Отцами атомной бомбы официально признаны американец Роберт Оппенгеймер и советский ученый Игорь Курчатов. Но параллельно смертоносное оружие разрабатывали и в других странах (Италии, Дании, Венгрии), поэтому открытие по праву принадлежит всем.
Первыми занялись этим вопросом немецкие физики Фриц Штрассман и Отто Ган, которым в декабре 1938 года впервые удалось искусственно расщепить атомное ядро урана. А через полгода на полигоне Куммерсдорф под Берлином уже сооружали первый реактор и срочно закупали в Конго урановую руду.
«Урановый проект» — немцы начинают и проигрывают
В сентябре 1939 года «Урановый проект» засекретили. Для участия в программе привлекли 22 авторитетных научных центра, курировал исследования министр вооружений Альберт Шпеер. Сооружение установки для разделения изотопов и производство урана для вытяжки из него изотопа, поддерживающего цепную реакцию, поручили концерну «ИГ Фарбениндустри».
Два года группа маститого ученого Гейзенберга изучала возможности создания реактора с и тяжелой воды. Потенциальное взрывчатое вещество (изотоп уран-235) можно было вычленить из урановой руды.
Но для необходим ингибитор, замедляющий реакцию, – графит или тяжелая вода. Выбор последнего варианта создал непреодолимую проблему.
Единственный завод по производству тяжелой воды, который находился в Норвегии, после оккупации был выведен из строя бойцами местного сопротивления, а небольшие запасы ценного сырья были вывезены во Францию.
Быстрой реализации ядерной программы помешал также взрыв опытного ядерного реактора в Лейпциге.
Гитлер поддерживал урановый проект до тех пор, пока надеялся получить сверхмощное оружие, способное повлиять на исход развязанной им войны. После сокращения государственного финансирования программы работы какое-то время продолжались.
В 1944 году Гейзенбергу удалось создать литые урановые пластины, под реакторную установку в Берлине соорудили специальный бункер.
Завершить эксперимент для достижения цепной реакции планировали в январе 1945 года, но через месяц оборудование срочно переправили к швейцарской границе, где его развернули только через месяц. В ядерном реакторе было 664 кубика урана массой 1525 кг. Он был окружен графитовым отражателем нейтронов массой 10 тонн, в активную зону дополнительно загрузили полторы тонны тяжелой воды.
23 марта реактор наконец-то заработал, но доклад в Берлин был преждевременным: критической отметки реактор не достиг, и цепная реакция не возникла. Дополнительные расчеты показали, что массу урана надо увеличить, как минимум, на 750 кг, пропорционально добавив и количество тяжелой воды.
Но запасы стратегического сырья были на пределе, как и судьба Третьего рейха. 23 апреля в деревню Хайгерлох, где проводились испытания, вошли американцы. Военные демонтировали реактор и переправили его в США.
Первые атомные бомбы в США
Чуть позже немцев занялись разработкой атомной бомбы в США и Великобритании. Все началось с письма Альберта Эйнштейна и его соавторов, физиков-эмигрантов, направленного ими в сентябре 1939 года президенту США Франклину Рузвельту.
В обращении подчеркивалось, что нацистская Германия близка к созданию атомной бомбы.
О работах над ядерным оружием (как союзников, так и противников) впервые Сталин узнал от разведчиков в 1943 году. Сразу же приняли решение о создании аналогичного проекта в СССР. Указания выдали не только ученым, но и разведке, для которой добыча любых сведений о ядерных секретах стала сверхзадачей.
Бесценная информация о разработках американских ученых, которую удалось получить советским разведчикам, существенно продвинула отечественный ядерный проект. Она помогла нашим ученым избежать малоэффективных путей поиска и значительно ускорить сроки реализации конечной цели.
Серов Иван Александрович — руководитель операции по созданию бомбы
Конечно, советское правительство не могло оставить без внимания успехи немецких физиков-ядерщиков. После войны в Германию отправили группу советских физиков – будущих академиков в форме полковников Советской армии.
Руководителем операции был назначен Иван Серов – первый замнаркома внутренних дел, это позволяло ученым открывать любые двери.
Кроме немецких коллег, они разыскали запасы металлического урана. Это, по мнению Курчатова, сократило сроки разработки советской бомбы не менее, чем на год. Не одну тонну урана и ведущих специалистов-ядерщиков вывезли из Германии и американские военные.
В СССР отправляли не только химиков и физиков, но и квалифицированную рабочую силу – механиков, электрослесарей, стеклодувов. Часть сотрудников нашли в лагерях для военнопленных. В общей сложности над советским атомным проектом работало около 1000 немецких специалистов.
Немецкие ученые и лаборатории на территории СССР в послевоенные годы
Из Берлина перевезли урановую центрифугу и другое оборудование, а также документы и реактивы лаборатории фон Арденне и Кайзеровского института физики. В рамках программы создали лаборатории «А», «Б», «В», «Г», которые возглавили немецкие ученые.
Руководителем лаборатории «А» был барон Манфред фон Арденне, который разработал способ газодиффузионной очистки и разделения изотопов урана в центрифуге.
За создание такой центрифуги (только в промышленных масштабах) в 1947 году он получил Сталинскую премию. В то время лаборатория располагалась в Москве, на месте знаменитого Курчатовского института. В команде каждого немецкого ученого было 5-6 советских специалистов.
Позже лаборатория «А» была вывезена в Сухуми, где на ее базе создан физико-технический институт. В 1953-м барон фон Арденне второй раз стал Сталинским лауреатом.
Лабораторию «Б», проводившую эксперименты в области радиационной химии на Урале, возглавлял Николаус Риль – ключевая фигура проекта. Там, в Снежинске, с ним работал талантливый русский генетик Тимофеев-Ресовский, с которым они дружили еще в Германии. Успешное испытание атомной бомбы принесло Рилю звезду Героя Социалистического Труда и Сталинскую премию.
Исследованиями лаборатории «В» в Обнинске руководил профессор Рудольф Позе – пионер в сфере ядерных испытаний. Его команде удалось создать реакторы на быстрых нейтронах, первую в СССР АЭС, проекты реакторов для подводных лодок.
На базе лаборатории позже был создан Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского. До 1957 года профессор работал в Сухуми, потом – в Дубне, в Объединенном институте ядерных технологий.
Лабораторию «Г», размещенную в сухумском санатории «Агудзеры», возглавлял Густав Герц. Племянник знаменитого ученого XIX века получил известность после серии экспериментов, подтвердивших идеи квантовой механики и теорию Нильса Бора.
Результаты его продуктивной работы в Сухуми применили при создании промышленной установки в Новоуральске, где в 1949 году сделали начинку первой советской бомбы РДС-1.
Урановая бомба, которую американцы сбросили на Хиросиму, была пушечного типа. При создании РДС-1 отечественные физики-атомщики ориентировались на Fat Boy – «бомбу Нагасаки», сделанную из плутония по имплозивному принципу.
В 1951 году за плодотворную деятельность Герц был удостоен Сталинской премии.
Немецкие инженеры и ученые жили в комфортабельных домах, из Германии они перевезли свои семьи, мебель, картины, их обеспечили достойной зарплатой и спецпитанием. Был ли у них статус пленных? По мнению академика А.П. Александрова, активного участника проекта, пленными в таких условиях были они все.
Получив разрешение вернуться на родину, немецкие специалисты дали подписку о неразглашении своего участия в советском атомном проекте в течение 25 лет. В ГДР они продолжили работу по специальности. Барон фон Арденне был дважды лауреатом немецкой Национальной премии.
Профессор возглавлял Физический институт в Дрездене, который создали под эгидой Научного совета по мирному применению атомной энергии. Руководил Научным советом Густав Герц, получивший Национальную премию ГДР за свой трехтомный учебник по атомной физике. Здесь же, в Дрездене, в Техническом университете, трудился и профессор Рудольф Позе.
Участие в советском атомном проекте немецких специалистов, так же как и достижения советской разведки, не уменьшают заслуги советских ученых, которые своим героическим трудом создали отечественное атомное оружие. И все же без вклада каждого участника проекта создание атомной промышленности и ядерной бомбы растянулось бы на неопределенны
Уверенность в том, что в Советском Союзе вскоре появится атомная бомба, осенью 1946 г. была полная. Об этом свидетельствуют многие документы тех лет.
Писатель, журналист, лауреат Госпремии СССР Владимир Губарев.
«Совершенно секретно»
В Постановлении Совета Министров СССР № 2493-1045сс/оп от 14 ноября 1946 г. говорилось «о необходимости сооружения специального полигона для испытаний РДС», который в дальнейшем будет именоваться «Горной станцией Первого главного управления». Главная задача исследований — «практическое использование минного горна РДС».
Если приоткрыть завесу секретности, то всё становится понятным.
«Горная станция» — это испытательный полигон.
«РДС» — атомная бомба.
