Gdzie wynaleziono bombę atomową. Broń jądrowa Rosji: urządzenie, zasada działania, pierwsze testy. Broń jądrowa przeszłość i teraźniejszość

Przyciągnęła specjalistów z wielu krajów. Nad tymi osiągnięciami pracowali naukowcy i inżynierowie z USA, ZSRR, Anglii, Niemiec i Japonii. Szczególnie aktywni na tym polu byli Amerykanie, którzy dysponowali najlepszym zapleczem technologicznym i surowcami, a także potrafili przyciągnąć do badań najsilniejsze w tym czasie zasoby intelektualne.

Rząd Stanów Zjednoczonych postawił przed fizykami zadanie stworzenia w jak najkrótszym czasie nowego typu broni, która mogłaby zostać dostarczona w najdalszy punkt planety.

Los Alamos, położone na niezamieszkanej pustyni Nowego Meksyku, stało się centrum amerykańskich badań jądrowych. Nad ściśle tajnym projektem wojskowym pracowało wielu naukowców, projektantów, inżynierów i wojsko, a nad całością prac kierował doświadczony fizyk teoretyczny Robert Oppenheimer, nazywany najczęściej „ojcem” broni atomowej. Pod jego kierownictwem najlepsi specjaliści na całym świecie opracowali kontrolowaną technologię, nie przerywając procesu wyszukiwania ani na minutę.

Jesienią 1944 r. podjęto działania zmierzające do stworzenia pierwszej w historii elektrowni jądrowej w Ogólny zarys dojść do końca. W tym czasie w Stanach Zjednoczonych utworzono już specjalny pułk lotniczy, który miał realizować zadania dostarczania śmiercionośnej broni do miejsc jej użycia. Piloci pułku przeszli specjalne przeszkolenie, wykonując loty szkoleniowe na różnych wysokościach iw warunkach zbliżonych do bojowych.

Pierwsze bombardowania atomowe

W połowie 1945 roku amerykańscy projektanci byli w stanie złożyć dwa urządzenia jądrowe gotowe do użycia. Wybrano również pierwsze cele do uderzenia. Japonia była wówczas strategicznym wrogiem Stanów Zjednoczonych.

Amerykańskie kierownictwo postanowiło rozpocząć pierwsze ataki atomowe na dwa japońskie miasta, aby zastraszyć tą akcją nie tylko Japonię, ale także inne kraje, w tym ZSRR.

6 i 9 sierpnia 1945 roku amerykańskie bombowce zrzuciły pierwsze w historii bomby atomowe na niczego niepodejrzewających mieszkańców japońskich miast, takich jak Hiroszima i Nagasaki. W rezultacie ponad sto tysięcy osób zmarło z powodu promieniowania cieplnego i fali uderzeniowej. Takie były konsekwencje użycia bezprecedensowej broni. Świat wszedł w nową fazę swojego rozwoju.

Jednak monopol USA na militarne użycie atomu nie trwał długo. związek Radziecki usilnie szukał także sposobów praktycznego wdrożenia zasad leżących u podstaw broni jądrowej. Igor Kurczatow kierował pracami kolektywu radzieckich naukowców i wynalazców. W sierpniu 1949 roku pomyślnie przeprowadzono testy radzieckiej bomby atomowej, która otrzymała roboczą nazwę RDS-1. Na świecie została przywrócona krucha równowaga militarna.

Wodór, lub bomba termojądrowa stał się kamieniem węgielnym wyścigu zbrojeń między Stanami Zjednoczonymi a ZSRR. Przez kilka lat oba supermocarstwa spierały się o to, kto zostanie pierwszym posiadaczem nowego typu niszczycielskiej broni.

Projekt broni termojądrowej

Na początku zimnej wojny test bomby wodorowej był najważniejszym argumentem dla kierownictwa ZSRR w walce ze Stanami Zjednoczonymi. Moskwa chciała osiągnąć parytet nuklearny z Waszyngtonem i zainwestowała ogromne pieniądze w wyścig zbrojeń. Jednak prace nad stworzeniem bomby wodorowej rozpoczęły się nie dzięki hojnym funduszom, ale dzięki doniesieniom tajnych agentów w Ameryce. W 1945 roku Kreml dowiedział się, że Stany Zjednoczone przygotowują się do stworzenia nowej broni. Była to superbomba, której projekt nazwano Super.

Źródłem cennych informacji był Klaus Fuchs, pracownik Laboratorium Narodowego Los Alamos w USA. Przekazał Związkowi Radzieckiemu konkretne informacje dotyczące tajnego amerykańskiego rozwoju superbomby. W 1950 roku projekt Super został wyrzucony do kosza, ponieważ dla zachodnich naukowców stało się jasne, że taki nowy schemat broni nie może zostać wdrożony. Szefem tego programu był Edward Teller.

W 1946 roku Klaus Fuchs i John opracowali projekt Super i opatentowali własny system. Zasadniczo nowa była w nim zasada implozji radioaktywnej. W ZSRR schemat ten zaczął być rozważany nieco później - w 1948 r. Ogólnie można powiedzieć, że na początkowym etapie był on całkowicie oparty na informacjach amerykańskich uzyskanych przez wywiad. Ale kontynuując badania już na podstawie tych materiałów, radzieccy naukowcy wyraźnie wyprzedzili swoich zachodnich kolegów, co pozwoliło ZSRR uzyskać najpierw pierwszą, a następnie najpotężniejszą bombę termojądrową.

17 grudnia 1945 r. na posiedzeniu specjalnej komisji utworzonej przy Radzie Komisarzy Ludowych ZSRR fizycy jądrowi Jakow Zeldowicz, Isaak Pomeranchuk i Yuliy Chartion przedstawili prezentację na temat „Wykorzystania energii jądrowej elementów świetlnych”. Dokument ten rozważał możliwość użycia bomby z deuterem. To przemówienie było początkiem sowieckiego programu nuklearnego.

W 1946 r badania teoretyczne Dźwigi odbywały się w Instytucie Fizyki Chemicznej. Pierwsze wyniki tych prac zostały omówione na jednym z posiedzeń Rady Naukowo-Technicznej w I Dyrekcji Głównej. Dwa lata później Ławrientij Beria polecił Kurczatowowi i Kharitonowi przeanalizowanie materiałów o systemie von Neumanna, które zostały dostarczone do Związku Radzieckiego dzięki tajnym agentom na zachodzie. Dane z tych dokumentów dały dodatkowy impuls do badań, dzięki którym narodził się projekt RDS-6.

