Kto stworzył bombę. Kto wynalazł bombę atomową - kiedy została wynaleziona? Zasada bomby termojądrowej

Bomba wodorowa lub termojądrowa stała się kamieniem węgielnym wyścigu zbrojeń między USA a ZSRR. Obydwa supermocarstwa przez kilka lat spierały się o to, kto zostanie pierwszym właścicielem nowego rodzaju niszczycielskiej broni.

Projekt broni termojądrowej

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

Źródłem cennych informacji był Klaus Fuchs, pracownik Narodowego Laboratorium Los Alamos w USA. Dostarczył Związkowi Radzieckiemu konkretnych informacji dotyczących tajnego amerykańskiego opracowania superbomby. Do 1950 roku projekt Super został wyrzucony do kosza, ponieważ dla zachodnich naukowców stało się jasne, że takiego nowego programu uzbrojenia nie da się wdrożyć. Dyrektorem tego programu był Edward Teller.

W 1946 roku Klaus Fuchs i John opracowali idee projektu Super i opatentowali własny system. Zasada implozji radioaktywnej była w nim zasadniczo nowa. W ZSRR schemat ten zaczęto rozważać nieco później – w 1948 r. Ogólnie można powiedzieć, że w początkowej fazie opierał się on w całości na informacjach amerykańskich uzyskanych przez wywiad. Jednak kontynuując badania w oparciu o te materiały, radzieccy naukowcy wyraźnie wyprzedzili swoich zachodnich kolegów, co pozwoliło ZSRR uzyskać najpierw pierwszą, a potem najpotężniejszą bombę termojądrową.

17 grudnia 1945 r. na posiedzeniu specjalnej komisji utworzonej przy Radzie Komisarzy Ludowych ZSRR fizycy jądrowi Jakow Zeldowicz, Izaak Pomeranczuk i Julius Hartion sporządzili raport „Wykorzystanie energii jądrowej pierwiastków lekkich”. W artykule zbadano możliwość użycia bomby deuterowej. To przemówienie zapoczątkowało radziecki program nuklearny.

W 1946 r badania teoretyczne zaczęto prowadzić w Instytucie Fizyki Chemicznej. Pierwsze wyniki tych prac omawiano na jednym z posiedzeń Rady Naukowo-Technicznej w I Dyrekcji Głównej. Dwa lata później Ławrientij Beria polecił Kurczatowowi i Kharitonowi przeanalizowanie dostarczonych im materiałów na temat układu von Neumanna związek Radziecki dzięki tajnym agentom na Zachodzie. Dane z tych dokumentów dały dodatkowy impuls do badań, które doprowadziły do ​​narodzin projektu RDS-6.

„Evie Mike” i „Zamek Bravo”

1 listopada 1952 roku Amerykanie przetestowali pierwsze na świecie urządzenie termojądrowe, które nie było jeszcze bombą, ale już jej najważniejszym elementem. Do eksplozji doszło na atolu Enivotek w USA Pacyfik. i Stanislav Ulam (każdy z nich właściwie twórca bomby wodorowej) opracowali niedawno dwustopniowy projekt, który przetestowali Amerykanie. Urządzenie nie mogło zostać użyte jako broń, ponieważ zostało wyprodukowane przy użyciu deuteru. Dodatkowo wyróżniał się ogromną masą i wymiarami. Takiego pocisku po prostu nie można było zrzucić z samolotu.

Pierwsza bomba wodorowa została przetestowana przez radzieckich naukowców. Gdy Stany Zjednoczone dowiedziały się o udanym użyciu RDS-6, stało się jasne, że konieczne jest jak najszybsze zmniejszenie dystansu do Rosjan w wyścigu zbrojeń. Amerykański test odbył się 1 marca 1954 r. Na miejsce testów wybrano atol Bikini na Wyspach Marshalla. Archipelagi Pacyfiku nie zostały wybrane przypadkowo. Nie było tu prawie żadnej ludności (a nieliczni mieszkańcy pobliskich wysp zostali wysiedleni w przeddzień eksperymentu).

Najbardziej niszczycielski wybuch amerykańskiej bomby wodorowej stał się znany jako Castle Bravo. Moc ładowania okazała się 2,5 razy większa niż oczekiwano. Eksplozja doprowadziła do skażenia radiacyjnego dużego obszaru (wiele wysp i Pacyfiku), co doprowadziło do skandalu i rewizji programu nuklearnego.

Rozwój RDS-6

Projekt pierwszej radzieckiej bomby termojądrowej nazwano RDS-6. Plan został napisany przez wybitnego fizyka Andrieja Sacharow. W 1950 roku Rada Ministrów ZSRR podjęła decyzję o skoncentrowaniu prac nad stworzeniem nowej broni w KB-11. Zgodnie z tą decyzją grupa naukowców pod przewodnictwem Igora Tamma udała się do zamkniętego Arzamas-16.

Specjalnie na potrzeby tego wspaniałego projektu przygotowano poligon testowy w Semipałatyńsku. Zanim rozpoczął się test bomby wodorowej, zainstalowano tam liczne przyrządy pomiarowe, filmujące i rejestrujące. Ponadto w imieniu 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. Zastosowano unikalne ujęcia przeznaczone do próbek chemicznych i radioaktywnych. Otworzyć je mogła tylko potężna fala uderzeniowa. Urządzenia rejestrujące i filmujące instalowano w specjalnie przygotowanych konstrukcjach ufortyfikowanych na powierzchni oraz w podziemnych bunkrach.

Budzik

Już w 1946 roku Edward Teller, który pracował w USA, opracował prototyp RDS-6. Nazywa się Budzik. Projekt tego urządzenia był pierwotnie proponowany jako alternatywa dla Super. W kwietniu 1947 roku w laboratorium w Los Alamos rozpoczęto serię eksperymentów mających na celu zbadanie natury zasad termojądrowych.

Naukowcy spodziewali się największego uwolnienia energii z budzika. Jesienią Teller zdecydował się wykorzystać deuterek litu jako paliwo do urządzenia. Badacze nie stosowali jeszcze tej substancji, ale spodziewali się, że poprawi ona efektywność.Co ciekawe, Teller już w swoich notatkach zauważył zależność programu nuklearnego od dalszy rozwój komputery. Technika ta była niezbędna naukowcom do wykonywania dokładniejszych i bardziej złożonych obliczeń.

Budzik i RDS-6 miały wiele wspólnego, ale różniły się też pod wieloma względami. Wersja amerykańska ze względu na swoje rozmiary nie była tak praktyczna jak radziecka. Swój duży rozmiar odziedziczył po projekcie Super. Ostatecznie Amerykanie musieli porzucić ten rozwój. Ostatnie badania odbyły się w 1954 roku, po czym okazało się, że projekt jest nieopłacalny.

Wybuch pierwszej bomby termojądrowej

Pierwszy w historia ludzkości Próba bomby wodorowej odbyła się 12 sierpnia 1953 r. Rano na horyzoncie pojawił się jasny błysk, który oślepiał nawet przez okulary ochronne. Eksplozja RDS-6 okazała się 20 razy silniejsza niż bomba atomowa. Eksperyment uznano za udany. Naukowcom udało się dokonać ważnego przełomu technologicznego. Po raz pierwszy jako paliwo zastosowano wodorek litu. W promieniu 4 kilometrów od epicentrum eksplozji fala zniszczyła wszystkie budynki.

Kolejne testy bomby wodorowej w ZSRR bazowały na doświadczeniach zdobytych przy użyciu RDS-6. Ta niszczycielska broń była nie tylko najpotężniejsza. Ważną zaletą bomby była jej zwartość. Pocisk umieszczono w bombowcu Tu-16. Sukces pozwolił sowieckim naukowcom wyprzedzić Amerykanów. W Stanach Zjednoczonych istniało wówczas urządzenie termojądrowe wielkości domu. Nie nadawał się do transportu.

Kiedy Moskwa ogłosiła, że ​​bomba wodorowa ZSRR jest gotowa, Waszyngton zakwestionował tę informację. Głównym argumentem Amerykanów był fakt, że bombę termojądrową należy wykonać według schematu Tellera-Ulama. Opierał się na zasadzie implozji radiacyjnej. Projekt ten zostanie zrealizowany w ZSRR dwa lata później, w 1955 roku.

Największy wkład w stworzenie RDS-6 wniósł fizyk Andriej Sacharow. Bomba wodorowa była jego pomysłem - to on zaproponował rewolucyjne rozwiązania techniczne, które umożliwiły pomyślne zakończenie testów na poligonie w Semipałatyńsku. Młody Sacharow natychmiast został akademikiem Akademii Nauk ZSRR, Bohaterem Pracy Socjalistycznej oraz laureatem nagród i medali.Nagrody otrzymali także inni naukowcy: Yuli Khariton, Kirill Szczelkin, Jakow Zeldowicz, Nikołaj Duchow itd. W 1953 r. Wykazały to próby bomby wodorowej nauka radziecka może przezwyciężyć to, co do niedawna wydawało się fikcją i fantazją. Dlatego natychmiast po udanej eksplozji RDS-6 rozpoczęto prace nad jeszcze potężniejszymi pociskami.