«Минный горн» — ядерный заряд.
Казахские степи идеально подходили как для испытаний оружия, так и для сохранения всевозможных тайн. Контроль работы конструкторов и физиков был крайне жёстким. Им приходилось постоянно докладывать высшему руководству страны о каждом своём шаге, о проведении тех или иных экспериментов, об успехах и неудачах.
РДС-1. Фото: http://www.biblioatom.ru
Секретность «Атомного проекта» для каждого человека была особенной, а потому описывается участниками событий по-разному. Так, профессор Л. В. Альтшулер — один из пионеров «Атомного проекта». В своих воспоминаниях о «затерянном мире Харитона» (так он называет КБ, где создавались первые образцы ядерного оружия) пишет: «Угнетающе действовал и режим секретности. Это был не просто режим, а образ жизни, определявший манеру поведения, образ мысли людей, их душевное состояние. Преследовал меня один и тот же сон, от которого я просыпался в холодном поту. Снилось мне, что я в Москве, иду по улице и несу в портфеле документы СС (совершенно секретно). И понимаю, что погиб, так как не могу объяснить, как и с какой целью они туда попали. Но это всего лишь сон. А однажды почти так же случилось со мной наяву. Придя вечером с работы (по счастью, не в Москве, а на объекте) и развернув газеты, которые нам заботливо доставляли на работу, я с ужасом обнаружил среди них секретные документы, которые я был обязан сдать в конце рабочего дня в первый отдел. Однако вместо этого я по рассеянности вместе с газетами положил их в портфель. Моим первым импульсом было доложить о допущенном нарушении режима секретности. Спасла меня мой добрый гений, моя жена Мария Парфеньевна Сперанская , бывшая, кстати, первым взрывником объекта. Она категорически воспротивилась этому, понимая, что честность в данном случае наказуема, и очень серьёзно. Ночью я держал документы под подушкой, а утром, явившись на работу первым, положил их в сейф, после чего пошёл в отдел режима и „сознался“, что вчера не успел сдать эти документы и оставил их в сейфе. Нарушение мне простили ».
Родной город Москва в те годы снился многим, так как они уже не надеялись вернуться туда. Строки из песни, написанной физиками, недвусмысленно предупреждали: «От Москвы до Сарова ходит самолёт, кто сюда попал, обратно не придёт.. .» По законам секретности с «Объекта» не выпускали не только в отпуска, но и на похороны отца и матери...Особое внимание уделялось борьбе со шпионами. Министерству государственной безопасности предписывалось «организовать усиленную оперативно-чекистскую работу на объекте № 859 и в районах Челябинской области, примыкающих к режимной зоне». На всю корреспонденцию, которая поступала сюда или выходила «в большой мир», устанавливалась цензура. Запрещались полёты самолётов не только гражданской авиации, но и военной. Первым, кто попытается пролететь над Плутониевым комбинатом, будет американский разведчик Пауэрс . Но это произойдёт спустя 15 лет. У-2 будет сбит ракетой под Свердловском. Кстати, американский разведчик проведёт съёмки не только Плутониевого комбината, но и Челябинска-70 — ядерного оружейного центра. Однако ещё добрых 30 лет американцы не будут знать, чем занимаются в городе Снежинске.
Посылка из Америки
Среди физиков весьма популярна история о том, как один из разведчиков, рискуя, естественно, жизнью, доставил из Америки кусок чистого плутония, и именно это помогло академику Харитону создать атомную бомбу.
Юлий Харитон и РДС-1. Фото: http://www.biblioatom.ru
Правда это или вымысел?
Однажды я спросил об этом Юлия Борисовича Харитона . Тот ответил уклончиво:
— Что-то такого не припоминаю...
Услышать подобное от академика, чья память всегда была безукоризненной, я не предполагал, а потому решил, что из-за секретности сказать правду он не мог.
Значит, кусок плутония разведчики в Америке всё-таки достали?!
Неожиданное подтверждение я нашёл в документах Атомного проекта СССР.
21 января 1949 г. Л. П. Берия отдаёт распоряжение: «Срочно поручите т. Харитону (лично) всесторонне изучить прилагаемую деталь в КБ-11 и обяжите его представить своё заключение. Обеспечьте надлежащую секретность ».
Шесть дней потребовалось Ю. Б. Харитону, чтобы тщательно исследовать образец.
«Произведено исследование образца, — писал он позже в отчёте. — Была снята рентгенограмма, которая показала, что образец состоит из А-9. Количество примесей, по-видимому, невелико, т. к. спектр точно совпадает со спектром чистого А-9.
Заключение: образец состоит из А-9 довольно высокой (и, возможно, весьма высокой) степени чистоты. Отливка высокого качества ».
Берия был разочарован. Разведчики убеждали его, что деталь, доставленная из Америки, сделана из плутония. На самом же деле это был очень чистый кусок урана, который использовался в реакторах. Такого урана (его шифр А-9) и у нас было вполне достаточно.
Впрочем, разведчикам добыть этот уран в секретных лабораториях США было необычайно трудно, и их подвиг был отмечен правительственными наградами.
М. Г. Первухин (председатель Госкомиссии на испытаниях), Ю. Б. Харитон, И. В. Курчатов и П. М. Зернов (директор КБ № 11) на колхозномрынке, 1949 г. Фото: http://www.biblioatom.ru
9 июня 1949 г. Б. Ванников , И. Курчатов , Ю. Харитон , А. Александров , П. Зернов , К. Щёлкин , Н. Духов и В. Алфёров подписывают «Протокол по рассмотрению основных отправных данных для составления технической характеристики объекта РДС-1». В нём были отражены все параметры первой советской атомной бомбы. В частности, сбрасывать бомбу можно с самолёта Ту-4 с высоты от 5 до 10 тыс. м. Максимальный размах оперения бомбы — 2 м, длина — 3 м 34 см, диаметр — 1,5 м, вес — 4600 кг.
15 июня 1949 г. Ванников и Курчатов подготовили специальную «Записку» для Берии, в которой информировали о том, что создание атомной бомбы завершено. А 18 августа был подготовлен проект Постановления Совета Министров СССР «О проведении испытания атомной бомбы». Первый экземпляр документа направлен Сталину . Но тот подписывать его не стал, сказал Берии, что «вопрос обсуждался в ЦК и решение выноситься не будет». Берия понял, что теперь его судьба зависит от результатов испытаний.
Баран-испытатель
Это не легенды, а быль. Во время ядерного взрыва животные — а их на полигоне под Семипалатинском было много! — не раз удивляли испытателей своим поведением. Так, одна дворняжка уже пережила ядерный взрыв небольшой мощности, и её решили использовать ещё раз — как она будет вести себя при втором взрыве? Собаку привязали цепью к анкеру, закреплённому в земле на краю Опытного поля. Там животное подвергалось только облучению. Дворняга попыталась перегрызть цепь, но это ей не удалось. Потом она начала копать ямку. Буквально за несколько секунд до взрыва она легла в ямку, повернулась мордой в сторону взрыва и прикрыла лапой нос.
Определение воздействия параметров ядерного взрыва. Фото: Из архива РФЯЦ-ВНИИЭФ
Ударная волна пронеслась над животным, световое излучение лишь подпалило её шерсть, но от радиации она не убереглась...
Эту историю медики рассказывали всем новичкам, которые начинали служить на ядерном полигоне: мол, даже собака понимает, как нужно беречься от ядерного взрыва...
Другая история — об упрямом баране, проявившем поистине «человеческую мудрость». Сначала он всеми силами старался остаться в грузовике, когда его привезли к землянке, в которой ему надлежало быть во время взрыва. Его всё-таки засунули в блиндаж, двери плотно прикрыли.
Сразу после взрыва испытатели должны были извлечь экспериментальных животных, которые располагались по всему Опытному полю. Один из них быстро разгрёб землю — блиндаж после взрыва завалило, сделал лаз к двери. Испытатель попытался пролезть в блиндаж задом — так было удобнее. Приоткрыл дверь — и почувствовал сильнейший удар по «мягкому месту». Учёный вылетел из траншеи, а следом за ним показался обезумевший от страха баран. Животное стремительно влетело в кузов грузовика и прижалось к кабине, мол, теперь ни за что вы меня отсюда не вытащите...
По вечерам испытатели часто не могли заснуть. В виварии, что находился в городке, выли собаки — и те, которые вернулись с Опытного поля, и те, которым ещё предстояло туда попасть. Этот вечерний вой собак помнят все, кто служил и бывал в те годы на Семипалатинском полигоне.
Из доклада доктора мед. наук И. Василенко
«При первом ядерном взрыве, поскольку отсутствовали даже ориентировочные данные о возможных дозах облучения, биоточки оборудовали через каждые 250 м так, чтобы получить все степени поражения (гибель на месте, тяжёлую, среднюю, лёгкую и отсутствие поражений). При первом испытании ядерного устройства на Опытном поле было выставлено 1535 животных, в том числе 129 собак, 417 кроликов, 375 морских свинок, 380 белых мышей и крыс, 170 овец и коз, 64 поросёнка.