Eevee Mike i Zamek Bravo

1 listopada 1952 roku Amerykanie przetestowali pierwszy na świecie termojądrowy.To nie była jeszcze bomba, ale już jej najważniejszy element. Wybuch miał miejsce na atolu Enivotek, w Pacyfik... a Stanislav Ulam (każdy z nich jest właściwie twórcą bomby wodorowej) krótko wcześniej opracował dwustopniowy projekt, który wypróbowali Amerykanie. Urządzenie nie mogło służyć jako broń, ponieważ zostało wyprodukowane przy użyciu deuteru. Ponadto wyróżniał się ogromną wagą i wymiarami. Taki pocisk po prostu nie mógł zostać zrzucony z samolotu.

Pierwsza bomba wodorowa została przetestowana przez sowieckich naukowców. Po tym, jak Stany Zjednoczone dowiedziały się o udanym użyciu RDS-6, stało się jasne, że konieczne jest jak najszybsze zniwelowanie dystansu do Rosjan w wyścigu zbrojeń. Amerykański test odbył się 1 marca 1954 roku. Jako poligon doświadczalny wybrano Atol Bikini na Wyspach Marshalla. Archipelagi Pacyfiku nie zostały wybrane przypadkowo. Nie było tu prawie żadnej populacji (a kilka osób mieszkających na pobliskich wyspach zostało eksmitowanych w przeddzień eksperymentu).

Najbardziej niszczycielska eksplozja amerykańskiej bomby wodorowej stała się znana jako Castle Bravo. Moc ładowania okazała się 2,5 razy wyższa od oczekiwanej. Eksplozja doprowadziła do skażenia radiacyjnego dużego obszaru (wiele wysp i Oceanu Spokojnego), co doprowadziło do skandalu i rewizji programu nuklearnego.

Rozwój RDS-6s

Projekt pierwszej radzieckiej bomby termojądrowej został nazwany RDS-6. Plan został napisany przez wybitnego fizyka Andrieja Sacharowa. W 1950 roku Rada Ministrów ZSRR postanowiła skoncentrować prace nad stworzeniem nowej broni w KB-11. Zgodnie z tą decyzją grupa naukowców pod przewodnictwem Igora Tamma udała się do zamkniętego Arzamas-16.

Teren testowy Semipałatyńsk został specjalnie przygotowany do tego ambitnego projektu. Przed rozpoczęciem testów bomby wodorowej zainstalowano tam liczne przyrządy pomiarowe, filmujące i rejestrujące. Ponadto na zlecenie naukowców pojawiło się tam prawie dwa tysiące wskaźników. Obszar objęty testem bomby wodorowej obejmował 190 obiektów.

Eksperyment w Semipałatyńsku był wyjątkowy nie tylko ze względu na nowy rodzaj broni. Zastosowaliśmy unikalne wloty przeznaczone do próbek chemicznych i radioaktywnych. Mogła je otworzyć tylko potężna fala uderzeniowa. W specjalnie przygotowanych obiektach ufortyfikowanych na powierzchni oraz w podziemnych bunkrach zainstalowano urządzenia rejestrujące i filmujące.

Budzik

W 1946 roku Edward Teller, który pracował w Stanach Zjednoczonych, opracował prototyp RDS-6. Został nazwany Budzik. Początkowo projekt tego urządzenia proponowano jako alternatywę dla Super. W kwietniu 1947 roku w laboratorium Los Alamos rozpoczęto serię eksperymentów, mających na celu zbadanie natury zasad termojądrowych.

Naukowcy spodziewali się największego uwolnienia energii od Budzika. Jesienią Teller zdecydował się na użycie deuterku litu jako paliwa do urządzenia. Badacze jeszcze nie stosowali tej substancji, ale spodziewali się, że zwiększy ona wydajność.Co ciekawe, Teller już w swoich notatkach odnotował zależność programu nuklearnego od dalszego rozwoju komputerów. Ta technika była potrzebna naukowcom do dokładniejszych i bardziej złożonych obliczeń.

Budzik i RDS-6 miały ze sobą wiele wspólnego, ale różniły się pod wieloma względami. Wersja amerykańska nie była tak praktyczna jak radziecka ze względu na swoje rozmiary. Duże wymiary odziedziczył po projekcie Super. W końcu Amerykanie musieli porzucić ten rozwój. Ostatnie badania miały miejsce w 1954 roku, po których stało się jasne, że projekt jest nieopłacalny.

Wybuch pierwszej bomby termojądrowej

Pierwszy w historia ludzkości test bomby wodorowej odbył się 12 sierpnia 1953 r. Nad ranem na horyzoncie pojawił się najjaśniejszy błysk, który oślepiał nawet przez okulary. Wybuch RDS-6 okazał się 20 razy silniejszy niż bomba atomowa. Eksperyment okazał się udany. Naukowcom udało się dokonać ważnego przełomu technologicznego. Po raz pierwszy jako paliwo zastosowano wodorek litu. W promieniu 4 kilometrów od epicentrum wybuchu fala zniszczyła wszystkie budynki.

Kolejne testy bomby wodorowej w ZSRR opierały się na doświadczeniach uzyskanych przy użyciu RDS-6. Te niszczycielskie bronie były nie tylko najpotężniejsze. Ważną zaletą bomby była jej zwartość. Pocisk został umieszczony w bombowcu Tu-16. Sukces pozwolił radzieckim naukowcom wyprzedzić Amerykanów. W tym czasie w Stanach Zjednoczonych istniało urządzenie termojądrowe wielkości domu. Nie można go było przewozić.

Kiedy Moskwa ogłosiła, że ​​bomba wodorowa ZSRR jest gotowa, Waszyngton zakwestionował tę informację. Głównym argumentem Amerykanów był fakt, że bomba termojądrowa powinna być wykonana według schematu Tellera-Ulama. Opierał się na zasadzie implozji radiacyjnej. Projekt ten będzie realizowany w ZSRR za dwa lata, w 1955 roku.