RDS-37

20 listopada 1955 roku w ZSRR odbyły się kolejne testy bomby wodorowej. Tym razem był on dwuetapowy i odpowiadał schematowi Tellera-Ulama. Bomba RDS-37 miała zostać zrzucona z samolotu. Kiedy jednak wystartował, stało się jasne, że testy trzeba będzie przeprowadzić w sytuacji awaryjnej. Wbrew prognozom pogody pogoda wyraźnie się pogorszyła, przez co poligon zakryły gęste chmury.

Po raz pierwszy eksperci zmuszeni byli wylądować samolotem z bombą termojądrową na pokładzie. Przez pewien czas w Centralnym Stanowisku Dowodzenia toczyła się dyskusja na temat tego, co dalej robić. Rozważano propozycję zrzucenia bomby w pobliskich górach, jednak tę opcję odrzucono jako zbyt ryzykowną. Tymczasem samolot nadal krążył w pobliżu poligonu testowego, kończąc mu się paliwo.

Zeldowicz i Sacharow otrzymali ostatnie słowo. Bomba wodorowa, która eksplodowała poza poligonem testowym, doprowadziłaby do katastrofy. Naukowcy zdawali sobie sprawę z pełnego zakresu ryzyka i własnej odpowiedzialności, a mimo to przekazali pisemne potwierdzenie, że samolot będzie mógł bezpiecznie wylądować. Ostatecznie dowódca załogi Tu-16 Fiodor Gołowaszko otrzymał rozkaz lądowania. Lądowanie było bardzo gładkie. Piloci pokazali wszystkie swoje umiejętności i nie wpadli w panikę w krytycznej sytuacji. Manewr był doskonały. Centralne Stanowisko Dowodzenia odetchnęło z ulgą.

Twórca bomby wodorowej Sacharow i jego zespół przeżyli testy. Drugą próbę zaplanowano na 22 listopada. Tego dnia wszystko odbyło się bez sytuacji awaryjnych. Bomba została zrzucona z wysokości 12 kilometrów. Podczas opadania pocisku samolotowi udało się oddalić na bezpieczną odległość od epicentrum eksplozji. Kilka minut później grzyb nuklearny osiągnął wysokość 14 kilometrów, a jego średnica wynosiła 30 kilometrów.

Eksplozja nie obyła się bez tragicznych wydarzeń. Fala uderzeniowa rozbiła szkło w odległości 200 kilometrów, powodując liczne obrażenia. W wyniku zawalenia się sufitu zginęła także dziewczyna mieszkająca w sąsiedniej wiosce. Kolejną ofiarą był żołnierz przebywający w specjalnym areszcie. Żołnierz zasnął w ziemiance i zmarł z uduszenia, zanim towarzysze zdążyli go wyciągnąć.

Rozwój cara Bomby

W 1954 r. najlepsi w kraju fizycy nuklearni pod przewodnictwem rozpoczęli prace nad najpotężniejszą bombą termojądrową w historii ludzkości. W projekcie wzięli także udział Andriej Sacharow, Wiktor Adamski, Jurij Babajew, Jurij Smirnow, Jurij Trutniew itp. Ze względu na swoją moc i rozmiar bomba stała się znana jako „carska bomba”. Uczestnicy projektu wspominali później, że sformułowanie to pojawiło się po słynnym wystąpieniu Chruszczowa w ONZ na temat „matki Kuzki”. Oficjalnie projekt nosił nazwę AN602.

W ciągu siedmiu lat rozwoju bomba przeszła kilka reinkarnacji. Początkowo naukowcy planowali wykorzystać składniki uranu i reakcji Jekylla-Hyde'a, ale później pomysł ten musiał zostać porzucony ze względu na niebezpieczeństwo skażenia radioaktywnego.

Przetestuj na Nowej Ziemi

Na pewien czas projekt Car Bomba został zamrożony w związku z wyjazdem Chruszczowa do Stanów Zjednoczonych i nastąpiła krótka przerwa w zimnej wojnie. W 1961 r. Konflikt między krajami ponownie wybuchł, a w Moskwie ponownie przypomniano sobie o broni termojądrowej. Nadchodzące testy Chruszczow zapowiedział w październiku 1961 r. podczas XXII Zjazdu KPZR.

30-tego Tu-95B z bombą na pokładzie wystartował z Ołeny i skierował się do Nowej Ziemi. Samolot doleciał do celu po dwóch godzinach. Kolejna radziecka bomba wodorowa została zrzucona na wysokość 10,5 tys. m n.p.m miejsce testów nuklearnych„Suchy nos” Pocisk eksplodował, będąc jeszcze w powietrzu. Powstał kula ognia, który osiągnął średnicę trzech kilometrów i prawie dotknął ziemi. Według obliczeń naukowców fala sejsmiczna powstająca po eksplozji przecięła planetę trzykrotnie. Uderzenie było odczuwalne w odległości tysiąca kilometrów, a wszystko, co żyło w odległości stu kilometrów, mogło doznać oparzeń trzeciego stopnia (tak się nie stało, ponieważ obszar był niezamieszkany).

W tamtym czasie najpotężniejsza amerykańska bomba termojądrowa była czterokrotnie słabsza od Car Bomby. Radzieccy przywódcy byli zadowoleni z wyniku eksperymentu. Moskwa dostała, czego chciała, od kolejnej bomby wodorowej. Test wykazał, że ZSRR dysponował bronią znacznie potężniejszą niż Stany Zjednoczone. Odtąd niszczycielski zapis „cara Bomby” nigdy nie został pobity. Najpotężniejsza eksplozja bomby wodorowej była kamieniem milowym w historii nauki i zimnej wojny.

Broń termojądrowa innych krajów

Brytyjskie prace nad bombą wodorową rozpoczęły się w 1954 roku. Kierownikiem projektu był William Penney, który wcześniej był uczestnikiem Projektu Manhattan w USA. Brytyjczycy mieli okruchy informacji na temat budowy broni termojądrowej. Amerykańscy sojusznicy nie podzielili się tymi informacjami. W Waszyngtonie nawiązali do uchwalonej w 1946 roku ustawy o energetyce atomowej. Jedynym wyjątkiem dla Brytyjczyków było pozwolenie na obserwację testów. Wykorzystali także samoloty do pobrania próbek pozostawionych przez eksplozje amerykańskich pocisków.

Początkowo Londyn postanowił ograniczyć się do stworzenia bardzo potężnej bomby atomowej. Tak rozpoczęły się próby Orange Messenger. Podczas nich zrzucono najpotężniejszą bombę nietermojądrową w historii ludzkości. Jego wadą był nadmierny koszt. 8 listopada 1957 roku przeprowadzono test bomby wodorowej. Historia powstania brytyjskiego dwustopniowego urządzenia jest przykładem pomyślnego postępu w warunkach pozostawania w tyle dwóch skłóconych między sobą supermocarstw.

Bomba wodorowa pojawiła się w Chinach w 1967 r., we Francji w 1968 r. Tak więc dzisiaj w klubie krajów posiadających broń termojądrową znajduje się pięć państw. Informacje na temat bomby wodorowej w Korei Północnej pozostają kontrowersyjne. Szef KRLD oświadczył, że jego naukowcom udało się opracować taki pocisk. Podczas testów sejsmolodzy różne kraje zarejestrowano aktywność sejsmiczną spowodowaną wybuchem jądrowym. Ale nadal nie ma konkretnych informacji na temat bomby wodorowej w KRLD.

Za ojców bomby atomowej oficjalnie uznawani są Amerykanin Robert Oppenheimer i radziecki naukowiec Igor Kurczatow. Ale równolegle opracowywano śmiercionośną broń także w innych krajach (Włochy, Dania, Węgry), więc odkrycie słusznie należy do wszystkich.

Pierwszymi, którzy zajęli się tym zagadnieniem, byli niemieccy fizycy Fritz Strassmann i Otto Hahn, którzy w grudniu 1938 roku jako pierwsi dokonali sztucznego podziału jądro atomowe uran. Sześć miesięcy później na poligonie testowym Kummersdorf pod Berlinem budowano już pierwszy reaktor i pilnie kupowano rudę uranu z Konga.

„Projekt uranowy” – Niemcy zaczynają i przegrywają

We wrześniu 1939 roku utajniono „Projekt Uranowy”. Do udziału w programie zaproszono 22 renomowane ośrodki badawcze, a nadzór nad badaniami sprawował Minister Uzbrojenia Albert Speer. Budowę instalacji do separacji izotopów i produkcji uranu w celu wydobycia z niego izotopu wspomagającego reakcję łańcuchową powierzono koncernowi IG Farbenindustry.

Przez dwa lata grupa czcigodnego naukowca Heisenberga badała możliwość stworzenia reaktora z ciężką wodą. Z rudy uranu można wyizolować potencjalny materiał wybuchowy (izotop uranu-235).

Ale do spowolnienia reakcji potrzebny jest inhibitor - grafit lub ciężka woda. Wybór tej drugiej opcji stworzył problem nie do pokonania.