Во время второго испытания (1951 г.) на Опытном поле Семипалатинского полигона было размещено 237 животных, включая 33 крупных (коров, лошадей, верблюдов)... Материалы исследований, выполненных на полигоне, уникальны. Они нашли широкое практическое применение.. .»
«Убили на взлёте»
«Я сделал всё, что должен был сделать». Вслед за Колумбом
эти слова может повторить и Виктор Иванович Жучихин
. Он был участником практически всех экспериментов, которые определяли судьбу ядерного оружия в нашей стране. Он стоял и у истоков мирного применения ядерных взрывов. Однако эту успешно развивающуюся программу из-за прямого давления американцев сначала приостановили, а затем и закрыли вообще.
«Его убили на взлёте», — сказал однажды мне о Жучихине знакомый атомщик, и отчасти он, наверное, прав.
Мы несколько раз встречались с Виктором Ивановичем в Челябинске-70, в его небольшой квартирке, я получал огромное удовольствие от бесед с ним. Однажды мы говорили об испытаниях первой атомной бомбы.
— С чего же начать? — он задумывается, а потом говорит с улыбкой: — Пожалуй, с «Козла»!
— Какого козла? — недоумеваю я.
— Игоря Васильевича Курчатова. За длинную красивую бороду его за глаза все звали «Борода». И лишь один человек, начальник ПГУ Борис Львович Ванников , который славился своей неистощимостью на анекдоты и остроты, неизменно называл Курчатова «Козлом». Все верно воспринимали эту шутку, в том числе и Игорь Васильевич, — хохотали... Конечно, великое счастье, что именно Курчатов встал во главе проекта, — он был его душой, его движущей силой.
— Так говорить нельзя...
— В таком случае кто? Американцы?
— Оставим разведку и всё прочее в стороне... Можно добыть какие-то сведения, но главное всё-таки — сделать... Техническое задание на первую атомную бомбу было представлено в Совет Министров для утверждения в июне 1946 г. Ю. Б. Харитоном. Но это был плод разума и труда коллектива, одним из руководителей которого и был профессор Харитон.
— А как вы попали в КБ-11?
— Я учился на факультете боеприпасов МВТУ. Темой моего дипломного проекта была неуправляемая зенитная ракета, я рассчитывал и в будущем заниматься этим. Однако нас четверых пригласил для разговора капитан госбезопасности. Мы переговорили с ним, а на комиссии по распределению нам сказали, что «товарищ капитан берёт вас на работу»... А потом меня пригласили на беседу. В финале Щёлкин сказал: «Все присутствующие будут заниматься разработкой атомной бомбы»... Через несколько дней, в апреле 1947 г., я уже был на «Объекте».
— Понимаю, что там было много нового, необычного. Но что помнится до сегодняшнего дня особенно отчётливо?
— Образ Кирилла Ивановича Щёлкина
. Главная заслуга, что первая атомная бомба была разработана в короткий срок и на высоком техническом уровне, пожалуй, принадлежит ему. В то время ему исполнилось только 36 лет, но у него уже был богатейший опыт экспериментальных исследований детонационных процессов в газах. И руководство страны не ошиблось, назначив его заместителем научного руководителя по решению атомной проблемы. Он умел создавать доброжелательную обстановку, вовремя дать дельный совет, снять эмоциональное напряжение, что было особенно ценно в то время.
Работа шла невероятно тяжело, и к началу 1949 г. стало вполне очевидным, что наступила пора готовиться к полигонным испытаниям. В частности, надо было испытать системы подрыва. Миллион раз мы включали её, чтобы убедиться в абсолютной её надёжности...
— А что-то забавное помните?
— Юмора и шуток хватало... Помню, как полковники-строители вооружились лопатами и в поте лица долбили бетон у основания башни.
Пульт управления взрывом. Фото: http://www.biblioatom.ru
— Солдаты туда не допускались?
— В это время им уже не положено было находиться у башни — только офицерам... А яма, предусмотренная проектом, у основания башни была зацементирована. Начальник строителей посчитал, что в эту яму может свалиться начальство, заглядевшись на верх башни. Но в этом случае тележку с бомбой нельзя будет закатить в лифт, её придётся поднимать. Вот и долбили бетон полковники — ведь башня уже была принята Госкомиссией и взята под специальную охрану. Кстати, однажды Завенягин всё-таки упал в эту яму. К счастью, не пострадал, но перед ямой тут же поставили шлагбаум.
Командный пункт. Фото: http://www.biblioatom.ru
— В 4.30 утра заряд начал подниматься на верхнюю площадку башни. В 5.30 Г. П. Ломинский и С. Н. Матвеев начали снаряжать заряд капсюлями-детонаторами. Руководитель операции — К. И. Щёлкин. Первую полюсную коробку с капсюлями-детонаторами вставляет Кирилл Иванович сам. В 5.40 завершено снаряжение заряда. Блок фидеров подключён к блоку инициирования. Все уходят. Последним башню покидает Щёлкин. В 6.20 исполнители и охрана отходят с площадки. Курчатов получает информацию о том, что всё готово к взрыву.
Башня, на которой был размещён заряд первой отечественной атомной бомбы РДС-1. Фото: http://www.biblioatom.ru
— Он уже был в укрытии?
— Конечно. Входные бронированные двери были закрыты и заперты сейфовыми замками. Все отошли от стен и, встав в середине комнаты, замерли в ожидании. Громко звучал голос А. Я. Мальского : «Осталось 10 секунд... 5 секунд... 4... 3... 2... 1... 0!» Мгновение было тихо, а потом под ногами земля вздрогнула — и всё стихло... Мы молчали, пауза тянулась бесконечно долго... Сколько? Не знаю, никто не смотрел на часы, но отчётливо помню, как они медленно отбивали секунды... И вдруг — оглушительный удар, громовой грохот. И вновь тишина. Все стояли онемевшие... Кто-то первым бросился к двери, и все тут же ринулись за ним. Мы увидели страшную картину... На том месте, где была башня, поднимался в облака огромный пылегазовый столб. Ослепительные лучи солнца падали на землю через огромных размеров отверстие — взрыв отбросил плотный слой облаков далеко в стороны. Чудовищная сила продолжала разгонять дождевые тучи, а газовый столб над местом взрыва ушёл в небо...
— Как реагировало начальство?
— Они вышли из командного пункта. Был и Берия со своим телохранителем — вооружённым до зубов полковником. Все обнимались, поздравляли друг друга. Потом Берия предложил заряду, который так хорошо сработал, дать какое-то название. Курчатов сказал, что Щёлкин это уже сделал. Заряд назван «РДС-1», то есть «Россия делает сама». Берия заулыбался, сказал, что «Хозяину» это понравится...
До и после взрыва бомбы. Фото: http://www.biblioatom.ru
Секретность... навсегда!
Даже трудно представить, что произошло бы в стране, если 29 августа над казахстанской степью не поднялся бы в небо ядерный гриб!
«29 августа 1949 г. в 4 часа утра по московскому и в 7 утра по местному времени в отдалённом степном районе Казахской ССР, в 170 км западнее г. Семипалатинска, на специально построенном и оборудованном опытном полигоне получен впервые в СССР взрыв атомной бомбы, исключительной по своей разрушительной и поражающей силе мощности.
Атомный взрыв зафиксирован с помощью специальных приборов, а также наблюдениями большой группы научных работников, военных и других специалистов и наблюдениями непосредственно участвовавших в проведении испытания членов Специального комитета тт. Берия, Курчатова, Первухина, Завенягина и Махнёва.
В числе участников-экспертов испытания находился физик Мещеряков, бывший нашим наблюдателем испытаний атомных бомб в Бикини.. .»
Протокол заседания об испытании бомбы подписывал лично Берия. Фото: http://www.biblioatom.ru
Сталин распорядился наградить тех, от кого зависела судьба «Атомного проекта». Это были и звёзды героев, и ордена, и звания лауреатов Сталинской премии, машины и дачи и даже бесплатный проезд всеми видами транспорта для участников Проекта и их семей. Столь щедрого награждения, пожалуй, не было даже во время войны.
Но появился ещё один документ: «Подписи о неразглашении сведений об испытании отобраны от 2883 человек, в том числе от 713 непосредственно участвовавших в испытании работников КБ-11, полигона, научно-исследовательских организаций и руководящих органов, включая всех уполномоченных Совета Министров и учёных. У остальных работников полигона в количестве 3013 человек отобрание подписок будет закончено в трёхдневный срок... »
Теперь упоминание о ядерном испытании и участии в нём приравнивалось к госизмене, и многие десятилетия герои великой атомной эпопеи не имели права даже своим детям рассказывать о том, что они сделали. Мне кажется, это самое большое преступление тех, кто стоял у власти...