Fizyk Andriej Sacharow wniósł największy wkład w stworzenie RDS-6. Bomba wodorowa była jego pomysłem - to on zaproponował te rewolucyjne rozwiązania techniczne, które umożliwiły pomyślne ukończenie testów na poligonie Semipalatinsk. Młody Sacharow natychmiast został akademikiem w Akademii Nauk ZSRR, Bohaterem Pracy Socjalistycznej i laureatem nagród i medali przyznano również innym naukowcom: Juliemu Charitonowi, Kirillowi Shchelkinowi, Jakowowi Zeldowiczowi, Nikołajowi Duchowowi itp. W 1953 r. test bomby wodorowej wykazał, że Nauka radziecka może przezwyciężyć to, co do niedawna wydawało się fikcją i fantazją. Dlatego natychmiast po udanej eksplozji RDS-6 rozpoczęto opracowywanie jeszcze potężniejszych pocisków.

RDS-37

20 listopada 1955 r. w ZSRR odbyły się kolejne testy bomby wodorowej. Tym razem był dwuetapowy i odpowiadał schematowi Tellera-Ulama. Bomba RDS-37 miała zostać zrzucona z samolotu. Kiedy jednak wzbił się w powietrze, stało się jasne, że testy trzeba będzie przeprowadzić w sytuacji awaryjnej. Wbrew prognozom prognostów pogoda wyraźnie się pogorszyła, przez co wielokąt pokryły się gęstymi chmurami.

Po raz pierwszy specjaliści zostali zmuszeni do lądowania samolotu z bombą termojądrową na pokładzie. Przez pewien czas w Centralnym Stanowisku Dowodzenia trwała dyskusja o tym, co dalej. Rozważano propozycję zrzucenia bomby w pobliskich górach, ale ta opcja została odrzucona jako zbyt ryzykowna. Tymczasem samolot nadal krążył w pobliżu składowiska, produkując paliwo.

Zeldovich i Sacharow otrzymali decydujące słowo. Bomba wodorowa, która eksplodowała poza zasięgiem, doprowadziłaby do katastrofy. Naukowcy w pełni rozumieli ryzyko i własną odpowiedzialność, a mimo to dali pisemne potwierdzenie, że samolot będzie mógł bezpiecznie lądować. Ostatecznie komendę lądowania otrzymał dowódca załogi Tu-16 Fiodor Gołowaszko. Lądowanie było bardzo gładkie. Piloci pokazali wszystkie swoje umiejętności i nie wpadli w panikę w krytycznej sytuacji. Manewr był doskonały. Centralny Punkt Dowodzenia odetchnął z ulgą.

Twórca bomby wodorowej Sacharow i jego zespół przeszli próbę. Druga próba została zaplanowana na 22 listopada. W tym dniu wszystko przebiegło bez nadzwyczajnych sytuacji. Bomba została zrzucona z wysokości 12 kilometrów. Podczas gdy pocisk spadał, samolot zdołał wycofać się na bezpieczną odległość od epicentrum wybuchu. W ciągu kilku minut chmura grzybowa osiągnęła wysokość 14 kilometrów, a jej średnica wynosiła 30 kilometrów.

Wybuch nie obyło się bez tragicznych wypadków. Fala uderzeniowa rozbiła szkło w odległości 200 kilometrów, powodując kilka obrażeń. Zginęła też dziewczyna mieszkająca w sąsiedniej wsi, na której zawalił się strop. Kolejną ofiarą był żołnierz w specjalnej poczekalni. Żołnierz zasnął w ziemiance i zmarł z uduszenia, zanim jego towarzysze zdążyli go wyciągnąć.

Rozwój „Car Bomby”

W 1954 r. Najlepsi fizycy jądrowi w kraju pod kierownictwem zaczęli opracowywać najpotężniejszą bombę termojądrową w historii ludzkości. W projekcie wzięli również udział Andriej Sacharow, Wiktor Adamski, Jurij Babajew, Jurij Smirnow, Jurij Trutniew itd. Ze względu na swoją moc i rozmiar bomba stała się znana jako Car Bomba. Uczestnicy projektu przypomnieli później, że to zdanie pojawiło się po słynnym oświadczeniu Chruszczowa o „matce Kuzkiny” w ONZ. Oficjalnie projekt nosił nazwę AN602.

Przez siedem lat rozwoju bomba przeszła kilka reinkarnacji. Początkowo naukowcy planowali użyć składników z uranu i reakcji Jekylla-Hyde'a, ale później ten pomysł musiał zostać porzucony ze względu na niebezpieczeństwo skażenia radioaktywnego.

Test na Novaya Zemlya

Na chwilę projekt Car Bomba został zamrożony, ponieważ Chruszczow jechał do Stanów Zjednoczonych, a w zimnej wojnie nastąpiła krótka przerwa. W 1961 roku konflikt między krajami ponownie się rozgorzał i w Moskwie znów przypomniano sobie o broni termojądrowej. Chruszczow ogłosił nadchodzące testy w październiku 1961 r. podczas XXII Zjazdu KPZR.

30. Tu-95V z bombą na pokładzie wystartował z Olenyi i skierował się do Nowej Ziemi. Samolot doleciał do celu przez dwie godziny. Kolejna radziecka bomba wodorowa została zrzucona na wysokości 10,5 tys. metrów powyżej poligon jądrowy Suchy nos. Pocisk eksplodował jeszcze w powietrzu. Powstał kula ognia, który osiągnął średnicę trzech kilometrów i prawie dotykał ziemi. Naukowcy szacują, że fala sejsmiczna z eksplozji przeszła przez planetę trzykrotnie. Uderzenie było odczuwalne z odległości tysiąca kilometrów, a wszystkie żywe istoty w odległości stu kilometrów mogły otrzymać oparzenia trzeciego stopnia (tak się nie stało, ponieważ obszar był niezamieszkany).

W tym czasie najpotężniejsza amerykańska bomba termojądrowa była czterokrotnie słabsza od Car Bomby. Sowieckie kierownictwo było zadowolone z wyniku eksperymentu. W Moskwie dostali to, czego tak bardzo chcieli, od następnej bomby wodorowej. Test wykazał, że ZSRR ma broń o wiele potężniejszą niż Stany Zjednoczone. W przyszłości niszczycielski rekord „Car Bomby” nigdy nie został pobity. Najpotężniejsza eksplozja bomby wodorowej była najważniejszym kamieniem milowym w historii nauki i zimnej wojny.