Jedyny zakład do produkcji ciężkiej wody, który znajdował się w Norwegii, został po okupacji wyłączony przez miejscowych bojowników ruchu oporu, a niewielkie zapasy cennych surowców wywieziono do Francji.

Szybka realizacja programu nuklearnego została utrudniona także przez eksplozję eksperymentalnego reaktora jądrowego w Lipsku.

Hitler wspierał projekt uranowy, dopóki miał nadzieję uzyskać więcej potężna broń mogących mieć wpływ na wynik rozpoczętej przez niego wojny. Po ograniczeniu finansowania rządowego programy prac kontynuowano przez pewien czas.

W 1944 roku Heisenbergowi udało się stworzyć odlewane płyty uranowe i zbudowano specjalny bunkier dla reaktora w Berlinie.

Planowano zakończyć eksperyment w celu uzyskania reakcji łańcuchowej w styczniu 1945 roku, jednak miesiąc później sprzęt został w trybie pilnym przetransportowany na granicę szwajcarską, gdzie został rozmieszczony dopiero miesiąc później. Reaktor jądrowy zawierał 664 kostki uranu o wadze 1525 kg. Otaczał go grafitowy reflektor neutronów o wadze 10 ton, a do rdzenia dodatkowo załadowano półtora tony ciężkiej wody.

23 marca reaktor wreszcie zaczął działać, jednak raport do Berlina był przedwczesny: reaktor nie osiągnął punktu krytycznego, a reakcja łańcuchowa nie nastąpiła. Dodatkowe obliczenia wykazały, że masę uranu należy zwiększyć o co najmniej 750 kg, dodając proporcjonalnie ilość ciężkiej wody.

Jednak dostawy surowców strategicznych dobiegły końca, podobnie jak los III Rzeszy. 23 kwietnia Amerykanie wkroczyli do wioski Haigerloch, gdzie przeprowadzono testy. Wojsko zdemontowało reaktor i przetransportowało go do Stanów Zjednoczonych.

Pierwsze bomby atomowe w USA

Nieco później Niemcy rozpoczęli prace nad bombą atomową w USA i Wielkiej Brytanii. Wszystko zaczęło się od listu Alberta Einsteina i jego współautorów, fizyków-emigrantów, wysłanego we wrześniu 1939 roku do prezydenta USA Franklina Roosevelta.

W apelu podkreślono, że nazistowskie Niemcy były bliskie stworzenia bomby atomowej.

Stalin po raz pierwszy dowiedział się o pracach nad bronią nuklearną (zarówno sojuszniczą, jak i przeciwną) od oficerów wywiadu w 1943 roku. Natychmiast postanowili stworzyć podobny projekt w ZSRR. Instrukcje wydano nie tylko naukowcom, ale także służbom wywiadowczym, dla których zdobycie jakichkolwiek informacji o tajemnicach nuklearnych stało się głównym zadaniem.

Bezcenne informacje o rozwoju amerykańskich naukowców, które udało się uzyskać funkcjonariuszom sowieckiego wywiadu, znacznie przyspieszyły krajowy projekt nuklearny. Pomogło to naszym naukowcom uniknąć nieefektywnych ścieżek poszukiwań i znacznie przyspieszyło czas osiągnięcia ostatecznego celu.

Serow Iwan Aleksandrowicz – szef operacji tworzenia bomby

Oczywiście rząd radziecki nie mógł zignorować sukcesów niemieckich fizyków jądrowych. Po wojnie grupa radzieckich fizyków, przyszłych naukowców, została wysłana do Niemiec w mundurach pułkowników armii radzieckiej.

Szefem operacji został Iwan Sierow, pierwszy zastępca komisarza ludowego spraw wewnętrznych, co pozwoliło naukowcom otworzyć wszelkie drzwi.

Oprócz swoich niemieckich kolegów znaleźli złoża uranu metalicznego. Zdaniem Kurczatowa skróciło to czas opracowania radzieckiej bomby co najmniej o rok. Armia amerykańska wywiozła z Niemiec ponad tonę uranu i czołowych specjalistów nuklearnych.

Do ZSRR wysyłano nie tylko chemików i fizyków, ale także wykwalifikowanych praca– mechanicy, elektrycy, dmuchacze szkła. Część pracowników odnaleziono w obozach jenieckich. W sumie nad sowieckim projektem nuklearnym pracowało około 1000 niemieckich specjalistów.

Niemieccy naukowcy i laboratoria na terenie ZSRR w latach powojennych

Z Berlina przywieziono wirówkę uranu i inny sprzęt, a także dokumenty i odczynniki z laboratorium von Ardenne i Instytutu Fizyki Kaisera. W ramach programu utworzono laboratoria „A”, „B”, „C”, „D”, na których czele stoją niemieccy naukowcy.

Kierownikiem Laboratorium „A” był baron Manfred von Ardenne, który opracował metodę oczyszczania metodą dyfuzji gazu i separacji izotopów uranu w wirówce.

Za stworzenie takiej wirówki (tylko na skalę przemysłową) otrzymał w 1947 roku Nagrodę Stalina. Laboratorium znajdowało się wówczas w Moskwie, na terenie słynnego Instytutu Kurczatowa. W każdym zespole niemieckiego naukowca znajdowało się 5-6 specjalistów radzieckich.

Później laboratorium „A” przewieziono do Suchumi, gdzie na jego bazie utworzono instytut fizyczno-techniczny. W 1953 r. baron von Ardenne został po raz drugi laureatem Stalina.

Laboratorium B, które przeprowadziło eksperymenty z zakresu chemii radiacyjnej na Uralu, kierował Nikolaus Riehl, kluczowa postać projektu. Tam, w Śnieżyńsku, pracował z nim utalentowany rosyjski genetyk Timofeev-Resovsky, z którym przyjaźnił się w Niemczech. Udany test bomby atomowej przyniósł Riehlowi gwiazdę Bohatera Pracy Socjalistycznej i Nagrodę Stalina.

Badaniami w Laboratorium B w Obnińsku kierował profesor Rudolf Pose, pionier w dziedzinie testów nuklearnych. Jego zespołowi udało się stworzyć reaktory na prędkie neutrony, pierwszą elektrownię jądrową w ZSRR oraz projekty reaktorów dla łodzi podwodnych.

Na bazie laboratorium utworzono później Instytut Fizyki i Energii im. AI. Leypunsky'ego. Do 1957 roku profesor pracował w Suchumi, następnie w Dubnej, w Wspólnym Instytucie Technologii Jądrowych.

Laboratorium „G”, zlokalizowane w sanatorium Suchumi „Agudzery”, kierował Gustav Hertz. Bratanek słynnego XIX-wiecznego naukowca zyskał sławę po serii eksperymentów, które potwierdziły idee mechaniki kwantowej i teorię Nielsa Bohra.

Wyniki jego produktywnej pracy w Suchumi posłużyły do ​​stworzenia instalacji przemysłowej w Nowouralsku, gdzie w 1949 roku napełniono pierwszą radziecką bombę RDS-1.

Bomba uranowa, którą Amerykanie zrzucili na Hiroszimę, była bombą armatnią. Tworząc RDS-1, krajowi fizycy jądrowi kierowali się Fat Boyem - „bombą Nagasaki” wykonaną z plutonu na zasadzie implozji.

W 1951 roku Hertz otrzymał Nagrodę Stalina za swoją owocną pracę.

Niemieccy inżynierowie i naukowcy mieszkali w wygodnych domach, przywozili z Niemiec rodziny, meble, obrazy, zapewniano im godziwe pensje i specjalne jedzenie. Czy mieli status więźniów? Według akademika A.P. Aleksandrow, aktywny uczestnik projektu, wszyscy byli więźniami w takich warunkach.

Po otrzymaniu pozwolenia na powrót do ojczyzny niemieccy specjaliści podpisali umowę o zachowaniu poufności dotyczącą ich udziału w sowieckim projekcie nuklearnym przez 25 lat. W NRD kontynuowali pracę w swojej specjalności. Baron von Ardenne był dwukrotnym laureatem Niemieckiej Nagrody Narodowej.

Profesor stał na czele Instytutu Fizyki w Dreźnie, który powstał pod patronatem Rady Naukowej ds. Pokojowego Zastosowania Energii Atomowej. Na czele Rady Naukowej stał Gustav Hertz, który za swój trzytomowy podręcznik fizyki atomowej otrzymał Nagrodę Narodową NRD. Tutaj, w Dreźnie, na Politechnice, pracował także profesor Rudolf Pose.

Udział niemieckich specjalistów w sowieckim projekcie atomowym, a także osiągnięcia sowieckiego wywiadu, nie umniejszają zasług radzieckich naukowców, którzy swoją bohaterską pracą stworzyli krajową broń atomową. A jednak bez wkładu każdego uczestnika projektu utworzenie przemysłu nuklearnego i bomby atomowej zajęłoby czas nieokreślony.

Nasz artykuł poświęcony jest historii stworzenia i ogólne zasady synteza takiego urządzenia, zwanego czasem wodorem. Zamiast uwalniać energię wybuchową poprzez rozszczepianie jąder ciężkich pierwiastków, takich jak uran, generuje jeszcze więcej energii, łącząc jądra lekkich pierwiastków (takich jak izotopy wodoru) w jeden ciężki (taki jak hel).

