного боеприпаса серийный бомбардировщик Ту-95В был модернизирован. Но машина вышла трудноуправляемой, со слишком большим взлетным весом. В серию модернизированная модель не пошла. Для новых военных доктрин использовались тактические и стратегические ракеты.

Совершенствование ядерного оружия и гонка вооружений

Реальные примеры создания ядерного оружия заставили технически развитые страны Европы, Азии запустить собственные атомные программы. До нынешнего времени ядерные испытания провели:

  • Великобритания (1952 г., 25 килотонн);
  • Франция (1960 г., 60 килотонн);
  • Китай (1964 г., 22 килотонны);
  • Индия (1974 г.,12 килотонн);
  • Пакистан (1998 г., 9 килотонн);
  • КНДР (2006 г. 2 килотонны).

Следующим типом ядерного оружия стала нейтронная бомба.

Принципиальная схема нейтронной бомбы

В основе нейтронного устройства используется маломощный термоядерный заряд. При взрыве нейтронный выброс опережает ударную волну, увеличивая радиус поражения и действуя избирательно. При взрыве нет радиационной опасности, нейтронный поток быстро рассеивается. Нейтронные заряды (включая артиллерийские) предназначены для поражения войск и населения, не разрушают технику, инфраструктурные объекты.

Топ интересных фактов

Из интересных фактов процесса изобретения и совершенствования атомного оружия можно выделить такие:

  1. Несмотря на высший уровень секретности, чертежи и технологии оружия неоднократно похищали. По соблюдению секретности на первом месте стоит Израиль. О том, что Израиль владеет ядерным оружием есть только предположения.
  2. Сложность процесса расчета имплозивной схемы подрыва плутониевой бомбы стала мощным толчком к развитию кибернетики. Идея использования для расчета электронных устройств подтолкнула изобретение компьютеров.
  3. Самое большое количество боеголовок установлено в стационарные баллистические ракеты наземного базирования. Но опаснее всего разделяющиеся боеголовки подводных ракет, которые можно запустить от морских побережий Европы, Америки с минимальным подлетным временем.

Эволюция средств доставки

Дальнейшая эволюция ядерного оружия шла по линии совершенствования средств доставки. Подлетное время высотных стратегических бомбардировщиков исчислялось часами полета. К тому же они быстро стали доступными высотным перехватчикам и зенитным ракетам.
Советские оружейники оказались и от ядерного артиллерийского снаряда.

Макет тяжёлого снаряда, из экспозиции ядерного вооружения на выставке в Манеже

Тактический снаряд не был принят на вооружение из-за большой опасности несанкционированного применения. Метод запуска из «черного чемоданчика» высших инстанций (верховного главнокомандующего) работает и поныне.
Основными средствами доставки ядерных боеголовок стали наземные и подводные баллистические ракеты

Макеты боеголовок баллистической и подводной ракет

В результате эволюции средств доставки ядерными боеголовками современные армии оснащают:

  • баллистические межконтинентальные ракеты;
  • зенитные ракеты;
  • наземные и морские «крылатые» ракеты;
  • ракеты подводного пуска (с разделяющимися боеприпасами).

Опасности ядерного вооружения

По приблизительным подсчетам к 1987 году в мире накопилось до 63000 ядерных боезарядов. С пикового значения это количество снижалось, сейчас оценивается в пределах 14000–16000 единиц (без учета тактических вооружений). После распада СССР Украина, Беларусь, Казахстан отказались от ядерного статуса (боеголовки вывезены в Россию в 1996 г.). Договор ДНЯО (о нераспространении ядерного оружия) подписали все ядерные государства, кроме Пакистана, Индии, Израиля (предположительно владеет ядерным вооружением). КНДР вышла из ДНЯО накануне собственных испытаний.
Учитывая, что подлетное время позволяет засечь время старта ракет (наземных и подводных) и запустить собственные в ответ, теория первого безнаказанного удара отошла к нереальным стратегиям. Любой ядерный конфликт может закончиться полноценной войной. По прогнозам экспертов, подрыв нескольких тысяч боеголовок уничтожит человечество. Теория «ядерного сдерживания» пока работает. Но было уже немало кризисных ситуаций, в которых атомная война могла начаться случайно, вплоть до сбоя радиолокационных станций.
ЭТО ИНТЕРЕСНО. Разборка устаревших атомных зарядов не менее опасна, чем сборка. Так, в одном из цехов Заречного при разборке списанных боеприпасов произошло самовозгорание урана (2003 г.). От горения уран не взрывается, но крупный пожар может привести в действие взрыватели исправных боеголовок на утилизационных складах.
Здравомыслящие политики, ученые, военные эксперты понимают, что ракеты с ядерными боеголовками потеряли свое значение, как оружие «первого удара». Но заявления о возможности применения ядерного оружия по-прежнему звучат от лидеров авторитарных государств, таких как КНДР. Опасность «ядерной зимы» продолжает угрожать миру.

Источник

Adblock
detector