Broń termojądrowa innych krajów

Brytyjski rozwój bomby wodorowej rozpoczął się w 1954 roku. Liderem projektu był William Penney, który wcześniej był członkiem Projektu Manhattan w Stanach Zjednoczonych. Brytyjczycy posiadali skrawki informacji o budowie broni termojądrowej. Alianci amerykańscy nie podzielili się tą informacją. W Waszyngtonie powołali się na ustawę o energii atomowej uchwaloną w 1946 roku. Jedynym wyjątkiem dla Brytyjczyków było pozwolenie na monitorowanie procesów. Ponadto wykorzystali samoloty do zbierania próbek pozostałych po eksplozjach amerykańskich pocisków.

Początkowo Londyn postanowił ograniczyć się do stworzenia bardzo potężnej bomby atomowej. Tak rozpoczęły się testy Orange Messenger. Podczas nich zrzucono najpotężniejsze bomby nietermojądrowe w historii ludzkości. Jego wadą było to, że był zbyt drogi. 8 listopada 1957 roku testowano bombę wodorową. Historia powstania brytyjskiego dwustopniowego urządzenia jest przykładem udanego postępu w warunkach pozostawania w tyle za dwoma kłócącymi się supermocarstwami.

W Chinach bomba wodorowa pojawiła się w 1967, we Francji w 1968. Tak więc w klubie krajów posiadających dziś broń termojądrową jest pięć państw. Informacja o bombie wodorowej w Korei Północnej pozostaje kontrowersyjna. Szef KRLD powiedział, że jego naukowcom udało się opracować taki pocisk. Podczas badań sejsmolodzy różne kraje zarejestrowana aktywność sejsmiczna spowodowana wybuchem jądrowym. Ale nadal nie ma konkretnych informacji na temat bomby wodorowej w KRLD.

W ZSRR powinna powstać demokratyczna forma rządów.

Vernadsky V.I.

Bomba atomowa w ZSRR powstała 29 sierpnia 1949 r. (Pierwszy udany start). Projektem kierował akademik Igor Wasiliewicz Kurczatow. Okres rozwoju broni atomowej w ZSRR trwał od 1942 roku i zakończył się testem na terytorium Kazachstanu. Naruszyło to monopol USA na tego rodzaju broń, ponieważ od 1945 roku była to jedyna siła jądrowa. Artykuł poświęcony jest opisowi historii powstania radzieckiej bomby atomowej, a także charakterystyce konsekwencji tych wydarzeń dla ZSRR.

Historia stworzenia

W 1941 r. przedstawiciele ZSRR w Nowym Jorku przekazali Stalinowi informację, że w Stanach Zjednoczonych odbywa się spotkanie fizyków poświęcone rozwojowi broni jądrowej. Nad badaniem atomu pracowali również radzieccy naukowcy z lat 30. XX wieku, z których najsłynniejszym było rozszczepienie atomu przez naukowców z Charkowa, kierowanych przez L. Landaua. Jednak sprawa nie znalazła realnego zastosowania w broni. Oprócz Stanów Zjednoczonych pracowały nad tym nazistowskie Niemcy. Pod koniec 1941 roku Stany Zjednoczone rozpoczęły projekt atomowy. Stalin dowiedział się o tym na początku 1942 r. i podpisał dekret o utworzeniu w ZSRR laboratorium do tworzenia projektu atomowego, którego kierownikiem został akademik I. Kurczatow.

Uważa się, że praca amerykańskich naukowców została przyspieszona przez tajny rozwój niemieckich kolegów, którzy przybyli do Ameryki. W każdym razie latem 1945 roku na konferencji poczdamskiej nowy prezydent USA G. Truman poinformował Stalina o zakończeniu prac nad nową bronią – bombą atomową. Co więcej, aby zademonstrować pracę amerykańskich naukowców, rząd USA postanowił przetestować nową broń w walce: 6 i 9 sierpnia bomby zrzucono na dwa japońskie miasta, Hiroszimę i Nagasaki. Po raz pierwszy ludzkość dowiedziała się o nowej broni. To właśnie to wydarzenie zmusiło Stalina do przyspieszenia pracy swoich naukowców. I. Kurczatow został wezwany przez Stalina i obiecał spełnić wszelkie wymagania naukowca, jeśli tylko proces przebiegnie tak szybko, jak to możliwe. Ponadto w ramach Rady Komisarzy Ludowych utworzono komitet państwowy, który nadzorował sowiecki projekt atomowy. Na jej czele stanął L. Beria.

Rozwój przeniósł się do trzech ośrodków:

1. Biuro projektowe fabryki Kirowa, pracujące nad stworzeniem specjalnego sprzętu.
2. Rozproszona fabryka na Uralu, która miała pracować nad tworzeniem wzbogaconego uranu.
3. Ośrodki chemiczne i metalurgiczne, w których badano pluton. To właśnie ten pierwiastek został użyty w pierwszej bombie atomowej w stylu sowieckim.

W 1946 r. powstało pierwsze zjednoczone sowieckie centrum jądrowe. Był to tajny obiekt Arzamas-16, znajdujący się w mieście Sarow (obwód Niżnego Nowogrodu). W 1947 roku w przedsiębiorstwie niedaleko Czelabińska powstał pierwszy reaktor jądrowy. W 1948 r. utworzono tajny poligon na terytorium Kazachstanu, w pobliżu miasta Semipałatyńsk-21. To tutaj 29 sierpnia 1949 roku zorganizowano pierwszą eksplozję radzieckiej bomby atomowej RDS-1. To wydarzenie było utrzymywane w całkowitej tajemnicy, ale amerykańskie siły powietrzne Pacyfiku były w stanie odnotować gwałtowny wzrost poziomu promieniowania, co było dowodem na przetestowanie nowej broni. Już we wrześniu 1949 r. G. Truman ogłosił obecność bomby atomowej w ZSRR. Oficjalnie ZSRR przyznał obecność tej broni dopiero w 1950 roku.