Мир атома настолько фантастичен, что для его понимания требуется коренная ломка привычных понятий о пространстве и времени. Атомы так малы, что если бы каплю воды можно было увеличить до размеров Земли, то каждый атом в этой капле был бы меньше апельсина. В самом деле, одна капля воды состоит из 6000 миллиардов миллиардов (6000000000000000000000) атомов водорода и кислорода. И тем не менее, несмотря на свои микроскопические размеры, атом имеет строение до некоторой степени сходное со строением нашей солнечной системы. В его непостижимо малом центре, радиус которого менее одной триллионной сантиметра, находится относительно огромное «солнце» - ядро атома.
Вокруг этого атомного «солнца» вращаются крохотные «планеты» - электроны. Ядро состоит из двух основных строительных кирпичиков Вселенной - протонов и нейтронов (они имеют объединяющее название - нуклоны). Электрон и протон - заряженные частицы, причем количество заряда в каждом из них совершенно одинаково, однако заряды различаются по знаку: протон всегда заряжен положительно, а электрон - отрицательно. Нейтрон не несет электрического заряда и вследствие этого имеет очень большую проницаемость.
В атомной шкале измерений масса протона и нейтрона принята за единицу. Атомный вес любого химического элемента поэтому зависит от количества протонов и нейтронов, заключенных в его ядре. Например, атом водорода, ядро которого состоит только из одного протона, имеет атомную массу равную 1. Атом гелия, с ядром из двух протонов и двух нейтронов, имеет атомную массу, равную 4.
Ядра атомов одного и того же элемента всегда содержат одинаковое число протонов, но число нейтронов может быть разным. Атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но отличающиеся по числу нейтронов и относящиеся к разновидностям одного и того же элемента, называются изотопами. Чтобы отличить их друг от друга, к символу элемента приписывают число, равное сумме всех частиц в ядре данного изотопа.
Может возникнуть вопрос: почему ядро атома не разваливается? Ведь входящие в него протоны - электрически заряженные частицы с одинаковым зарядом, которые должны отталкиваться друг от друга с большой силой. Объясняется это тем, что внутри ядра действуют еще и так называемые внутриядерные силы, притягивающие частицы ядра друг к другу. Эти силы компенсируют силы отталкивания протонов и не дают ядру самопроизвольно разлететься.
Внутриядерные силы очень велики, но действуют только на очень близком расстоянии. Поэтому ядра тяжелых элементов, состоящие из сотен нуклонов, оказываются нестабильными. Частицы ядра находятся здесь в беспрерывном движении (в пределах объема ядра), и если добавить им какое-то дополнительное количество энергии, они могут преодолеть внутренние силы - ядро разделится на части. Величину этой избыточной энергии называют энергией возбуждения. Среди изотопов тяжелых элементов есть такие, которые как бы находятся на самой грани самораспада. Достаточно лишь небольшого «толчка», например, простого попадания в ядро нейтрона (причем он даже не должен разгоняться до большой скорости), чтобы пошла реакция ядерного деления. Некоторые из этих «делящихся» изотопов позже научились получать искусственно. В природе же существует только один такой изотоп - это уран-235.
Уран был открыт в 1783 году Клапротом, который выделил его из урановой смолки и назвал в честь недавно открытой планеты Уран. Как оказалось в дальнейшем, это был, собственно, не сам уран, а его оксид. Чистый уран - металл серебристо-белого цвета - был получен
только в 1842 году Пелиго. Новый элемент не обладал никакими замечательными свойствами и не привлекал к себе внимания вплоть до 1896 года, когда Беккерель открыл явление радиоактивности солей урана. После этого уран сделался объектом научных исследований и экспериментов, но практического применения по-прежнему не имел.
Когда в первой трети XX века физикам более или менее стало понятно строение атомного ядра, они прежде всего попробовали осуществить давнюю мечту алхимиков - постарались превратить один химический элемент в другой. В 1934 году французские исследователи супруги Фредерик и Ирен Жолио-Кюри доложили Французской академии наук о следующем опыте: при бомбардировке пластин алюминия альфа-частицами (ядрами атома гелия) атомы алюминия превращались в атомы фосфора, но не обычные, а радиоактивные, которые свою очередь переходили в устойчивый изотоп кремния. Таким образом, атом алюминия, присоединив один протон и два нейтрона, превращался в более тяжелый атом кремния.
Этот опыт навел на мысль, что если «обстреливать» нейтронами ядра самого тяжелого из существующих в природе элементов - урана, то можно получить такой элемент, которого в естественных условиях нет. В 1938 году немецкие химики Отто Ган и Фриц Штрассман повторили в общих чертах опыт супругов Жолио-Кюри, взяв вместо алюминия уран. Результаты эксперимента оказались совсем не те, что они ожидали - вместо нового сверхтяжелого элемента с массовым числом больше, чем у урана, Ган и Штрассман получили легкие элементы из средней части периодической системы: барий, криптон, бром и некоторые другие. Сами экспериментаторы не смогли объяснить наблюдаемое явление. Только в следующем году физик Лиза Мейтнер, которой Ган сообщил о своих затруднениях, нашла правильное объяснение наблюдаемому феномену, предположив, что при обстреле урана нейтронами происходит расщепление (деление) его ядра. При этом должны были образовываться ядра более легких элементов (вот откуда брались барий, криптон и другие вещества), а также выделяться 2-3 свободных нейтрона. Дальнейшие исследования позволили детально прояснить картину происходящего.
Природный уран состоит из смеси трех изотопов с массами 238, 234 и 235. Основное количество урана приходится на изотоп-238, в ядро которого входят 92 протона и 146 нейтронов. Уран-235 составляет всего 1/140 природного урана (0, 7% (он имеет в своем ядре 92 протона и 143 нейтрона), а уран-234 (92 протона, 142 нейтрона) лишь - 1/17500 от общей массы урана (0, 006%. Наименее стабильным из этих изотопов является уран-235.
Время от времени ядра его атомов самопроизвольно делятся на части, вследствие чего образуются более легкие элементы периодической системы. Процесс сопровождается выделением двух или трех свободных нейтронов, которые мчатся с огромной скоростью - около 10 тыс. км/с (их называют быстрыми нейтронами). Эти нейтроны могут попадать в другие ядра урана, вызывая ядерные реакции. Каждый изотоп ведет себя в этом случае по-разному. Ядра урана-238 в большинстве случаев просто захватывают эти нейтроны без каких-либо дальнейших превращений. Но примерно в одном случае из пяти при столкновении быстрого нейтрона с ядром изотопа-238 происходит любопытная ядерная реакция: один из нейтронов урана-238 испускает электрон, превращаясь в протон, то есть изотоп урана обращается в более
тяжелый элемент - нептуний-239 (93 протона + 146 нейтронов). Но нептуний нестабилен - через несколько минут один из его нейтронов испускает электрон, превращаясь в протон, после чего изотоп нептуния обращается в следующий по счету элемент периодической системы - плутоний-239 (94 протона + 145 нейтронов). Если же нейтрон попадает в ядро неустойчивого урана-235, то немедленно происходит деление - атомы распадаются с испусканием двух или трех нейтронов. Понятно, что в природном уране, большинство атомов которого относятся к изотопу-238, никаких видимых последствий эта реакция не имеет - все свободные нейтроны окажутся в конце концов поглощенными этим изотопом.
Ну а если представить себе достаточно массивный кусок урана, целиком состоящий из изотопа-235?
Здесь процесс пойдет по-другому: нейтроны, выделившиеся при делении нескольких ядер, в свою очередь, попадая в соседние ядра, вызывают их деление. В результате выделяется новая порция нейтронов, которая расщепляет следующие ядра. При благоприятных условиях эта реакция протекает лавинообразно и носит название цепной реакции. Для ее начала может быть достаточно считанного количества бомбардирующих частиц.
Действительно, пусть уран-235 бомбардируют всего 100 нейтронов. Они разделят 100 ядер урана. При этом выделится 250 новых нейтронов второго поколения (в среднем 2, 5 за одно деление). Нейтроны второго поколения произведут уже 250 делений, при котором выделится 625 нейтронов. В следующем поколении оно станет равным 1562, затем 3906, далее 9670 и т.д. Число делений будет увеличиваться безгранично, если процесс не остановить.
Однако реально лишь незначительная часть нейтронов попадает в ядра атомов. Остальные, стремительно промчавшись между ними, уносятся в окружающее пространство. Самоподдерживающаяся цепная реакция может возникнуть только в достаточно большом массиве урана-235, обладающим, как говорят, критической массой. (Эта масса при нормальных условиях равна 50 кг.) Важно отметить, что деление каждого ядра сопровождается выделением огромного количества энергии, которая оказывается примерно в 300 миллионов раз больше энергии, затраченной на расщепление! (Подсчитано, что при полном делении 1 кг урана-235 выделяется столько же тепла, сколько при сжигании 3 тыс. тонн угля.)