Dlaczego synteza jądrowa jest lepsza?

W reakcji termojądrowej, która polega na fuzji jąder biorących w niej udział pierwiastki chemiczne, na jednostkę masy urządzenia fizycznego wytwarza się znacznie więcej energii niż w przypadku czystej bomby atomowej przeprowadzającej reakcję rozszczepienia jądrowego.

W bombie atomowej rozszczepialne paliwo jądrowe szybko, pod wpływem energii detonacji konwencjonalnych materiałów wybuchowych, łączy się w małą kulistą objętość, gdzie powstaje jego tzw. Masa krytyczna i rozpoczyna się reakcja rozszczepienia. W tym przypadku wiele neutronów uwolnionych z jąder rozszczepialnych spowoduje rozszczepienie innych jąder w masie paliwa, które również uwolnią dodatkowe neutrony, co doprowadzi do reakcji łańcuchowej. Pokrywa nie więcej niż 20% paliwa przed wybuchem bomby, a może znacznie mniej, jeśli warunki nie są idealne: jak w przypadku bomb atomowych Little Kid zrzuconych na Hiroszimę i Fat Man, które uderzyły w Nagasaki, wydajność (jeśli można takie określenie stosowane do nich) mają zastosowanie) wynosiły odpowiednio zaledwie 1,38% i 13%.

Fuzja (lub fuzja) jąder obejmuje całą masę ładunku bombowego i trwa tak długo, jak neutrony znajdą paliwo termojądrowe, które jeszcze nie przereagowało. Dlatego masa i siła wybuchowa takiej bomby są teoretycznie nieograniczone. Taka fuzja może teoretycznie trwać w nieskończoność. Rzeczywiście, bomba termojądrowa jest jednym z potencjalnych urządzeń zagłady, które mogą zniszczyć całe życie ludzkie.

Co to jest reakcja syntezy jądrowej?

Paliwem w reakcji syntezy termojądrowej są izotopy wodoru, deuter lub tryt. Pierwszy różni się od zwykłego wodoru tym, że jego jądro oprócz jednego protonu zawiera także neutron, a jądro trytu ma już dwa neutrony. W naturalna woda Na każde 7000 atomów wodoru przypada jeden atom deuteru, ale poza jego ilością. zawarty w szklance wody, w wyniku reakcji termojądrowej można uzyskać taką samą ilość ciepła, jak podczas spalania 200 litrów benzyny. Na spotkaniu z politykami w 1946 roku ojciec amerykańskiej bomby wodorowej Edward Teller podkreślił, że deuter dostarcza więcej energii na gram masy niż uran czy pluton, ale kosztuje dwadzieścia centów za gram w porównaniu z kilkoma setkami dolarów za gram paliwa rozszczepialnego. Tryt w ogóle nie występuje w przyrodzie w stanie wolnym, dlatego jest znacznie droższy od deuteru, którego cena rynkowa wynosi kilkadziesiąt tysięcy dolarów za gram, ale najwięcej energii uwalnia się właśnie w reakcji syntezy deuteru oraz jądra trytu, w których powstaje jądro atomu helu i uwalnia neutron unoszący nadwyżkę energii 17,59 MeV

D + T → 4 He + n + 17,59 MeV.

Reakcję tę przedstawiono schematycznie na poniższym rysunku.

Czy to dużo czy mało? Jak wiadomo, wszystkiego można się nauczyć przez porównanie. Zatem energia 1 MeV jest około 2,3 miliona razy większa niż energia uwolniona podczas spalania 1 kg oleju. W efekcie fuzja tylko dwóch jąder deuteru i trytu uwalnia tyle energii, ile powstaje podczas spalania 2,3∙10 6 ∙17,59 = 40,5∙10 6 kg oleju. Ale mówimy tylko o dwóch atomach. Można sobie wyobrazić, jak wysoka była stawka w drugiej połowie lat 40. ubiegłego wieku, kiedy w USA i ZSRR rozpoczęto prace, których efektem była bomba termojądrowa.

Jak to się wszystko zaczeło

Już latem 1942 roku, na początku projektu bomby atomowej w Stanach Zjednoczonych (Projekt Manhattan), a później w podobnym programie sowieckim, na długo przed zbudowaniem bomby opartej na rozszczepieniu jąder uranu, uwagę część uczestników tych programów zachwyciła się urządzeniem, które może wykorzystać znacznie potężniejszą reakcję syntezy jądrowej. W USA zwolennikiem tego podejścia, a nawet, można powiedzieć, jego apologetą, był wspomniany już Edward Teller. W ZSRR kierunek ten rozwinął Andriej Sacharow, przyszły akademik i dysydent.

Dla Tellera jego fascynacja syntezą termojądrową podczas lat tworzenia bomby atomowej była raczej krzywdą. Jako uczestnik Projektu Manhattan uparcie nawoływał do przekierowania środków na realizację własnych pomysłów, których celem była bomba wodorowa i termojądrowa, co nie spodobało się kierownictwu i spowodowało napięcie w stosunkach. Ponieważ w tym czasie kierunek badań termojądrowych nie był wspierany, po stworzeniu bomby atomowej Teller opuścił projekt i zaczął uczyć, a także badać cząstki elementarne.

Jednak wybuch zimnej wojny, a przede wszystkim stworzenie i pomyślne przetestowanie radzieckiej bomby atomowej w 1949 roku, stał się dla zagorzałego antykomunisty Tellera nową szansą na realizację swoich naukowych pomysłów. Wraca do laboratorium w Los Alamos, gdzie powstała bomba atomowa, i wraz ze Stanislavem Ulamem i Corneliusem Everettem rozpoczyna obliczenia.

Zasada bomby termojądrowej

Aby rozpoczęła się reakcja syntezy jądrowej, ładunek bomby musi zostać natychmiast podgrzany do temperatury 50 milionów stopni. Zaproponowany przez Tellera schemat bomby termojądrowej wykorzystuje w tym celu eksplozję małej bomby atomowej, która znajduje się wewnątrz obudowy wodorowej. Można argumentować, że w latach 40. ubiegłego wieku w rozwoju jej projektu uczestniczyły trzy pokolenia:

• Odmiana Tellera, znana jako „klasyczny super”;
• bardziej złożone, ale także bardziej realistyczne projekty kilku koncentrycznych sfer;
• ostateczna wersja projektu Tellera-Ulama, na którym opierają się wszystkie funkcjonujące obecnie systemy broni termojądrowej.

Bomby termojądrowe ZSRR, których pionierem był Andriej Sacharow, przeszły podobne etapy projektowania. On najwyraźniej całkowicie niezależnie i niezależnie od Amerykanów (czego nie można powiedzieć o radzieckiej bombie atomowej, stworzonej wspólnym wysiłkiem naukowców i oficerów wywiadu pracujących w USA) przeszedł wszystkie powyższe etapy projektowania.

Pierwsze dwie generacje miały tę właściwość, że posiadały szereg powiązanych ze sobą „warstw”, z których każda wzmacniała jakiś aspekt poprzedniej, a w niektórych przypadkach dochodziło do sprzężenia zwrotnego. Nie było wyraźnego podziału na pierwotną bombę atomową i wtórną bombę termojądrową. Natomiast diagram bomby termojądrowej Tellera-Ulama wyraźnie rozróżnia eksplozję pierwotną, eksplozję wtórną i, jeśli to konieczne, eksplozję dodatkową.

Urządzenie bomby termojądrowej zgodnie z zasadą Tellera-Ulama

Wiele jej szczegółów nadal pozostaje tajnych, jednak można z całą pewnością stwierdzić, że cała dostępna obecnie broń termojądrowa opiera się na urządzeniu Edwarda Tellerosa i Stanisława Ulama, w którym bomba atomowa (czyli ładunek pierwotny) służy do generowania promieniowania, kompresji i podgrzewa paliwo termojądrowe. Andriej Sacharow w Związku Radzieckim najwyraźniej niezależnie wpadł na podobną koncepcję, którą nazwał „trzecim pomysłem”.

Budowę bomby termojądrowej w tej wersji pokazano schematycznie na poniższym rysunku.

Miał kształt cylindryczny, z mniej więcej kulistą pierwotną bombą atomową na jednym końcu. Wtórny ładunek termojądrowy w pierwszych, jeszcze nie przemysłowych próbkach, składał się z ciekłego deuteru, nieco później stał się stały ze związku chemicznego zwanego deuterkiem litu.

Faktem jest, że przemysł od dawna wykorzystuje wodorek litu LiH do transportu wodoru bez użycia balonów. Twórcy bomby (pomysł ten po raz pierwszy zastosowano w ZSRR) po prostu zaproponowali po prostu wzięcie jej izotopu deuteru zamiast zwykłego wodoru i połączenie go z litem, ponieważ znacznie łatwiej jest wykonać bombę ze stałym ładunkiem termojądrowym.