Istnieje kilka głównych konsekwencji udanego rozwoju broni atomowej przez radzieckich naukowców:

1. Utrata statusu Stanów Zjednoczonych jednego państwa z bronią atomową. To nie tylko utożsamiało ZSRR ze Stanami Zjednoczonymi pod względem siły militarnej, ale także zmuszało te ostatnie do przemyślenia każdego z ich militarnych kroków, ponieważ teraz trzeba było obawiać się odpowiedzi ze strony kierownictwa ZSRR.
2. Obecność broni atomowej w ZSRR zapewniła mu status supermocarstwa.
3. Po wyrównaniu stanu USA i ZSRR w obecności broni atomowej rozpoczął się wyścig o ich ilość. Rządy wydały ogromne sumy pieniędzy, aby prześcignąć swoich konkurentów. Co więcej, zaczęły się próby stworzenia jeszcze potężniejszej broni.
4. Wydarzenia te posłużyły za początek wyścigu nuklearnego. Wiele krajów zaczęło inwestować środki, aby dodać do listy państw jądrowych i zapewnić im bezpieczeństwo.

W ciągu dwóch lat grupa Heisenberga prowadziła badania niezbędne do stworzenia reaktora atomowego wykorzystującego uran i ciężką wodę. Potwierdzono, że tylko jeden z izotopów może być wybuchowy, a mianowicie uran-235, który występuje w bardzo małych stężeniach w zwykłej rudzie uranu. Pierwszym problemem było to, jak go stamtąd wyizolować. Punktem wyjścia programu bombowego był reaktor atomowy, który jako moderator reakcji wymagał grafitu lub ciężkiej wody. Niemieccy fizycy wybrali wodę, stwarzając sobie poważny problem. Po zajęciu Norwegii jedyna w tym czasie elektrownia ciężka na świecie przeszła w ręce nazistów. Ale tam zapasy produktu niezbędnego fizykom na początku wojny wynosiły tylko dziesiątki kilogramów i nie trafiły do ​​Niemców - Francuzi dosłownie zabrali cenne produkty spod nosa nazistom. A w lutym 1943 r. angielscy komandosi porzuceni w Norwegii z pomocą lokalnych bojowników ruchu oporu wyłączyli fabrykę. Niemiecki program nuklearny jest zagrożony. Nieszczęścia Niemców na tym się nie skończyły: w Lipsku eksplodował eksperymentalny reaktor jądrowy. Hitler popierał projekt uranu tylko tak długo, jak długo istniała nadzieja na uzyskanie superpotężnej broni przed końcem rozpętanej przez niego wojny. Heisenberg został zaproszony przez Speera i zapytał bez ogródek: „Kiedy możemy się spodziewać stworzenia bomby zdolnej do zawieszenia na bombowcu?” Naukowiec był szczery: „Myślę, że zajmie to kilka lat ciężkiej pracy, w każdym razie bomba nie będzie w stanie wpłynąć na wynik obecnej wojny”. Niemieckie kierownictwo racjonalnie uznało, że nie ma sensu przyspieszać wydarzeń. Niech naukowcy pracują cicho - aby następna wojna, widzisz, będą mieli czas. W rezultacie Hitler postanowił skoncentrować zasoby naukowe, produkcyjne i finansowe tylko na projektach, które dają najwcześniejszy zwrot w tworzeniu nowych rodzajów broni. Finansowanie przez państwo projektu dotyczącego uranu zostało ograniczone. Niemniej jednak praca naukowców była kontynuowana.

Manfred von Ardenne, który opracował metodę oczyszczania metodą dyfuzji gazowej i rozdzielania izotopów uranu w wirówce.

W 1944 roku Heisenberg otrzymał odlewane płyty uranowe do dużej elektrowni reaktorowej, dla której w Berlinie budowano już specjalny bunkier. Ostatni eksperyment mający na celu osiągnięcie reakcji łańcuchowej zaplanowano na styczeń 1945 r., ale 31 stycznia cały sprzęt został pospiesznie zdemontowany i wysłany z Berlina do wioski Haigerloch przy granicy ze Szwajcarią, gdzie został rozmieszczony dopiero pod koniec lutego. Reaktor zawierał 664 kostki uranu o łącznej masie 1525 kg, otoczony grafitowym moderatorem-reflektorem neutronów o masie 10 t. W marcu 1945 r. do rdzenia wlano dodatkowe 1,5 tony ciężkiej wody. 23 marca w Berlinie poinformowano, że reaktor działa. Ale radość była przedwczesna - reaktor nie osiągnął punktu krytycznego, reakcja łańcuchowa się nie rozpoczęła. Po przeliczeniach okazało się, że ilość uranu należy zwiększyć o co najmniej 750 kg, proporcjonalnie zwiększając masę ciężkiej wody. Ale nie było zapasów ani jednego, ani drugiego. Nieubłaganie zbliżał się koniec III Rzeszy. 23 kwietnia wojska amerykańskie wkroczyły do ​​Haigerloch. Reaktor został zdemontowany i przewieziony do Stanów Zjednoczonych.

Tymczasem za granicą

Równolegle z Niemcami (tylko z niewielkim opóźnieniem) rozwój broni atomowej rozpoczął się w Anglii i Stanach Zjednoczonych. Zaczęli od listu wysłanego we wrześniu 1939 roku przez Alberta Einsteina do prezydenta USA Franklina Roosevelta. Inicjatorami listu i autorami większości tekstu byli fizycy-emigranci z Węgier Leo Szilard, Eugene Wigner i Edward Teller. List zwrócił uwagę prezydenta na fakt, że nazistowskie Niemcy prowadzą aktywne badania, w wyniku których mogą wkrótce pozyskać bombę atomową.

W 1933 niemiecki komunista Klaus Fuchs uciekł do Anglii. Po uzyskaniu dyplomu z fizyki na Uniwersytecie w Bristolu kontynuował pracę. W 1941 roku Fuchs ogłosił swój udział w badaniach atomowych sowieckiemu agentowi wywiadu Jurgenowi Kuchinsky'emu, który poinformował sowieckiego ambasadora Iwana Majskiego. Polecił attache wojskowemu pilne nawiązanie kontaktu z Fuchsem, który w ramach grupy naukowców miał zostać przetransportowany do Stanów Zjednoczonych. Fuchs zgodził się pracować dla sowieckiego wywiadu. W współpracę z nim było zaangażowanych wielu nielegalnych sowieckich oficerów wywiadu: małżonkowie Zarubini, Eitingon, Wasilewski, Semenow i inni. W wyniku ich energicznej działalności już w styczniu 1945 r. ZSRR miał opis projektu pierwszej bomby atomowej. W tym samym czasie sowiecka rezydencja w Stanach Zjednoczonych poinformowała, że ​​Amerykanie będą potrzebowali co najmniej roku, ale nie więcej niż pięciu lat, aby stworzyć pokaźny arsenał broni atomowej. Wiadomość mówiła również, że wybuch dwóch pierwszych bomb może nastąpić w ciągu kilku miesięcy. Na zdjęciu Operation Crossroads, seria testów bomby atomowej przeprowadzonych przez Stany Zjednoczone na atolu Bikini latem 1946 roku. Celem było przetestowanie wpływu broni atomowej na statki.