Этот колоссальный выплеск энергии, освобождающейся в считанные мгновения, проявляет себя как взрыв чудовищной силы и лежит в основе действия ядерного оружия. Но для того чтобы это оружие стало реальностью, необходимо, чтобы заряд состоял не из природного урана, а из редкого изотопа - 235 (такой уран называют обогащенным). Позже было установлено, что чистый плутоний также является делящимся материалом и может быть использован в атомном заряде вместо урана-235.
Все эти важные открытия были сделаны накануне Второй мировой войны. Вскоре в Германии и в других странах начались секретные работы по созданию атомной бомбы. В США этой проблемой занялись в 1941 году. Всему комплексу работ было присвоено наименование «Манхэттенского проекта».
Административное руководство проектом осуществлял генерал Гровс, а научное - профессор Калифорнийского университета Роберт Оппенгеймер. Оба хорошо понимали огромную сложность стоящей перед ними задачи. Поэтому первой заботой Оппенгеймера стало комплектование высокоинтеллектуального научного коллектива. В США тогда было много физиков, эмигрировавших из фашистской Германии. Нелегко было привлечь их к созданию оружия, направленного против их прежней родины. Оппенгеймер лично говорил с каждым, пуская в ход всю силу своего обаяния. Вскоре ему удалось собрать небольшую группу теоретиков, которых он шутливо называл «светилами». И в самом деле, в нее входили крупнейшие специалисты того времени в области физики и химии. (Среди них 13 лауреатов Нобелевской премии, в том числе Бор, Ферми, Франк, Чедвик, Лоуренс.) Кроме них, было много других специалистов самого разного профиля.
Правительство США не скупилось на расходы, и работы с самого начала приняли грандиозный размах. В 1942 году была основана крупнейшая в мире исследовательская лаборатория в Лос-Аламосе. Население этого научного города вскоре достигло 9 тысяч человек. По составу ученых, размаху научных экспериментов, числу привлекаемых к работе специалистов и рабочих Лос-Аламосская лаборатория не имела себе равных в мировой истории. «Манхэттенский проект» имел свою полицию, контрразведку, систему связи, склады, поселки, заводы, лаборатории, свой колоссальный бюджет.
Главная цель проекта состояла в получении достаточного количества делящегося материала, из которого можно было бы создать несколько атомных бомб. Кроме урана-235 зарядом для бомбы, как уже говорилось, мог служить искусственный элемент плутоний-239, то есть бомба могла быть как урановой, так и плутониевой.
Гровс и Оппенгеймер согласились, что работы должны вестись одновременно по двум направлениям, поскольку невозможно наперед решить, какое из них окажется более перспективным. Оба способа принципиально отличались друг от друга: накопление урана-235 должно было осуществляться путем его отделения от основной массы природного урана, а плутоний мог быть получен только в результате управляемой ядерной реакции при облучении нейтронами урана-238. И тот и другой путь представлялся необычайно трудным и не сулил легких решений.
В самом деле, как можно отделить друг от друга два изотопа, которые лишь незначительно отличаются своим весом и химически ведут себя совершенно одинаково? Ни наука, ни техника никогда еще не сталкивались с такой проблемой. Производство плутония тоже поначалу казалось очень проблематичным. До этого весь опыт ядерных превращений сводился к нескольким лабораторным экспериментам. Теперь же предстояло в промышленном масштабе освоить производство килограммов плутония, разработать и создать для этого специальную установку - ядерный реактор, и научиться управлять течением ядерной реакции.
И там и здесь предстояло разрешить целый комплекс сложных задач. Поэтому «Манхэттенский проект» состоял из нескольких подпроектов, во главе которых стояли видные ученые. Сам Оппенгеймер был главой Лос-Аламосской научной лаборатории. Лоуренс заведовал Радиационной лабораторией Калифорнийского университета. Ферми вел в Чикагском университете исследования по созданию ядерного реактора.
Поначалу важнейшей проблемой было получение урана. До войны этот металл фактически не имел применения. Теперь, когда он потребовался сразу в огромных количествах, оказалось, что не существует промышленного способа его производства.
Компания «Вестингауз» взялась за его разработку и быстро добилась успеха. После очистки урановой смолы (в таком виде уран встречается в природе) и получения окиси урана, ее превращали в тетрафторид (UF4), из которого путем электролиза выделялся металлический уран. Если в конце 1941 года в распоряжении американских ученых было всего несколько граммов металлического урана, то уже в ноябре 1942 года его промышленное производство на заводах фирмы «Вестингауз» достигло 6000 фунтов в месяц.
Одновременно шла работа над созданием ядерного реактора. Процесс производства плутония фактически сводился к облучению урановых стержней нейтронами, в результате чего часть урана-238 должна была обратиться в плутоний. Источниками нейтронов при этом могли быть делящиеся атомы урана-235, рассеянные в достаточном количестве среди атомов урана-238. Но для того чтобы поддерживать постоянное воспроизводство нейтронов, должна была начаться цепная реакция деления атомов урана-235. Между тем, как уже говорилось, на каждый атом урана-235 приходилось 140 атомов урана-238. Ясно, что у разлетающихся во все стороны нейтронов было гораздо больше вероятности встретить на своем пути именно их. То есть, огромное число выделившихся нейтронов оказывалось без всякой пользы поглощенным основным изотопом. Очевидно, что при таких условиях цепная реакция идти не могла. Как же быть?
Сначала представлялось, что без разделения двух изотопов работа реактора вообще невозможна, но вскоре было установлено одно важное обстоятельство: оказалось, что уран-235 и уран-238 восприимчивы к нейтронам разных энергий. Расщепить ядро атома урана-235 можно нейтроном сравнительно небольшой энергии, имеющим скорость около 22 м/с. Такие медленные нейтроны не захватываются ядрами урана-238 - для этого те должны иметь скорость порядка сотен тысяч метров в секунду. Другими словами уран-238 бессилен помешать началу и ходу цепной реакции в уране-235, вызванной нейтронами, замедленными до крайне малых скоростей - не более 22 м/с. Это явление было открыто итальянским физиком Ферми, который с 1938 года жил в США и руководил здесь работами по созданию первого реактора. В качестве замедлителя нейтронов Ферми решил применить графит. По его расчетам, вылетевшие из урана-235 нейтроны, пройдя через слой графита в 40 см, должны были снизить свою скорость до 22 м/с и начать самоподдерживающуюся цепную реакцию в уране-235.
Другим замедлителем могла служить так называемая «тяжелая» вода. Поскольку атомы водорода, входящие в нее, по размерам и массе очень близки к нейтронам, они могли лучше всего замедлять их. (С быстрыми нейтронами происходит примерно то же, что с шарами: если маленький шар ударяется о большой, он откатывается назад, почти не теряя скорости, при встрече же с маленьким шаром он передает ему значительную часть своей энергии - точно так же нейтрон при упругом столкновении отскакивает от тяжелого ядра лишь незначительно замедляясь, а при столкновении с ядрами атомов водорода очень быстро теряет всю свою энергию.) Однако обычная вода не подходит для замедления, так как ее водород имеет тенденцию поглощать нейтроны. Вот почему для этой цели следует использовать дейтерий, входящий в состав «тяжелой» воды.
В начале 1942 года под руководством Ферми в помещении теннисного корта под западными трибунами Чикагского стадиона началось строительство первого в истории ядерного реактора. Все работы ученые проводили сами. Управление реакцией можно осуществлять единственным способом - регулируя число нейтронов, участвующих в цепной реакции. Ферми предполагал добиться этого с помощью стержней, изготовленных из таких веществ, как бор и кадмий, которые сильно поглощают нейтроны. Замедлителем служили графитовые кирпичи, из которых физики возвели колоны высотой в 3 м и шириной в 1, 2 м. Между ними были установлены прямоугольные блоки с окисью урана. На всю конструкцию пошло около 46 тонн окиси урана и 385 тонн графита. Для замедления реакции служили введенные в реактор стержни из кадмия и бора.
Если бы этого оказалось недостаточно, то для страховки на платформе, расположенной над реактором, стояли двое ученых с ведрами, наполненными раствором солей кадмия - они должны были вылить их на реактор, если бы реакция вышла из-под контроля. К счастью, этого не потребовалось. 2 декабря 1942 года Ферми приказал выдвинуть все контрольные стержни, и эксперимент начался. Через четыре минуты нейтронные счетчики стали щелкать все громче и громче. С каждой минутой интенсивность нейтронного потока становилась больше. Это говорило о том, что в реакторе идет цепная реакция. Она продолжалась в течение 28 минут. Затем Ферми дал знак, и опущенные стержни прекратили процесс. Так впервые человек освободил энергию атомного ядра и доказал, что может контролировать ее по своей воле. Теперь уже не было сомнения, что ядерное оружие - реальность.