Ładunek wtórny miał kształt cylindra umieszczonego w pojemniku z powłoką ołowianą (lub uranową). Pomiędzy ładunkami znajduje się tarcza chroniąca przed neutronami. Przestrzeń pomiędzy ściankami pojemnika z paliwem termojądrowym a korpusem bomby wypełniona jest specjalnym tworzywem sztucznym, najczęściej pianką polistyrenową. Sam korpus bomby wykonany jest ze stali lub aluminium.

Kształty te uległy zmianie w najnowszych projektach, takich jak ten pokazany poniżej.

W nim ładunek pierwotny jest spłaszczony, jak arbuz lub piłka do futbolu amerykańskiego, a ładunek wtórny jest kulisty. Takie kształty znacznie lepiej mieszczą się w wewnętrznej objętości stożkowych głowic rakietowych.

Sekwencja eksplozji termojądrowej

Kiedy pierwotna bomba atomowa eksploduje, w pierwszych chwilach tego procesu generowane jest silne promieniowanie rentgenowskie (strumień neutronów), które jest częściowo blokowane przez osłonę neutronową i odbija się od wewnętrznej wyściółki obudowy otaczającej ładunek wtórny , tak że promienie rentgenowskie padają symetrycznie na całej jego długości

NA początkowe etapy W reakcji termojądrowej neutrony powstałe w wyniku eksplozji atomowej są pochłaniane przez plastikowy wypełniacz, aby zapobiec zbyt szybkiemu nagrzewaniu się paliwa.

Promienie rentgenowskie początkowo powodują pojawienie się gęstej plastikowej pianki wypełniającej przestrzeń pomiędzy obudową a ładunkiem wtórnym, która szybko przechodzi w stan plazmowy, który podgrzewa i ściska ładunek wtórny.

Ponadto promienie rentgenowskie odparowują powierzchnię pojemnika otaczającą ładunek wtórny. Substancja pojemnika parująca symetrycznie względem tego ładunku uzyskuje pewien impuls skierowany od swojej osi, a warstwy ładunku wtórnego zgodnie z zasadą zachowania pędu otrzymują impuls skierowany w stronę osi urządzenia. Zasada jest tu taka sama jak w rakiecie, tylko jeśli sobie to wyobrazić paliwo rakietowe rozprasza się symetrycznie względem własnej osi, a ciało kurczy się do wewnątrz.

W wyniku takiego sprężania paliwa termojądrowego jego objętość zmniejsza się tysiące razy, a temperatura osiąga poziom, przy którym rozpoczyna się reakcja syntezy jądrowej. Wybucha bomba termojądrowa. Reakcji towarzyszy powstawanie jąder trytu, które łączą się z jądrami deuteru obecnymi początkowo w ładunku wtórnym.

Pierwsze ładunki wtórne zbudowano wokół rdzenia z plutonu, nieformalnie zwanego „świecą”, który wszedł w reakcję rozszczepienia jądrowego, czyli przeprowadzono kolejną, dodatkową eksplozję atomową w celu dalszego podniesienia temperatury, aby zapewnić rozpoczęcie reakcję syntezy jądrowej. Obecnie uważa się, że bardziej wydajne systemy kompresji wyeliminowały „świecę”, umożliwiając dalszą miniaturyzację konstrukcji bomby.

Operacja Ivy

Taką nazwę nadano testom amerykańskiej broni termojądrowej na Wyspach Marshalla w 1952 roku, podczas których zdetonowano pierwszą bombę termojądrową. Nazywał się Ivy Mike i został zbudowany według standardowego projektu Teller-Ulam. Jej wtórny ładunek termojądrowy umieszczono w cylindrycznym pojemniku, którym była izolowana termicznie kolba Dewara z paliwem termojądrowym w postaci ciekłego deuteru, wzdłuż którego osi biegła „świeca” z plutonu 239. Dewar z kolei został pokryty warstwą 238-uranu o masie ponad 5 ton, która odparowała podczas eksplozji, zapewniając symetryczne sprężanie paliwa termojądrowego. Pojemnik zawierający ładunek pierwotny i wtórny był umieszczony w stalowej obudowie o szerokości 80 cali i długości 244 cali, ze ścianami o grubości od 10 do 12 cali, co było największym przykładem kutego żelaza w tamtym czasie. Wewnętrzna powierzchnia obudowy została wyłożona arkuszami ołowiu i polietylenu, aby odbijać promieniowanie po eksplozji ładunku pierwotnego i tworzyć plazmę, która podgrzewa ładunek wtórny. Całe urządzenie ważyło 82 tony. Widok urządzenia na krótko przed eksplozją pokazano na poniższym zdjęciu.

Pierwszy test bomby termojądrowej odbył się 31 października 1952 roku. Moc eksplozji wyniosła 10,4 megaton. Attol Eniwetok, w którym był produkowany, został całkowicie zniszczony. Moment wybuchu pokazano na poniższym zdjęciu.

ZSRR daje symetryczną odpowiedź

Mistrzostwa USA w termojądrowej nie trwały długo. 12 sierpnia 1953 r. Na poligonie testowym w Semipałatyńsku przetestowano pierwszą radziecką bombę termojądrową RDS-6, opracowaną pod przewodnictwem Andrieja Sacharowa i Julii Kharitona.Z powyższego opisu wynika, że ​​​​Amerykanie w Enewetok nie eksplodowali sama bomba, jako rodzaj amunicji gotowej do użycia, a raczej urządzenie laboratoryjne, nieporęczne i bardzo niedoskonałe. Radzieccy naukowcy, pomimo małej mocy wynoszącej zaledwie 400 kg, przetestowali całkowicie gotową amunicję z paliwem termojądrowym w postaci stałego deuterku litu, a nie ciekłego deuteru, jak Amerykanie. Nawiasem mówiąc, należy zauważyć, że w deuterku litu stosuje się tylko izotop 6 Li (wynika to ze specyfiki reakcji termojądrowych), a w naturze jest on mieszany z izotopem 7 Li. Dlatego zbudowano specjalne zakłady produkcyjne, aby oddzielić izotopy litu i wybrać tylko 6 Li.

Osiągnięcie limitu mocy

Nastąpiła dekada ciągłego wyścigu zbrojeń, podczas którego moc amunicji termojądrowej stale rosła. Wreszcie 30 października 1961 roku w ZSRR nad poligonem doświadczalnym Nowa Ziemia wystrzeliła w powietrze na wysokość około 4 km najpotężniejszą bombę termojądrową, jaką kiedykolwiek zbudowano i przetestowano, znaną na Zachodzie jako „Car Bomba”. ”, eksplodowało.

Ta trójstopniowa amunicja została w rzeczywistości opracowana jako bomba o mocy 101,5 megaton, ale chęć zmniejszenia skażenia radioaktywnego obszaru zmusiła twórców do porzucenia trzeciego etapu o wydajności 50 megaton i zmniejszenia wydajności projektowej urządzenia do 51,5 megaton. . W tym samym czasie moc eksplozji pierwotnego ładunku atomowego wyniosła 1,5 megaton, a drugi etap termojądrowy miał dać kolejne 50. Rzeczywista moc eksplozji wyniosła do 58 megaton.Pokazano wygląd bomby na zdjęciu poniżej.

Jego skutki były imponujące. Pomimo bardzo dużej wysokości eksplozji wynoszącej 4000 m, niesamowicie jasna kula ognia dolną krawędzią prawie dotarła do Ziemi, a górną krawędzią wzniosła się na wysokość ponad 4,5 km. Ciśnienie poniżej punktu rozerwania było sześciokrotnie wyższe niż ciśnienie szczytowe eksplozji w Hiroszimie. Błysk światła był tak jasny, że pomimo pochmurnej pogody był widoczny z odległości 1000 kilometrów. Jeden z uczestników testu przez ciemne okulary dostrzegł jasny błysk i odczuł skutki impulsu termicznego nawet z odległości 270 km. Zdjęcie momentu eksplozji pokazano poniżej.

Wykazano, że moc ładunku termojądrowego tak naprawdę nie ma ograniczeń. Przecież wystarczyło ukończyć trzeci etap, a obliczona moc została osiągnięta. Możliwe jest jednak dalsze zwiększenie liczby etapów, ponieważ waga Car Bomby nie przekraczała 27 ton. Wygląd tego urządzenia pokazano na zdjęciu poniżej.

Po tych testach dla wielu polityków i wojskowych zarówno w ZSRR, jak i w USA stało się jasne, że nadszedł kres wyścigu zbrojeń nuklearnych i należy go powstrzymać.

Współczesna Rosja odziedziczyła arsenał nuklearny ZSRR. Dziś rosyjskie bomby termojądrowe w dalszym ciągu odstraszają tych, którzy pragną globalnej hegemonii. Miejmy nadzieję, że spełnią jedynie swoją rolę odstraszającą i nigdy nie zostaną wysadzeni w powietrze.

Słońce jako reaktor termojądrowy

Powszechnie wiadomo, że temperatura Słońca, a dokładniej jego jądra, sięgająca 15 000 000 °K, utrzymuje się dzięki ciągłemu zachodzeniu reakcji termojądrowych. Jednak wszystko, co mogliśmy wywnioskować z poprzedniego tekstu, mówi o wybuchowym charakterze takich procesów. Dlaczego więc Słońce nie eksploduje jak bomba termojądrowa?