W ZSRR pierwsze informacje o pracy prowadzonej zarówno przez aliantów, jak i wroga zostały przekazane Stalinowi przez wywiad już w 1943 roku. Natychmiast podjęto decyzję o rozmieszczeniu podobnej pracy w Unii. Tak rozpoczął się sowiecki projekt atomowy. Zadania otrzymywali nie tylko naukowcy, ale także oficerowie wywiadu, dla których wydobycie tajemnic nuklearnych stało się superzadaniem.

Najcenniejsze informacje o pracach nad bombą atomową w Stanach Zjednoczonych, uzyskane przez wywiad, znacznie pomogły w rozwoju sowieckiego projektu nuklearnego. Uczestniczącym w nim naukowcom udało się uniknąć ślepych ścieżek poszukiwań, tym samym znacznie przyspieszając osiągnięcie ostatecznego celu.

Doświadczenie niedawnych wrogów i sojuszników

Oczywiście sowieccy przywódcy nie mogli pozostać obojętni na niemiecki rozwój atomowy. Pod koniec wojny do Niemiec wysłano grupę sowieckich fizyków, wśród których byli przyszli akademicy Artsimovich, Kikoin, Khariton, Shchelkin. Wszyscy byli przebrani za pułkowników Armii Czerwonej. Operacją kierował I Zastępca Ludowego Komisarza Spraw Wewnętrznych Iwan Serow, który otworzył wszelkie drzwi. Oprócz niezbędnych niemieckich naukowców „pułkownicy” wytropili tony metalicznego uranu, co według Kurchatowa skróciło prace nad sowiecką bombą o co najmniej rok. Amerykanie wywieźli też dużo uranu z Niemiec, zabierając także specjalistów, którzy pracowali przy projekcie. A w ZSRR oprócz fizyków i chemików wysłali mechaników, inżynierów elektryków, dmuchaczy szkła. Niektórych znaleziono w obozach jenieckich. Na przykład Max Steinbeck, przyszły sowiecki akademik i wiceprezes Akademii Nauk NRD, został zabrany, gdy pod wpływem kaprysu szefa obozu ustawiał zegar słoneczny. W sumie nad projektem atomowym w ZSRR pracowało co najmniej 1000 niemieckich specjalistów. Laboratorium von Ardenne z wirówką uranu, wyposażeniem Kaiser Institute of Physics, dokumentacją i odczynnikami zostało całkowicie usunięte z Berlina. W ramach projektu atomowego powstały laboratoria „A”, „B”, „C” i „D”, których liderami naukowymi byli naukowcy przybyli z Niemiec.

K.A. Petrzhak i GN Flerov W 1940 roku w laboratorium Igora Kurchatova dwóch młodych fizyków odkryło nowy, bardzo osobliwy typ rozpadu promieniotwórczego jąder atomowych - rozszczepienie samorzutne.

Laboratorium „A” kierował baron Manfred von Ardenne, utalentowany fizyk, który opracował metodę oczyszczania metodą dyfuzji gazowej i separacji izotopów uranu w wirówce. Początkowo jego laboratorium znajdowało się na październikowym polu w Moskwie. Do każdego niemieckiego specjalisty przydzielono pięciu lub sześciu radzieckich inżynierów. Później laboratorium przeniosło się do Suchumi, a z czasem na Oktyabrskim Polaku wyrósł słynny Instytut Kurczatowa. W Suchumi na bazie laboratorium von Ardenne powstał Suchumi Institute of Physics and Technology. W 1947 roku Ardenne otrzymało Nagrodę Stalina za stworzenie wirówki do oczyszczania izotopów uranu na skalę przemysłową. Sześć lat później Ardenne zostało dwukrotnym laureatem Stalina. Mieszkał z żoną w wygodnej rezydencji, żona grała na fortepianie przywiezionym z Niemiec. Inni niemieccy specjaliści też się nie obrazili: przyjeżdżali z rodzinami, przywozili ze sobą meble, książki, obrazy, otrzymywali dobre pensje i jedzenie. Czy byli więźniami? Akademik A.P. Aleksandrow, sam aktywny uczestnik projektu atomowego, zauważył: „Oczywiście niemieccy specjaliści byli więźniami, ale my też byliśmy więźniami”.

Nikolaus Riehl, pochodzący z Petersburga, który w latach 20. przeniósł się do Niemiec, został kierownikiem Laboratorium B, które prowadziło badania z zakresu chemii radiacyjnej i biologii na Uralu (obecnie miasto Snieżyńsk). Tutaj z Rielem pracował jego stary znajomy z Niemiec, wybitny rosyjski genetyk Timofiejew-Ressowski („Żubr” według powieści D. Granina).

W grudniu 1938 r. niemieccy fizycy Otto Hahn i Fritz Strassmann przeprowadzili pierwsze na świecie sztuczne rozszczepienie jądra atomowego uranu.

Uznawany w ZSRR za badacza i utalentowanego organizatora, potrafiącego znaleźć skuteczne rozwiązania złożonych problemów, dr Riehl stał się jedną z kluczowych postaci sowieckiego projektu atomowego. Po pomyślnym przetestowaniu sowieckiej bomby został Bohaterem Pracy Socjalistycznej i laureatem Nagrody Stalina.

Laboratorium B, zorganizowaną w Obnińsku, kierował prof. Rudolf Pose, jeden z pionierów w dziedzinie badań jądrowych. Pod jego kierownictwem powstały reaktory na neutrony prędkie, pierwsza elektrownia jądrowa w Unii, rozpoczęto projektowanie reaktorów dla okrętów podwodnych. Obiekt w Obnińsku stał się podstawą organizacji A.I. Leipunsky. Pose pracował do 1957 r. w Suchumi, następnie we Wspólnym Instytucie Badań Jądrowych w Dubnej.