В 1943 году реактор Ферми демонтировали и перевезли в Арагонскую национальную лабораторию (50 км от Чикаго). Здесь был вскоре построен еще один ядерный реактор, в котором в качестве замедлителя использовалась тяжелая вода. Он состоял из цилиндрической алюминиевой цистерны, содержащей 6, 5 тонн тяжелой воды, в которую было вертикально погружено 120 стержней из металлического урана, заключенные в алюминиевую оболочку. Семь управляющих стержней были сделаны из кадмия. Вокруг цистерны располагался графитовый отражатель, затем экран из сплавов свинца и кадмия. Вся конструкция заключалась в бетонный панцирь с толщиной стенок около 2, 5 м.
Эксперименты на этих опытных реакторах подтвердили возможность промышленного производства плутония.
Главным центром «Манхэттенского проекта» вскоре стал городок Ок-Ридж в долине реки Теннеси, население которого за несколько месяцев выросло до 79 тысяч человек. Здесь в короткий срок был построен первый в истории завод по производству обогащенного урана. Тут же в 1943 году был пущен промышленный реактор, вырабатывавший плутоний. В феврале 1944 года из него ежедневно извлекали около 300 кг урана, с поверхности которого путем химического разделения получали плутоний. (Для этого плутоний сначала растворяли, а потом осаждали.) Очищенный уран после этого вновь возвращался в реактор. В том же году в бесплодной унылой пустыне на южном берегу реки Колумбия началось строительство огромного Хэнфордского завода. Здесь размещалось три мощных атомных реактора, ежедневно дававших несколько сот граммов плутония.
Параллельно полным ходом шли исследования по разработке промышленного процесса обогащения урана.
Рассмотрев разные варианты, Гровс и Оппенгеймер решили сосредоточить усилия на двух методах: газодиффузионном и электромагнитном.
Газодиффузионный метод основывался на принципе, известном под названием закона Грэхэма (он был впервые сформулирован в 1829 году шотландским химиком Томасом Грэхэмом и разработан в 1896 году английским физиком Рейли). В соответствии с этим законом, если два газа, один из которых легче другого, пропускать через фильтр с ничтожно малыми отверстиями, то через него пройдет несколько больше легкого газа, чем тяжелого. В ноябре 1942 года Юри и Даннинг из Колумбийского университета создали на основе метода Рейли газодиффузионный метод разделения изотопов урана.
Так как природный уран - твердое вещество, то его сначала превращали во фтористый уран (UF6). Затем этот газ пропускали через микроскопические - порядка тысячных долей миллиметра - отверстия в перегородке фильтра.
Так как разница в молярных весах газов была очень мала, то за перегородкой содержание урана-235 увеличивалось всего в 1, 0002 раза.
Для того чтобы увеличить количество урана-235 еще больше, полученную смесь снова пропускают через перегородку, и количество урана опять увеличивается в 1, 0002 раза. Таким образом, чтобы повысить содержание урана-235 до 99%, нужно было пропускать газ через 4000 фильтров. Это происходило на огромном газодиффузионном заводе в Ок-Ридж.
В 1940 году под руководством Эрнста Лоуренса в Калифорнийском университете начались исследования по разделению изотопов урана электромагнитным методом. Необходимо было найти такие физические процессы, которые позволили бы разделять изотопы, пользуясь разностью их масс. Лоуренс предпринял попытку разделить изотопы, используя принцип масс-спектрографа - прибора, с помощью которого определяют массы атомов.
Принцип его действия сводился к следующему: предварительно ионизированные атомы ускорялись электрическим полем, а затем пропускались через магнитное поле, в котором они описывали окружности, расположенные в плоскости, перпендикулярной направлению поля. Так как радиусы этих траекторий были пропорциональны массе, легкие ионы оказывались на окружностях меньшего радиуса, чем тяжелые. Если на пути атомов размещали ловушки, то можно было таким образом раздельно собирать различные изотопы.
Таков был метод. В лабораторных условиях он дал неплохие результаты. Но строительство установки, на которой разделение изотопов могло бы производиться в промышленных масштабах, оказалось чрезвычайно сложным. Однако Лоуренсу в конце концов удалось преодолеть все трудности. Результатом его усилий стало появление калутрона, который был установлен на гигантском заводе в Ок-Ридже.
Этот электромагнитный завод был построен в 1943 году и оказался едва ли не самым дорогостоящим детищем «Манхэттенского проекта». Метод Лоуренса требовал большого количества сложных, еще не разработанных устройств, связанных с высоким напряжением, высоким вакуумом и сильными магнитными полями. Масштабы затрат оказались огромны. Калутрон имел гигантский электромагнит, длина которого достигала 75 м при весе около 4000 тонн.
На обмотки для этого электромагнита пошло несколько тысяч тонн серебряной проволоки.
Все работы (не считая стоимости серебра на сумму 300 миллионов долларов, которое государственное казначейство предоставило только на время) обошлись в 400 миллионов долларов. Только за электроэнергию, затраченную калутроном, министерство обороны заплатило 10 миллионов. Большая часть оборудования ок-риджского завода превосходила по масштабам и точности изготовления все, что когда-либо разрабатывалось в этой области техники.
Но все эти затраты оказались не напрасными. Издержав в общей сложности около 2 миллиардов долларов, ученые США к 1944 году создали уникальную технологию обогащения урана и производства плутония. Тем временем в Лос-Аламосской лаборатории работали над проектом самой бомбы. Принцип ее действия был в общих чертах ясен уже давно: делящееся вещество (плутоний или уран-235) следовало в момент взрыва перевести в критическое состояние (для осуществления цепной реакции масса заряда должна быть даже заметно больше критической) и облучить пучком нейтронов, что влекло за собой начало цепной реакции.
По расчетам, критическая масса заряда превосходила 50 килограмм, но ее смогли значительно уменьшить. Вообще на величину критической массы сильно влияют несколько факторов. Чем больше поверхностная площадь заряда - тем больше нейтронов бесполезно излучается в окружающее пространство. Наименьшей площадью поверхности обладает сфера. Следовательно, сферические заряды при прочих равных условиях имеют наименьшую критическую массу. Кроме того, величина критической массы зависит от чистоты и вида делящихся материалов. Она обратно пропорциональна квадрату плотности этого материала, что позволяет, например, при увеличении плотности вдвое, уменьшить критическую массу в четыре раза. Нужную степень подкритичности можно получить, к примеру, уплотнением делящегося материала за счет взрыва заряда обычного взрывчатого вещества, выполненного в виде сферической оболочки, окружающей ядерный заряд. Критическую массу, кроме того, можно уменьшить, окружив заряд экраном, хорошо отражающим нейтроны. В качестве такого экрана могут быть использованы свинец, бериллий, вольфрам, природный уран, железо и многие другие.
Одна из возможных конструкций атомной бомбы состоит из двух кусков урана, которые, соединяясь, образуют массу больше критической. Для того чтобы вызвать взрыв бомбы, надо как можно быстрее сблизить их. Второй метод основан на использовании сходящегося внутрь взрыва. В этом случае поток газов от обычного взрывчатого вещества направлялся на расположенный внутри делящийся материал и сжимал его до тех пор, пока он не достигал критической массы. Соединение заряда и интенсивное облучение его нейтронами, как уже говорилось, вызывает цепную реакцию, в результате которой в первую же секунду температура возрастает до 1 миллиона градусов. За это время успевало разделиться всего около 5% критической массы. Остальная часть заряда в бомбах ранней конструкции испарялась без
всякой пользы.
Первая в истории атомная бомба (ей было дано имя «Тринити») была собрана летом 1945 года. А 16 июня 1945 года на атомном полигоне в пустыне Аламогордо (штат Нью-Мексико) был произведен первый на Земле атомный взрыв. Бомбу поместили в центре полигона на вершине стальной 30-метровой башни. Вокруг нее на большом расстоянии размещалась регистрирующая аппаратура. В 9 км находился наблюдательный пункт, а в 16 км - командный. На всех свидетелей этого события атомный взрыв произвел потрясающее впечатление. По описанию очевидцев, было такое ощущение, будто множество солнц соединилось в одно и разом осветило полигон. Затем над равниной возник огромный огненный шар и к нему медленно и зловеще стало подниматься круглое облако пыли и света.
Оторвавшись от земли, этот огненный шар за несколько секунд взлетел на высоту более трех километров. С каждым мгновением он разрастался в размерах, вскоре его диаметр достиг 1, 5 км, и он медленно поднялся в стратосферу. Затем огненный шар уступил место столбу клубящегося дыма, который вытянулся на высоту 12 км, приняв форму гигантского гриба. Все это сопровождалось ужасным грохотом, от которого дрожала земля. Мощность взорвавшейся бомбы превзошла все ожидания.