Faktem jest, że przy ogromnym udziale wodoru w masie Słońca, sięgającym 71%, udział jego izotopu deuteru, którego jądra mogą uczestniczyć jedynie w reakcji syntezy termojądrowej, jest znikomy. Faktem jest, że same jądra deuteru powstają w wyniku połączenia dwóch jąder wodoru, a nie tylko połączenia, ale rozpadu jednego z protonów na neutron, pozyton i neutrino (tzw. rozpad beta), co jest rzadkim wydarzeniem. W tym przypadku powstałe jądra deuteru są rozmieszczone dość równomiernie w całej objętości jądra Słońca. Dlatego też, dzięki swoim ogromnym rozmiarom i masie, pojedyncze i rzadkie centra reakcji termojądrowych o stosunkowo małej mocy są niejako rozsiane po całym jądrze Słońca. Ciepło wytworzone podczas tych reakcji oczywiście nie wystarczy, aby natychmiast spalić cały deuter znajdujący się w Słońcu, ale wystarczy, aby ogrzać go do temperatury zapewniającej życie na Ziemi.

Setki tysięcy znanych i zapomnianych rusznikarzy starożytności walczyło w poszukiwaniu idealnej broni, zdolnej do odparowania armii wroga jednym kliknięciem. Od czasu do czasu ślad tych poszukiwań można odnaleźć w baśniach, które mniej lub bardziej przekonująco opisują cudowny miecz lub łuk, który trafia, nie chybiając.

Na szczęście postęp technologiczny przez długi czas postępował tak wolno, że prawdziwe ucieleśnienie niszczycielskiej broni pozostało w snach i ustnych opowieściach, a później na kartach książek. Skok naukowy i technologiczny XIX wieku stworzył warunki do powstania głównej fobii XX wieku. Bomba atomowa, stworzona i przetestowana w rzeczywistych warunkach, zrewolucjonizowała zarówno sprawy wojskowe, jak i politykę.

Historia tworzenia broni

Przez długi czas wierzono, że najpotężniejszą broń można stworzyć jedynie przy użyciu materiałów wybuchowych. Odkrycia naukowców pracujących z najmniejszymi cząsteczkami dostarczyły naukowych dowodów na to, że za pomocą cząstek elementarnych można wygenerować ogromną energię. Pierwszym z szeregu badaczy można nazwać Becquerela, który w 1896 roku odkrył radioaktywność soli uranu.

Sam uran był znany od 1786 roku, ale wówczas nikt nie podejrzewał jego radioaktywności. Prace naukowców nad przełomie XIX i XX wieku i XX wieki okazały się nie tylko wyjątkowe właściwości fizyczne, ale także możliwość pozyskiwania energii z substancji radioaktywnych.

Możliwość wytwarzania broni na bazie uranu została po raz pierwszy szczegółowo opisana, opublikowana i opatentowana przez francuskich fizyków Joliot-Curies w 1939 roku.

Pomimo jego wartości dla broni, sami naukowcy stanowczo sprzeciwiali się stworzeniu tak niszczycielskiej broni.

Po przejściu II wojny światowej w ruchu oporu, w latach pięćdziesiątych małżeństwo (Fryderyk i Irena), zdając sobie sprawę z niszczycielskiej siły wojny, opowiadało się za powszechnym rozbrojeniem. Wspierają ich Niels Bohr, Albert Einstein i inni wybitni fizycy tamtych czasów.

Tymczasem, gdy Joliot-Curies zajęci byli problemem nazistów w Paryżu, po drugiej stronie planety, w Ameryce, opracowywano pierwszy na świecie ładunek nuklearny. Kierujący pracami Robert Oppenheimer otrzymał najszersze uprawnienia i ogromne zasoby. Koniec 1941 roku był początkiem Projektu Manhattan, który ostatecznie doprowadził do stworzenia pierwszej bojowej głowicy nuklearnej.

W mieście Los Alamos w Nowym Meksyku powstały pierwsze zakłady produkcyjne uranu do celów wojskowych. Następnie podobne ośrodki nuklearne pojawiały się w całym kraju, m.in. w Chicago, w Oak Ridge w stanie Tennessee, a badania prowadzono w Kalifornii. Do stworzenia bomby wrzucono najlepsze siły profesorów amerykańskich uniwersytetów, a także fizyków, którzy uciekli z Niemiec.

W samej „Trzeciej Rzeszy” w charakterystyczny dla Führera sposób rozpoczęto prace nad stworzeniem nowego rodzaju broni.

Ponieważ „Besnovaty” bardziej interesował się czołgami i samolotami, a im więcej, tym lepiej, nie widział dużej potrzeby nowej cudownej bomby.

W związku z tym projekty nie wspierane przez Hitlera posuwały się w najlepszym razie w ślimaczym tempie.

Kiedy zrobiło się gorąco i okazało się, że czołgi i samoloty zostały pochłonięte przez front wschodni, nowa cudowna broń otrzymała wsparcie. Ale było już za późno, w warunkach bombardowań i ciągłego strachu przed klinami sowieckich czołgów nie było możliwe stworzenie urządzenia z elementem nuklearnym.

Związek Radziecki był bardziej uważny na możliwość stworzenia nowego rodzaju niszczycielskiej broni. W okresie przedwojennym fizycy gromadzili i utrwalali ogólną wiedzę na temat energetyki jądrowej i możliwości wytworzenia broni jądrowej. Wywiad pracował intensywnie przez cały okres tworzenia bomby atomowej zarówno w ZSRR, jak i w USA. Wojna odegrała znaczącą rolę w spowolnieniu tempa rozwoju, ponieważ ogromne zasoby powędrowały na front.

To prawda, że ​​akademik Igor Wasiljewicz Kurczatow ze swoją charakterystyczną wytrwałością promował pracę wszystkich podległych mu wydziałów w tym kierunku. Patrząc trochę w przyszłość, to właśnie on otrzyma zadanie przyspieszenia rozwoju broni w obliczu groźby amerykańskiego uderzenia na miasta ZSRR. To on, stojący w żwirze ogromnej maszyny składającej się z setek i tysięcy naukowców i pracowników, zostanie nagrodzony tytuł honorowy ojciec radzieckiej bomby atomowej.

Pierwsze na świecie testy

Wróćmy jednak do amerykańskiego programu nuklearnego. Latem 1945 roku amerykańskim naukowcom udało się stworzyć pierwszą na świecie bombę atomową. Każdy chłopiec, który sam zrobił lub kupił w sklepie potężną petardę, doświadcza niezwykłej męki, chcąc ją jak najszybciej wysadzić. W 1945 roku setki amerykańskich żołnierzy i naukowców doświadczyło tego samego.

16 czerwca 1945 roku na pustyni Alamogordo w Nowym Meksyku miał miejsce pierwszy w historii test broni nuklearnej i jedna z najpotężniejszych eksplozji w historii.

Naoczni świadkowie obserwujący eksplozję z bunkra byli zdumieni siłą, z jaką ładunek eksplodował na szczycie 30-metrowej stalowej wieży. Początkowo wszystko było zalane światłem, kilkakrotnie silniejszym od słońca. Następnie kula ognia wzniosła się w niebo, zamieniając się w kolumnę dymu, która przybrała kształt słynnego grzyba.

Gdy tylko opadł kurz, badacze i twórcy bomb rzucili się na miejsce eksplozji. Obserwowali następstwa z inkrustowanych ołowiem czołgów Sherman. To, co zobaczyli, zadziwiło ich, żadna broń nie była w stanie wyrządzić takich szkód. W niektórych miejscach piasek stopił się i zmienił w szkło.

Znaleziono także drobne pozostałości wieży, w kraterze o ogromnej średnicy okaleczone i zmiażdżone konstrukcje wyraźnie ilustrowały niszczycielską moc.

Czynniki szkodliwe

Eksplozja ta dostarczyła pierwszych informacji o sile nowej broni, o tym, czego może ona użyć do zniszczenia wroga. Jest to kilka czynników:

• promieniowanie świetlne, błysk, mogące oślepić nawet chronione narządy wzroku;
• fala uderzeniowa, gęsty strumień powietrza napływający z centrum, niszczący większość budynków;
• impuls elektromagnetyczny, który wyłącza większość sprzętu i nie pozwala na korzystanie z komunikacji po raz pierwszy po eksplozji;
• promieniowanie przenikliwe, najbardziej niebezpieczne dla tych, którzy schronili się przed innymi szkodliwymi czynnikami, dzieli się na promieniowanie alfa-beta-gamma;
• skażenie radioaktywne, które może negatywnie wpłynąć na zdrowie i życie przez dziesiątki, a nawet setki lat.

Dalsze użycie broni nuklearnej, w tym w walce, pokazało wszystkie osobliwości jej wpływu na żywe organizmy i przyrodę. 6 sierpnia 1945 r. był ostatnim dniem dla dziesiątek tysięcy mieszkańców małego miasta Hiroszima, znanego wówczas z kilku ważnych obiektów wojskowych.