Starożytni indyjscy i starożytni greccy naukowcy zakładali, że materia składa się z najmniejszych niepodzielnych cząstek, w swoich traktatach pisali o tym na długo przed początkiem naszej ery. W V wieku. pne NS. grecki naukowiec Leucippus z Mi-Lety i jego uczeń Demokryt sformułowali koncepcję atomu (gr. atomos „niepodzielny”). Przez wiele wieków teoria ta pozostawała raczej filozoficzna i dopiero w 1803 r. naukową teorię atomu, potwierdzoną eksperymentami, przedstawił angielski chemik John Dalton.

V późny XIX początek XX wieku. teorię tę rozwinęli w swoich pismach Joseph Thomson, a następnie Ernest Rutherford, zwany ojcem fizyki jądrowej. Stwierdzono, że atom, wbrew swojej nazwie, nie jest niepodzielną skończoną cząstką, jak wcześniej stwierdzono. W 1911 roku fizycy przyjęli „planetarny” układ Rutherforda Bohra, zgodnie z którym atom składa się z dodatnio naładowanego jądra i krążących wokół niego ujemnie naładowanych elektronów. Później okazało się, że jądro również nie jest niepodzielne, składa się z dodatnio naładowanych protonów i neutronów, które nie mają ładunku, które z kolei składają się z cząstek elementarnych.

Gdy tylko naukowcy mniej więcej zrozumieli strukturę, jądro atomowe próbowali spełnić od dawna marzenie alchemików o przekształceniu jednej substancji w drugą. W 1934 roku francuscy naukowcy Frederic i Irene Joliot-Curie bombardowali aluminium cząstkami alfa (jądrami helu), aby uzyskać radioaktywne atomy fosforu, które z kolei zostały przekształcone w stabilny izotop krzemu, pierwiastka cięższego niż aluminium. Pojawił się pomysł przeprowadzenia podobnego eksperymentu z najcięższym naturalnym pierwiastkiem, uranem, odkrytym w 1789 roku przez Martina Klaprotha. Po 1896 Henri Becquerel odkrył radioaktywność soli uranu, pierwiastek ten poważnie zainteresował naukowców.

E. Rutherforda.

Grzyb wybuchu nuklearnego.

W 1938 roku niemieccy chemicy Otto Hahn i Fritz Strassmann przeprowadzili eksperyment podobny do eksperymentu Joliot-Curie, jednak biorąc uran zamiast aluminium, mieli nadzieję uzyskać nowy superciężki pierwiastek. Jednak wynik był nieoczekiwany: zamiast superciężkich uzyskano lekkie pierwiastki ze środkowej części układu okresowego. Po pewnym czasie fizyk Lisa Meitner zasugerowała, że ​​bombardowanie uranu neutronami prowadzi do rozszczepienia (rozszczepienia) jego jądra, w wyniku czego uzyskuje się jądra lekkich pierwiastków i pozostaje pewna liczba wolnych neutronów.

Dalsze badania wykazały, że naturalny uran składa się z mieszaniny trzech izotopów, przy czym uran-235 jest z nich najmniej stabilny. Od czasu do czasu jądra jej atomów spontanicznie rozdzielają się na części, procesowi temu towarzyszy uwalnianie dwóch lub trzech wolnych neutronów, które pędzą z prędkością około 10 tys. km s. Jądra najpowszechniejszego izotopu-pa-238 w większości przypadków po prostu wychwytują te neutrony, rzadziej zachodzi przemiana uranu w neptun, a dalej w pluton-239. Kiedy neutron wchodzi do jądra uranu-2 3 5, natychmiast następuje jego nowe rozszczepienie.

To było oczywiste: jeśli weźmiesz wystarczająco duży kawałek czystego (wzbogaconego) uranu-235, reakcja rozszczepienia w nim przebiegnie jak lawina, reakcja ta została nazwana reakcją łańcuchową. Rozszczepienie każdego jądra uwalnia ogromną ilość energii. Obliczono, że całkowite rozszczepienie 1 kg uranu-235 uwalnia tyle samo ciepła, co spalanie 3000 ton węgla. To kolosalne wyzwolenie energii, uwolnione w ciągu kilku chwil, miało objawić się jako eksplozja potwornej siły, która oczywiście natychmiast zainteresowała resorty wojskowe.

Małżonkowie Joliot-Curies. 1940

L. Meitner i O. Gahn. 1925 g.

Przed wybuchem II wojny światowej Niemcy i niektóre inne kraje prowadziły ściśle tajne prace nad tworzeniem broni jądrowej. W Stanach Zjednoczonych badania oznaczone jako Projekt Manhattan rozpoczęły się w 1941 roku, a rok później w Los Alamos powstało największe na świecie laboratorium badawcze. Administracyjnie projekt podlegał General Groves, a nadzór naukowy sprawował profesor Uniwersytetu Kalifornijskiego Robert Oppenheimer. W pracach projektu brały udział największe autorytety w dziedzinie fizyki i chemii, w tym 13 laureatów Nagrody Nobla: Enrico Fermi, James Frank, Niels Bohr, Ernest Lawrence i inni.

Głównym zadaniem było uzyskanie wystarczającej ilości uranu-235. Stwierdzono, że pluton-2 39 może również służyć jako ładunek bomby, więc prace prowadzono w dwóch kierunkach jednocześnie. Akumulacja uranu-235 miała być prowadzona przez oddzielenie go od masy naturalnego uranu, a pluton można było uzyskać tylko w wyniku kontrolowanej reakcji jądrowej, gdy uran-238 został napromieniowany neutronami. Naturalny uran został wzbogacony w fabrykach Westinghouse, a do produkcji plutonu trzeba było zbudować reaktor jądrowy.

To właśnie w reaktorze miał miejsce proces napromieniania prętów uranu neutronami, w wyniku którego część uranu-238 musiała zamienić się w pluton. W tym przypadku rozszczepiające się atomy uranu-235 były źródłem neutronów, ale wychwytywanie neutronów przez uran-238 nie pozwoliło na rozpoczęcie reakcji łańcuchowej. Odkrycie Enrico Fermiego, który odkrył, że neutrony spowolniły do ​​prędkości 22 ms, spowodowały reakcję łańcuchową uranu-235, ale nie zostały przechwycone przez uran-238, pomogło rozwiązać problem. Jako moderator Fermi zasugerował 40-centymetrową warstwę grafitu lub ciężkiej wody, która zawiera izotop wodoru deuter.