Как только позволила радиационная обстановка, несколько танков «Шерман», выложенные изнутри свинцовыми плитами, ринулись в район взрыва. На одном из них находился Ферми, которому не терпелось увидеть результаты своего труда. Его глазам предстала мертвая выжженная земля, на которой в радиусе 1, 5 км было уничтожено все живое. Песок спекся в стекловидную зеленоватую корку, покрывавшую землю. В огромной воронке лежали изуродованные остатки стальной опорной башни. Сила взрыва была оценена в 20000 тонн тротила.
Следующим шагом должно было стать боевое применение атомной бомбы против Японии, которая после капитуляции фашистской Германии одна продолжала войну с США и их союзниками. Ракет-носителей тогда еще не было, поэтому бомбардировку предстояло осуществить с самолета. Компоненты двух бомб были с большой осторожностью доставлены крейсером «Индианаполис» на остров Тиниан, где базировалась 509-я сводная группа ВВС США. По типу заряда и конструкции эти бомбы несколько отличались друг от друга.
Первая атомная бомба - «Малыш» - представляла собой крупногабаритную авиационную бомбу с атомным зарядом из сильно обогащенного урана-235. Длина ее была около 3 м, диаметр - 62 см, вес - 4, 1 т.
Вторая атомная бомба - «Толстяк» - с зарядом плутония-239 имела яйцеобразную форму с крупногабаритным стабилизатором. Длина ее
составляла 3, 2 м, диаметр 1, 5 м, вес - 4, 5 т.
6 августа бомбардировщик Б-29 «Энола Гэй» полковника Тиббетса сбросил «Малыша» на крупный японский город Хиросиму. Бомба опускалась на парашюте и взорвалась, как это и было предусмотрено, на высоте 600 м от земли.
Последствия взрыва были ужасны. Даже на самих пилотов вид уничтоженного ими в одно мгновение мирного города произвел гнетущее впечатление. Позже один из них признался, что они видели в эту секунду самое плохое, что только может увидеть человек.
Для тех же, кто находился на земле, происходящее напоминало подлинный ад. Прежде всего, над Хиросимой прошла тепловая волна. Ее действие длилось всего несколько мгновений, но было настолько мощным, что расплавило даже черепицу и кристаллы кварца в гранитных плитах, превратило в уголь телефонные столбы на расстоянии 4 км и, наконец, настолько испепелило человеческие тела, что от них остались только тени на асфальте мостовых или на стенах домов. Затем из-под огненного шара вырвался чудовищный порыв ветра и промчался над городом со скоростью 800 км/ч, сметая все на своем пути. Не выдержавшие его яростного натиска дома рушились как подкошенные. В гигантском круге диаметром 4 км не осталось ни одного целого здания. Через несколько минут после взрыва над городом прошел черный радиоактивный дождь - это превращенная в пар влага сконденсировалась в высоких слоях атмосферы и выпала на землю в виде крупных капель, смешанных с радиоактивной пылью.
После дождя на город обрушился новый порыв ветра, на этот раз дувший в направлении эпицентра. Он был слабее первого, но все же достаточно силен, чтобы вырывать с корнем деревья. Ветер раздул гигантский пожар, в котором горело все, что только могло гореть. Из 76 тысяч зданий полностью разрушилось и сгорело 55 тысяч. Свидетели этой ужасной катастрофы вспоминали о людях-факелах, с которых сгоревшая одежда спадала на землю вместе с лохмотьями кожи, и о толпах обезумевших людей, покрытых ужасными ожогами, которые с криком метались по улицам. В воздухе стоял удушающий смрад от горелого человеческого мяса. Всюду валялись люди, мертвые и умирающие. Было много таких, которые ослепли и оглохли и, тычась во все стороны, не могли ничего разобрать в царившем вокруг хаосе.
Несчастные, находившиеся от эпицентра на расстоянии до 800 м, за доли секунды сгорели в буквальном смысле слова - их внутренности испарились, а тела превратились в комки дымящихся углей. Находившиеся от эпицентра на расстоянии 1 км, были поражены лучевой болезнью в крайне тяжелой форме. Уже через несколько часов у них началась сильнейшая рвота, температура подскочила до 39-40 градусов, появились одышка и кровотечения. Затем на коже высыпали незаживающие язвы, состав крови резко изменился, волосы выпали. После ужасных страданий, обычно на второй или третий день, наступала смерть.
Всего от взрыва и лучевой болезни погибло около 240 тысяч человек. Около 160 тысяч получили лучевую болезнь в более легкой форме - их мучительная смерть оказалась отсроченной на несколько месяцев или лет. Когда известие о катастрофе распространилось по стране, вся Япония была парализована страхом. Он еще увеличился, после того как 9 августа самолет «Бокс Кар» майора Суини сбросил вторую бомбу на Нагасаки. Здесь также погибло и было ранено несколько сот тысяч жителей. Не в силах противостоять новому оружию, японское правительство капитулировало - атомная бомба положила конец Второй мировой войне.
Война закончилась. Она продолжалась всего шесть лет, но успела изменить мир и людей почти до неузнаваемости.
Человеческая цивилизация до 1939 года и человеческая цивилизация после 1945 года разительно не похожи друг на друга. Тому есть много причин, но одна из важнейших - появление ядерного оружия. Можно без преувеличений сказать, что тень Хиросимы лежит на всей второй половине XX века. Она стала глубоким нравственным ожогом для многих миллионов людей, как бывших современниками этой катастрофы, так и родившихся через десятилетия после нее. Современный человек уже не может думать о мире так, как думали о нем до 6 августа 1945 года - он слишком ясно понимает, что этот мир может за несколько мгновений превратиться в ничто.
Современный человек не может смотреть на войну, так как смотрели его деды и прадеды - он достоверно знает, что эта война будет последней, и в ней не окажется ни победителей, ни побежденных. Ядерное оружие наложило свой отпечаток на все сферы общественной жизни, и современная цивилизация не может жить по тем же законам, что шестьдесят или восемьдесят лет назад. Никто не понимал этого лучше самих создателей атомной бомбы.
«Люди нашей планеты , - писал Роберт Оппенгеймер, - должны объединиться. Ужас и разрушение, посеянные последней войной, диктуют нам эту мысль. Взрывы атомных бомб доказали ее со всей жестокостью. Другие люди в другое время уже говорили подобные слова - только о другом оружии и о других войнах. Они не добились успеха. Но тот, кто и сегодня скажет, что эти слова бесполезны, введен в заблуждение превратностями истории. Нас нельзя убедить в этом. Результаты нашего труда не оставляют человечеству другого выбора, кроме как создать объединенный мир. Мир, основанный на законности и гуманизме».
В СССР должна наладиться демократическая форма управления.
Вернадский В.И.
Атомная бомба в СССР была создана 29 августа 1949 года (первый успешный запуск). Руководил проектом академик Игорь Васильевич Курчатов. Период разработки атомного оружия в СССР длился с 1942 года, и закончился испытанием на территории Казахстана. Это нарушило монополию США на подобного рода вооружение, ведь с 1945 года единственной ядерной державой были именно они. Статья посвящена описанию истории возникновения советской ядерной бомбы, а также характеристике последствий этих событий для СССР.
История создания
В 1941 году представители СССР в Нью-Йорке передали Сталину информацию о том, что в США проходит встреча ученых-физиков, которая посвящена вопросам разработки ядерного вооружения. Советские ученые 1930-х годов также работали над исследованием атома, самым известным было расщепление атома учеными из Харькова во главе с Л.Ландау. Однако до реального применения в вооружении дело не доходило. Над этим кроме США работала нацистская Германия. В конце 1941 года в США начали свой атомный проект. Сталин узнал об этом в начале 1942 года и подписал указ о создании в СССР лаборатории по созданию атомного проекта, ее руководителем стал академик И.Курчатов.
Существует мнение, что работу ученых США ускорили секретные разработки немецких коллег, которые попали в Америку. В любом случае, летом 1945 года на Потсдамской конференции новый президент США Г.Трумэн сообщил Сталину о завершении работы над новым оружием – атомной бомбой. Более того, для демонстрации работы американских ученых, правительство США решило испытать новое оружие в бою: 6 и 9 августа бомбы были сброшены на два японских города, Хиросиму и Нагасаки. Это был первый случай, когда человечество узнало о новом оружии. Именно это событие заставило Сталина ускорить работу своих ученых. И.Курчатова вызвал к себе Сталин и пообещал выполнить любые требования ученого, лишь бы процесс шел как можно быстрее. Более того, был создан государственный комитет при Совнаркоме, который курировал советский атомный проект. Возглавил его Л.Берия.
Разработка переместилась в три центра:
- Конструкторское бюро Кировского завода, работающее над созданием специального оборудования.
- Диффузный завод на Урале, который должен был работать над созданием обогащенного урана.
- Химико-металлургические центры, в которых изучали плутоний. Именно этот элемент использовался в первой ядерной бомбе советского образца.