Wynik wojny na Pacyfiku był przesądzony, ale Pentagon uważał, że operacja na japońskim archipelagu będzie kosztować życie ponad miliona amerykańskich żołnierzy piechoty morskiej. Postanowiono upiec kilka ptaków na jednym ogniu, wyciągnąć Japonię z wojny, oszczędzając na operacji desantowej, przetestować nową broń i ogłosić ją całemu światu, a przede wszystkim ZSRR.

O pierwszej w nocy samolot z bombą atomową „Baby” wystartował z misją.

Bomba zrzucona nad miastem eksplodowała na wysokości około 600 metrów o godzinie 8:15. Wszystkie budynki znajdujące się w odległości 800 metrów od epicentrum zostały zniszczone. Zachowały się mury jedynie kilku budynków, przeznaczonych dla 9 osób. trzęsienie ziemi o magnitudzie.

Z dziesięciu osób, które w momencie wybuchu bomby znajdowały się w promieniu 600 metrów, tylko jedna mogła przeżyć. Promieniowanie świetlne zamieniało ludzi w węgiel, pozostawiając na kamieniu cienie, ciemny ślad miejsca, w którym znajdowała się dana osoba. Powstała fala uderzeniowa była tak silna, że ​​mogła rozbić szkło w odległości 19 kilometrów od miejsca eksplozji.

Jeden z nastolatków został wyrzucony z domu przez okno przez gęsty strumień powietrza, a po wylądowaniu facet zobaczył, że ściany domu składają się jak karty. Po fali uderzeniowej nastąpiło tornado pożarowe, niszcząc tych nielicznych mieszkańców, którzy przeżyli eksplozję i nie zdążyli opuścić strefy pożaru. Osoby znajdujące się w odległości od wybuchu zaczęły odczuwać silne złe samopoczucie, którego przyczyna była początkowo niejasna dla lekarzy.

Znacznie później, kilka tygodni później, ogłoszono termin „zatrucie popromienne”, obecnie znany jako choroba popromienna.

Ofiarami tylko jednej bomby było ponad 280 tysięcy osób, zarówno bezpośrednio w wyniku eksplozji, jak i w wyniku kolejnych chorób.

Na tym nie zakończyło się bombardowanie Japonii bronią nuklearną. Zgodnie z planem miały zostać uderzone tylko cztery do sześciu miast, ale pogoda Tylko Nagasaki mógł uderzyć. W tym mieście ofiarami bomby Grubas było ponad 150 tysięcy osób.

Obietnice rządu amerykańskiego dotyczące przeprowadzania takich ataków do czasu kapitulacji Japonii doprowadziły do ​​zawieszenia broni, a następnie podpisania porozumienia, które zakończyło się Wojna światowa. Ale w przypadku broni nuklearnej był to dopiero początek.

Najpotężniejsza bomba na świecie

Okres powojenny upłynął pod znakiem konfrontacji bloku ZSRR i jego sojuszników z USA i NATO. W latach czterdziestych Amerykanie poważnie rozważali możliwość uderzenia w Związek Radziecki. Aby powstrzymać byłego sojusznika, należało przyspieszyć prace nad stworzeniem bomby i już w 1949 r., 29 sierpnia, skończył się monopol USA na broń nuklearną. W czasie wyścigu zbrojeń na największą uwagę zasługują dwie próby nuklearne.

Atol Bikini, znany przede wszystkim z frywolnych strojów kąpielowych, dosłownie zrobił furorę na całym świecie w 1954 roku dzięki testowaniu szczególnie potężnego ładunku nuklearnego.

Amerykanie, postanowiwszy spróbować nowy design broni atomowej, nie obliczył ładunku. W rezultacie eksplozja była 2,5 razy silniejsza niż planowano. Atakowano mieszkańców pobliskich wysp, a także wszechobecnych japońskich rybaków.

Ale to nie była najpotężniejsza amerykańska bomba. W 1960 roku oddano do użytku bombę atomową B41, która jednak ze względu na swoją moc nigdy nie przeszła pełnych testów. Siłę ładunku obliczono teoretycznie, w obawie przed eksplozją tak niebezpiecznej broni na poligonie.

Związek Radziecki, który lubił być pierwszy we wszystkim, doświadczył w 1961 roku, inaczej zwanego „matką Kuzki”.

W odpowiedzi na szantaż nuklearny Ameryki radzieccy naukowcy stworzyli najpotężniejszą bombę na świecie. Testowany na Nowej Ziemi, pozostawił ślad w niemal wszystkich zakątkach globu. Według wspomnień, w chwili eksplozji w najbardziej odległych zakątkach odczuwalne było lekkie trzęsienie ziemi.

Fala uderzeniowa, oczywiście, utraciwszy całą swoją niszczycielską moc, była w stanie okrążyć Ziemię. Do chwili obecnej jest to najpotężniejsza bomba atomowa na świecie stworzona i przetestowana przez ludzkość. Oczywiście, gdyby miał wolne ręce, bomba atomowa Kim Dzong-una byłaby potężniejsza, ale on nie ma Nowej Ziemi, aby ją przetestować.

Urządzenie do bomby atomowej

Rozważmy bardzo prymitywne, wyłącznie do zrozumienia, urządzenie bomby atomowej. Istnieje wiele klas bomb atomowych, ale rozważmy trzy główne:

• uran na bazie uranu 235 eksplodował po raz pierwszy nad Hiroszimą;
• pluton na bazie plutonu 239 eksplodował po raz pierwszy nad Nagasaki;
• termojądrowy, czasami nazywany wodorem, oparty na ciężkiej wodzie z deuterem i trytem, ​​na szczęście nie stosowany przeciwko ludności.

Pierwsze dwie bomby opierają się na efekcie rozszczepienia ciężkich jąder na mniejsze w wyniku niekontrolowanej reakcji jądrowej, uwalniającej ogromne ilości energii. Trzeci polega na fuzji jąder wodoru (a raczej jego izotopów deuteru i trytu) z utworzeniem helu, który jest cięższy w stosunku do wodoru. Przy tej samej masie bomby niszczycielski potencjał bomby wodorowej jest 20 razy większy.

Jeśli dla uranu i plutonu wystarczy zgromadzić masę większą od krytycznej (przy której rozpoczyna się reakcja łańcuchowa), to dla wodoru to nie wystarczy.

Aby niezawodnie połączyć kilka kawałków uranu w jeden, stosuje się efekt armaty, w którym mniejsze kawałki uranu są wstrzeliwane w większe. Można również użyć prochu, ale dla niezawodności stosuje się materiały wybuchowe o małej mocy.

W bombie plutonowej, aby stworzyć warunki niezbędne do reakcji łańcuchowej, wokół wlewków zawierających pluton umieszcza się materiały wybuchowe. Ze względu na efekt kumulacji, a także inicjator neutronów umieszczony w samym środku (beryl z kilkoma miligramami polonu) niezbędne warunki zostają osiągnięte.

Posiada ładunek główny, który nie może sam eksplodować, oraz zapalnik. Aby stworzyć warunki do stopienia jąder deuteru i trytu, potrzebujemy niewyobrażalnych ciśnień i temperatur w przynajmniej jednym punkcie. Następnie nastąpi reakcja łańcuchowa.

Aby uzyskać takie parametry, bomba zawiera konwencjonalny, ale małej mocy, ładunek jądrowy, który jest zapalnikiem. Jego detonacja stwarza warunki do rozpoczęcia reakcji termojądrowej.

Do oszacowania mocy bomby atomowej stosuje się tzw. „równoważnik trotylu”. Eksplozja to wyzwolenie energii, najsłynniejszym materiałem wybuchowym na świecie jest TNT (TNT – trinitrotoluen) i z nim utożsamiane są wszystkie nowe rodzaje materiałów wybuchowych. Bomba „Baby” – 13 kiloton trotylu. To równowartość 13 000.

Bomba „Fat Man” – 21 kiloton, „Car Bomba” – 58 megaton trotylu. Aż strach pomyśleć o 58 milionach ton materiałów wybuchowych skupionych w masie 26,5 tony – tyle waży ta bomba.

Niebezpieczeństwo wojny nuklearnej i katastrof nuklearnych

Pojawiające się w środku straszna wojna XX wieku broń nuklearna stała się największym zagrożeniem dla ludzkości. Zaraz po II wojnie światowej rozpoczęła się zimna wojna, która kilkakrotnie przerodziła się niemal w pełnoprawny konflikt nuklearny. Dyskusja na temat zagrożenia użyciem bomb i rakiet nuklearnych przez co najmniej jedną stronę zaczęła się już w latach pięćdziesiątych XX wieku.

Wszyscy zrozumieli i rozumieją, że w tej wojnie nie może być zwycięzców.

Wielu naukowców i polityków podejmowało i nadal podejmuje wysiłki, aby go powstrzymać. Uniwersytet w Chicago, korzystając z pomocy wizytujących naukowców zajmujących się energią jądrową, w tym laureatów Nagrody Nobla, ustawia Zegar Zagłady na kilka minut przed północą. Północ oznacza kataklizm nuklearny, początek nowej wojny światowej i zniszczenie starego świata. Przez lata wskazówki zegara wahały się od 17 do 2 minut do północy.