R. Oppenheimer i generał porucznik L. Groves. 1945 g.

Calutron w Oak Ridge.

W 1942 roku pod trybunami Chicago Stadium zbudowano eksperymentalny reaktor. 2 grudnia miał udany eksperymentalny start. Rok później wybudowano nowy zakład wzbogacania w mieście Oak Ridge oraz uruchomiono reaktor do przemysłowej produkcji plutonu, a także urządzenie kalutronowe do elektromagnetycznej separacji izotopów uranu. Całkowity koszt projektu wyniósł około 2 miliardów dolarów. Tymczasem w Los Alamos trwały prace bezpośrednio nad urządzeniem bomby i metodami detonacji ładunku.

16 czerwca 1945 r. w pobliżu miasta Alamogordo w stanie Nowy Meksyk, podczas testów o kryptonimie Trinity, zdetonowano pierwsze na świecie urządzenie nuklearne z ładunkiem plutonu i implozyjną (przy użyciu chemicznych materiałów wybuchowych) detonacją. Siła eksplozji była równoważna eksplozji 20 kiloton TNT.

Kolejnym krokiem było militarne użycie broni jądrowej przeciwko Japonii, która po kapitulacji Niemiec sama kontynuowała wojnę przeciwko Stanom Zjednoczonym i ich sojusznikom. 6 sierpnia bombowiec B-29 Enola Gay pod kontrolą pułkownika Tibbetsa zrzucił na Hiroszimę bombę Little Boy z ładunkiem uranowym i armatą (używając kombinacji dwóch bloków, aby stworzyć masę krytyczną) schematu detonacji. Bomba została zrzucona ze spadochronu i eksplodowała na wysokości 600 metrów nad ziemią. 9 sierpnia samochód skrzynkowy majora Sweeneya zrzucił bombę plutonową Grubego Człowieka na Nagasaki. Konsekwencje wybuchów były tragiczne. Oba miasta zostały prawie całkowicie zniszczone, w Hiroszimie zginęło ponad 200 tysięcy osób, w Nagasaki zginęło około 80 tysięcy osób.Później jeden z pilotów przyznał, że widział w tej sekundzie najgorszą rzecz, jaką można zobaczyć. Nie mogąc oprzeć się nowej broni, rząd japoński skapitulował.

Hiroszima po bombardowaniu atomowym.

Wybuch bomby atomowej położył kres II wojnie światowej, ale w rzeczywistości rozpoczął nową „zimną” wojnę, której towarzyszył szalejący wyścig zbrojeń nuklearnych. Radzieccy naukowcy musieli dogonić Amerykanów. W 1943 r. Utworzono tajne „laboratorium nr 2”, kierowane przez słynnego fizyka Igora Wasiljewicza Kurczatowa. Później laboratorium zostało przekształcone w Instytut Energii Atomowej. W grudniu 1946 r. przeprowadzono pierwszą reakcję łańcuchową w eksperymentalnym reaktorze jądrowym uranowo-grafitowym F1. Dwa lata później w Związku Radzieckim zbudowano pierwszą fabrykę plutonu z kilkoma reaktorami przemysłowymi, a w sierpniu 1949 roku przeprowadzono próbną eksplozję pierwszej radzieckiej bomby atomowej z ładunkiem plutonu RDS-1 o mocy 22 kiloton poligon badawczy Semipałatyńsk.

W listopadzie 1952 roku na atolu Enewetok na Oceanie Spokojnym Stany Zjednoczone zdetonowały pierwszy ładunek termojądrowy, którego niszcząca siła powstała z energii uwolnionej podczas fuzji jądrowej pierwiastków lekkich w cięższe. Dziewięć miesięcy później, w miejscu testowym Semipalatinsk, radzieccy naukowcy przetestowali bombę termojądrową RDS-6, czyli wodorową, 400 kilotonową, opracowaną przez grupę naukowców kierowaną przez Andrieja Dmitriewicza Sacharowa i Yuli Borisovicha Kharitona. W październiku 1961 r. 50-megatonowa Car Bomba, najpotężniejsza bomba wodorowa, jaką kiedykolwiek testowano, została zdetonowana na poligonie Nowaja Ziemia.

I. V. Kurczatow.

Pod koniec 2000 roku Stany Zjednoczone miały około 5000, a Rosja 2800 jednostek broni jądrowej na rozmieszczonych strategicznych nośnikach, a także znaczną liczbę taktycznej broni jądrowej. Ta podaż wystarczy do kilkukrotnego zniszczenia całej planety. Tylko jedna bomba termojądrowa o średniej wydajności (około 25 megaton) jest równa 1500 Hiroszimie.

Pod koniec lat 70. przeprowadzono badania nad stworzeniem broni neutronowej, typu bomby atomowej o niskiej wydajności. Bomba neutronowa różni się od konwencjonalnej bomby atomowej tym, że sztucznie zwiększa tę część energii wybuchu, która jest uwalniana w postaci promieniowania neutronowego. Promieniowanie to wpływa na siłę roboczą wroga, wpływa na jego broń i powoduje skażenie radioaktywne obszaru, podczas gdy wpływ fali uderzeniowej i promieniowania świetlnego jest ograniczony. Jednak żadna armia na świecie nigdy nie przyjęła ładunków neutronowych.

Choć wykorzystanie energii jądrowej postawiło świat na krawędzi zagłady, to jednak ma też pokojową hipostazę, jednak niezwykle niebezpieczną, gdy wymknie się spod kontroli, dobitnie pokazały to wypadki w elektrowniach atomowych w Czarnobylu i Fukushimie. Pierwsza na świecie elektrownia jądrowa o mocy zaledwie 5 MW została uruchomiona 27 czerwca 1954 r. We wsi Obninskoje w obwodzie kałuskim (obecnie miasto Obninsk). Obecnie na świecie działa ponad 400 elektrowni jądrowych, z czego 10 w Rosji. Wytwarzają około 17% całej światowej energii elektrycznej, a liczba ta prawdopodobnie tylko wzrośnie. Obecnie świat nie może obejść się bez wykorzystania energii jądrowej, ale chciałbym wierzyć, że w przyszłości ludzkość znajdzie bezpieczniejsze źródło dostaw energii.

Panel sterowania elektrowni jądrowej w Obnińsku.

Czarnobyl po katastrofie.