В 1946 году был создан первый советский единый ядерный центр. Это был секретный объект Арзамас-16, находящийся в городе Саров (Нижегородская область). В 1947 году создали первый атомный реактор, на предприятии под Челябинском. В 1948 году был создан секретный полигон на территории Казахстана, возле города Семипалатинск-21. Именно здесь 29 августа 1949 года был организован первый взрыв советской атомной бомбы РДС-1. Это событие держалось в полном секрете, однако американская тихоокеанская авиация смогла зафиксировать резкое повышение уровня радиации, что было доказательством испытания нового оружия. Уже в сентябре 1949 году Г.Трумэн заявил о наличие в СССР атомной бомбы. Официально СССР признался в наличие этого оружия только в 1950 году.
Можно выделить несколько главных последствий успешной разработки советскими учеными атомного оружия:
- Потеря США статуса единого государства с атомным оружием. Это не только уравнивало СССР с США по военной мощи, но и заставило последних продумывать каждый свой военный шаг, поскольку теперь нужно было опасаться за ответную реакцию руководства СССР.
- Наличие атомного оружия у СССР закрепило за ним статус сверхдержавы.
- После уравнивания США и СССР в наличие атомного оружия, началась гонка за его количеством. Государства тратили огромные финансы, чтобы превзойти конкурента. Более того, начались попытки создания еще более мощного оружия.
- Эти события послужили стартом ядерной гонки. Многие страны начали вкладывать ресурсы, чтобы пополнить список ядерных государств и обеспечить себе безопасность.
Первая атомная бомба в СССР стала эпохальным событием, которое полностью изменило геополитическую обстановку на планете.
Все ключевые игроки на мировой арене в 40-е годы 20 века пытались получить в свое распоряжение ядерную бомбу для того, чтобы установить абсолютную власть, сделать свое влияние на другие страны решающим и в случае необходимости легко разрушать города противников и поражать миллионы людей смертоносным воздействием высокоэнергетического излучения.
Атомный проект в стране советов получил свой старт в 1943 году, что стало необходимостью быстро догнать в данном деле ведущие страны, Германию и США, и не дать им получить решающее превосходство. Точная дата запуска – 11 февраля 43-го года.
В то время ученые разработчики еще не могли полностью осознать, какое страшное оружие они предлагают политикам, которые зачастую являются очень одиозными личностями. Ядерное оружие способно в одно мгновение уничтожить миллионы людей по всему миру и нанести непоправимый вред природе во всех ее проявлениях.
Сегодня же политическая обстановка все так же накалена, что является обычным делом для вечно враждующих людей, и ЯО и дальше продолжает играть важную роль в установлении паритета – равенства сил, благодаря которому ни одна из сторон нового глобального конфликта не решается напасть на противника.
Создание атомной бомбы в СССР
Основным политиком, которым должна была курироваться ядерная программа, стал Молотов.
Вячеслав Михайлович Молотов (1890 - 1986) - российский революционер, советский политический и государственный деятель. Председатель Совета народных комиссаров СССР в 1930-1941 годах, народный комиссар, министр иностранных дел СССР в 1939-1949, 1953-1956 годах.
Он же в свою очередь решил, что такую серьезную работу из ученых должен возглавить Курчатов, опытный физик, под началом которого отечественная наука совершила многие выдающиеся прорывы.
Этот изобретатель и руководитель прославился многими вещами, в частности тем, что при нем была запущена первая ядерная электростанция, то есть стало возможным мирное использование энергии атома.
Первая бомба получила название РДС-1. Эта аббревиатура означала следующее словосочетание — «реактивный двигатель специальный» . Данный шифр был разработан для того, чтобы максимально засекретить разработки.
Взрывы снаряда проводились на территории Казахстана на специально сооруженном для этого полигоне.
Ходят многие слухи о том, что российская сторона никак не могла догнать американцев, так как не знала некоторых нюансов разработки. Изобретение якобы было ускорено тем, что американские анонимные ученые «слили» советам секреты, которые значительно ускорили дело.
Но критики заявляют о том, что даже если это и так, то стоит понимать – отечественная бомба не состоялась бы без общего высокого уровня развития науки и промышленности, а также наличия высококвалифицированного персонала, который смог быстро осознать и применить подсказки, даже если они были.
Юлиус Розенберг и его жена Этель - американские коммунисты, обвинённые в шпионаже в пользу Советского Союза (прежде всего, в передаче СССР американских ядерных секретов) и казнённые за это в 1953 году.
Что касается того, кто передал секрет для ускорения дела, то чертежи бомбы были отправлены в СССР ученым по имени Юлиус Розенберг , хотя его и курировали другие личности, к примеру, Клаус Фукс.
За свой поступок Розенберг был казнен в начале 50-х годов в США. В деле фигурируют и другие фамилии.
«Отцом» советского ядерного проекта по праву считается выдающийся российский ученый физик-ядерщик Игорь Васильевич Курчатов. Создатель смертоносного оружия занялся этим проектом в 1942 году и курировал его до самой своей смерти.
Игорь Васильевич Курчатов (1903 - 1960) - советский физик, «отец» советской атомной бомбы. Трижды Герой Социалистического Труда (1949, 1951, 1954). Академик АН СССР (1943) и АН Узб. ССР (1959), доктор физико-математических наук (1933), профессор (1935). Основатель и первый директор Института атомной энергии (1943-1960).
Разработка оружия не мешала ученому действовать и по другим направлениям, к примеру, именно он внес решающий вклад в запуск первых в стране и во всем мире ядерных реакторов для добычи энергии.
Родился Курчатов в 1903 году в семье помещика, учился он исключительно на отлично, а уже в 21 год выполнил свою первую научную работу. Именно он стал одним из лидеров в области изучения ядерной физики и всех ее многочисленных секретов.
Курчатов – обладатель множества почетных наград и званий высшего уровня. Весь Советский Союз знал и восхищался этим человеком, который умер всего в 57 лет.
Работа шла ударными темпами, поэтому, после начала запуска проекта в 42 году, уже 29 августа 1949 года было произведено первое успешное испытание.
Испытал бомбу ученый и военный коллектив под организацией Харитона. Ответственность за любые промашки была самой жесткой, поэтому все участники работы относились к своему делу предельно аккуратно.
Ядерный полигон, на котором случилось это историческое событие, называется Семипалатинский полигон, и находится он на просторах территории нынешнего Казахстана, а в то время — Казахской ССР. В дальнейшем появились и другие места для таких испытаний.
Мощность РДС-1 составила 22 килотонны , при ее взрыве состоялось огромное количество разрушений. Их хронология и сегодня представляет большой интерес.
Вот некоторые нюансы подготовки взрыва:
- Для проверки силы воздействия на полигоне были построены дома гражданского типа из дерева и бетонных панелей. Там же было размещено около 1500 животных, на которых планировалось проверить воздействие бомбы.
- Также при эксперименте использовались сектора с различными типами вооружения, укрепленные объекты и защищенные сооружения.
- Сама бомба была установлена на металлической башне высотой почти 40 метров.
Когда взрыв был произведен, то металлическая башня, где стояла бомба, просто исчезла, а на ее месте образовалась дыра в земле на 1,5 метра. Из 1500 животных погибло около 400.
Многие бетонные конструкции, дома, мосты, гражданский и военный транспорт были безнадежно испорчены. Курирование работой проводилось на высшем уровне, поэтому никаких незапланированных неприятностей не возникло.
Последствия создания атомной бомбы для СССР
Когда вожделенная форма вооружения все же появилась в руках советских руководителей, это вызвало массу различных реакций. Уже после первого успешного испытания РДС-1 американцы узнали об этом с помощью своего самолета разведчика.
Президент США Трумэн выступил с заявлением по поводу этого события примерно через месяц после испытаний.
Официально СССР признал наличие бомбы только в 1950 году.
Какие последствия всего этого? История относится к событиям тех времен неоднозначно. Конечно, у создания ЯО были свои важные причины, которые были, возможно, даже вопросом выживания страны. Разработчик такого проекта также не понимал всей полноты последствий, и это касается не только СССР, но также и немцев и американцев.
В целом, если говорить кратко, то последствия следующие:
- установление ядерного паритета, когда ни одна из сторон глобального противостояния не рискнула бы начать открытую войну;
- значительный технологический рывок Советского Союза;
- становление нашей страны как мирового лидера, возможность говорить с позиции силы.
Также бомба привнесла рост напряженности в отношениях СССР и США, сегодня это проявляется не в меньшей мере. Последствиями производства ЯО стало о то, что мир в любой момент может скатиться к катастрофе и вдруг оказаться в состоянии ядерной зимы, ведь мало ли что придет на ум очередному политику, дорвавшемуся до власти.
В целом, курирование и создание ядерной бомбы РДС-1 было сложным событием, которое открыло буквально новую эпоху мировой истории, а год создания этого оружия СССР стал знаковым.