Znanych jest także kilka poważnych awarii, które miały miejsce w elektrowniach jądrowych. Katastrofy te mają pośredni związek z bronią, elektrownie jądrowe wciąż różnią się od bomb atomowych, ale doskonale pokazują skutki wykorzystania atomu do celów wojskowych. Największy z nich:

• 1957, wypadek w Kyshtym, w wyniku awarii systemu magazynowania w pobliżu Kyshtym nastąpiła eksplozja;
• 1957, Wielka Brytania, w północno-zachodniej Anglii, nie przeprowadzono kontroli bezpieczeństwa;
• 1979, USA, w wyniku przedwcześnie wykrytego wycieku nastąpiła eksplozja i uwolnienie z elektrowni jądrowej;
• 1986, tragedia w Czarnobylu, eksplozja 4. bloku energetycznego;
• 2011, wypadek na stacji Fukushima w Japonii.

Każda z tych tragedii odcisnęła piętno na losach setek tysięcy ludzi i zamieniła całe obszary w strefy niemieszkalne objęte specjalną kontrolą.

Doszło do incydentów, które prawie kosztowały początek katastrofy nuklearnej. Na pokładzie radzieckich atomowych okrętów podwodnych wielokrotnie dochodziło do wypadków związanych z reaktorami. Amerykanie zrzucili na pokład bombowiec Superfortress z dwiema bombami atomowymi Mark 39 o mocy 3,8 megaton. Aktywowany „system bezpieczeństwa” nie dopuścił jednak do detonacji ładunków i uniknięto katastrofy.

Broń nuklearna przeszłość i teraźniejszość

Dziś dla każdego jest to jasne wojna atomowa zniszczy współczesną ludzkość. Tymczasem chęć posiadania broni nuklearnej i wejścia do klubu nuklearnego, a raczej wdarcia się do niego poprzez wyważenie drzwi, wciąż podnieca umysły niektórych przywódców państw.

Indie i Pakistan stworzyły broń nuklearną bez pozwolenia, a Izraelczycy ukrywają obecność bomby.

Dla niektórych posiadanie bomby atomowej jest sposobem na pokazanie swojego znaczenia na arenie międzynarodowej. Dla innych jest to gwarancja nieingerencji ze strony skrzydlatej demokracji lub innych czynników zewnętrznych. Ale najważniejsze jest to, że rezerwy te nie wchodzą w działalność, dla której tak naprawdę zostały stworzone.

Wideo

12 sierpnia 1953 r. o godzinie 7.30 na poligonie testowym w Semipałatyńsku przetestowano pierwszą radziecką bombę wodorową, która nosiła nazwę służbową „Produkt RDS-6c”. Był to czwarty sowiecki test broni nuklearnej.

Początek pierwszych prac nad programem termojądrowym w ZSRR datuje się na rok 1945. Następnie otrzymano informację o prowadzonych w USA badaniach nad problemem termojądrowym. Rozpoczęto je z inicjatywy amerykańskiego fizyka Edwarda Tellera w 1942 roku. Podstawą była koncepcja broni termojądrowej Tellera, którą w kręgach radzieckich naukowców nuklearnych nazwano „rurą” – cylindrycznym pojemnikiem z ciekłym deuterem, który miał się ogrzać w wyniku eksplozji urządzenia inicjującego, takiego jak konwencjonalny bomba atomowa. Dopiero w 1950 roku Amerykanie ustalili, że „fajka” jest daremna i kontynuowali prace nad innymi konstrukcjami. Ale do tego czasu radzieccy fizycy niezależnie opracowali już inną koncepcję broni termojądrowej, która wkrótce – w 1953 r. – doprowadziła do sukcesu.

Alternatywny projekt bomby wodorowej wynalazł Andriej Sacharow. Bomba została oparta na idei „zaciągnięcia” i zastosowaniu deuterku litu-6. Opracowany w KB-11 (dziś miasto Sarow, dawne Arzamas-16, obwód Niżny Nowogród) ładunek termojądrowy RDS-6 był kulistym układem warstw uranu i paliwa termojądrowego, otoczonym chemicznym materiałem wybuchowym.

Aby zwiększyć uwalnianie energii ładunku, w jego konstrukcji zastosowano tryt. Głównym zadaniem przy tworzeniu takiej broni było wykorzystanie energii uwolnionej podczas wybuchu bomby atomowej do ogrzania i zapalenia ciężkiego wodoru – deuteru, w celu przeprowadzenia reakcji termojądrowych z uwolnieniem energii, która może się sama utrzymać. Aby zwiększyć udział „spalonego” deuteru, Sacharow zaproponował otoczenie deuteru powłoką zwykłego naturalnego uranu, co miało spowolnić ekspansję i, co najważniejsze, znacznie zwiększyć gęstość deuteru. Zjawisko kompresji jonizacyjnej paliwa termojądrowego, które stało się podstawą pierwszej radzieckiej bomby wodorowej, nadal nazywane jest „sacharyzacją”.

Na podstawie wyników prac nad pierwszą bombą wodorową Andriej Sacharow otrzymał tytuł Bohatera Pracy Socjalistycznej i laureat Nagrody Stalina.

„Produkt RDS-6s” został wykonany w postaci przenośnej bomby o masie 7 ton, która została umieszczona w luku bombowym bombowca Tu-16. Dla porównania bomba stworzona przez Amerykanów ważyła 54 tony i była wielkości trzypiętrowego domu.

Aby ocenić niszczycielskie skutki nowej bomby, na poligonie testowym Semipałatyńsk zbudowano miasto z obiektów przemysłowych i budynki administracyjne. W sumie na boisku znajdowało się 190 różnych konstrukcji. W badaniu tym po raz pierwszy zastosowano próżniowe wloty próbek radiochemicznych, które otwierały się automatycznie pod wpływem fali uderzeniowej. W sumie 500 różnych przyrządów pomiarowych, rejestrujących i filmujących zainstalowanych w podziemnych kazamatach i trwałych konstrukcje naziemne. Lotnicze wsparcie techniczne badań – pomiar ciśnienia fali uderzeniowej na samolocie w powietrzu w chwili wybuchu produktu, pobranie próbek powietrza z chmury radioaktywnej oraz zdjęcia lotnicze terenu wykonał specjalny jednostka lotnicza. Bombę zdetonowano zdalnie, wysyłając sygnał z pilota znajdującego się w bunkrze.

Postanowiono przeprowadzić eksplozję na stalowej wieży o wysokości 40 metrów, ładunek znajdował się na wysokości 30 metrów. Radioaktywną glebę z poprzednich badań usunięto na bezpieczną odległość, w swoich miejscach na starych fundamentach zbudowano specjalne konstrukcje, a w odległości 5 metrów od wieży zbudowano bunkier, w którym zainstalowano sprzęt opracowany w Instytucie Fizyki Chemicznej Akademii ZSRR Nauki rejestrujące procesy termojądrowe.

Na polu zainstalowano sprzęt wojskowy wszystkich rodzajów wojska. W trakcie testów zniszczone zostały wszystkie obiekty doświadczalne w promieniu do czterech kilometrów. Wybuch bomby wodorowej mógłby całkowicie zniszczyć miasto o średnicy 8 kilometrów. Konsekwencje środowiskowe eksplozji były przerażające: pierwsza eksplozja zawierała 82% strontu-90 i 75% cezu-137.

Moc bomby osiągnęła 400 kiloton, 20 razy więcej niż pierwsze bomby atomowe w USA i ZSRR.

Praca nad stworzeniem bomby wodorowej stała się pierwszą na świecie intelektualną „bitwą rozumu” na prawdziwie globalną skalę. Stworzenie bomby wodorowej zapoczątkowało pojawienie się zupełnie nowych kierunków naukowych - fizyki plazmy wysokotemperaturowej, fizyki ultrawysokich gęstości energii i fizyki ciśnień anomalnych. Po raz pierwszy w historii ludzkości zastosowano modelowanie matematyczne na dużą skalę.

Prace nad „produktem RDS-6s” stworzyły bazę naukową i techniczną, która następnie została wykorzystana do opracowania nieporównywalnie bardziej zaawansowanej bomby wodorowej zupełnie nowego typu - dwustopniowej bomby wodorowej.

Bomba wodorowa projektu Sacharowa nie tylko stała się poważnym kontrargumentem w konfrontacji politycznej między USA a ZSRR, ale także stała się przyczyną szybkiego rozwoju radzieckiej kosmonautyki w tamtych latach. Dopiero po udanych testach nuklearnych Biuro Projektowe Korolewa otrzymało ważne zadanie rządowe polegające na opracowaniu międzykontynentalnego pocisku balistycznego, który miał dostarczyć wytworzony ładunek do celu. Następnie rakieta, zwana „siódemką”, wystrzeliła w kosmos pierwszego sztucznego satelitę Ziemi i to na niej wystrzelił pierwszy kosmonauta planety, Jurij Gagarin.

Materiał został przygotowany w oparciu o informacje pochodzące z otwartych źródeł