Atomik olanı kim icat etti? Atom bombasını kim icat etti? Atom bombasının tarihi. Nükleer füzyon neden tercih edilir?
Atom bombasını icat eden kişi, 20. yüzyılın bu mucizevi buluşunun ne kadar trajik sonuçlara yol açabileceğini hayal bile edemiyordu. Japonya'nın Hiroşima ve Nagazaki şehirlerinin sakinlerinin bu süper silahı deneyimlemesi çok uzun bir yolculuktu.
Bir başlangıç
Nisan 1903'te Paris Bahçesi'nde ünlü fizikçi Fransa Paul Langevin arkadaşlarını topladı. Sebebi ise genç ve yetenekli bilim adamı Marie Curie'nin tezinin savunulmasıydı. Seçkin konuklar arasında ünlü İngiliz fizikçi Sir Ernest Rutherford da vardı. Eğlencenin ortasında ışıklar kapatıldı. Marie Curie bir sürpriz olacağını herkese duyurdu.Pierre Curie, ciddi bir bakışla, yeşil bir ışıkla parlayan, orada bulunanlar arasında olağanüstü bir keyif uyandıran, radyum tuzları içeren küçük bir tüp getirdi. Daha sonra konuklar bu fenomenin geleceğini hararetle tartıştılar. Herkes radyumun ciddi enerji kıtlığı sorununu çözeceği konusunda hemfikirdi. Bu, herkese yeni araştırmalar ve daha fazla umut için ilham verdi.
Eğer onlara söylenmiş olsaydı laboratuvar çalışmaları Radyoaktif elementlerle 20. yüzyılın korkunç silahlarının temelini atacak olsa tepkilerinin ne olacağı bilinmiyor. İşte hikaye o zaman başladı atom bombası yüzbinlerce Japon sivilin ölümüne neden oldu.
İleride oynamak
17 Aralık 1938'de Alman bilim adamı Otto Gann, uranyumun daha küçük temel parçacıklara bozunduğuna dair reddedilemez kanıtlar elde etti. Esasen atomu bölmeyi başardı. Bilim dünyasında bu, insanlık tarihinde yeni bir dönüm noktası olarak kabul edildi. Otto Gann, Üçüncü Reich'ın siyasi görüşlerini paylaşmıyordu.Bu nedenle, aynı yıl, 1938'de bilim adamı, Friedrich Strassmann ile birlikte bilimsel araştırmalarına devam ettiği Stockholm'e taşınmak zorunda kaldı. Korkunç silahlara ilk sahip olanın Nazi Almanyası olacağından korkarak Amerika Başkanına bu konuda uyarıda bulunan bir mektup yazar.
Olası bir ilerleme haberi ABD hükümetini büyük ölçüde alarma geçirdi. Amerikalılar hızlı ve kararlı davranmaya başladı.
Amerikan projesini kim yarattı?
İkinci Dünya Savaşı'nın patlak vermesinden önce bile, çoğu Avrupa'daki Nazi rejiminden mülteci olan bir grup Amerikalı bilim insanı, nükleer silahlar geliştirmekle görevlendirildi. İlk araştırmanın Nazi Almanyası'nda yapıldığını belirtmekte fayda var. 1940 yılında Amerika Birleşik Devletleri hükümeti atom silahları geliştirmek için kendi programını finanse etmeye başladı. Projenin hayata geçirilmesi için iki buçuk milyar dolarlık inanılmaz bir miktar tahsis edildi.Bu gizli projeyi uygulamaya, aralarında ondan fazla Nobel ödülü sahibi olan 20. yüzyılın önde gelen fizikçileri davet edildi. Toplamda, aralarında sadece askeri personelin değil sivillerin de bulunduğu yaklaşık 130 bin çalışan yer aldı. Geliştirme ekibine Albay Leslie Richard Groves başkanlık etti ve Robert Oppenheimer bilimsel direktör oldu. Atom bombasını icat eden adamdır.
Manhattan bölgesinde “Manhattan Projesi” kod adıyla bildiğimiz özel bir gizli mühendislik binası inşa edildi. Sonraki birkaç yıl boyunca, gizli projedeki bilim adamları uranyum ve plütonyumun nükleer fisyonu sorunu üzerinde çalıştı.
Igor Kurchatov'un barışçıl olmayan atomu
Bugün her okul çocuğu Sovyetler Birliği'nde atom bombasını kimin icat ettiği sorusuna cevap verebilecek. Ve sonra, geçen yüzyılın 30'lu yıllarının başında kimse bunu bilmiyordu.1932'de akademisyen Igor Vasilyevich Kurchatov, dünyada çalışmaya başlayan ilk kişilerden biriydi. atom çekirdeği. Etrafında benzer düşünen insanları toplayan Igor Vasilyevich, 1937'de Avrupa'da ilk siklotronu yarattı. Aynı yıl kendisi ve onun gibi düşünen insanlar ilk yapay çekirdeği yarattılar.
1939'da I.V. Kurchatov yeni bir yön olan nükleer fiziği incelemeye başladı. Bu fenomeni incelemede birçok laboratuvar başarısından sonra, bilim adamı "2 Nolu Laboratuvar" olarak adlandırılan gizli bir araştırma merkezini emrine verir. Günümüzde bu gizli nesneye "Arzamas-16" adı verilmektedir.
Bu merkezin hedef yönü nükleer silahların ciddi şekilde araştırılması ve yaratılmasıydı. Artık Sovyetler Birliği'nde atom bombasını kimin yarattığı belli oluyor. Ekibi daha sonra yalnızca on kişiden oluşuyordu.
Atom bombası olacak
1945'in sonunda Igor Vasilyevich Kurchatov, yüzden fazla kişiden oluşan ciddi bir bilim adamı ekibi oluşturmayı başardı. Çeşitli bilimsel uzmanlıkların en iyi beyinleri, atom silahları yaratmak için ülkenin her yerinden laboratuvara geldi. Amerikalılar Hiroşima'ya atom bombası attıktan sonra Sovyet bilim adamları bunun Sovyetler Birliği ile yapılabileceğini anladılar. "2 Nolu Laboratuvar" ülkenin liderliğinden alıyor keskin artış finansman ve büyük miktarda kalifiye personel akışı. Lavrenty Pavlovich Beria böylesine önemli bir projenin sorumlusu olarak atandı. Sovyet bilim adamlarının muazzam çabaları meyvesini verdi.Semipalatinsk test sitesi
SSCB'deki atom bombası ilk olarak Semipalatinsk'teki (Kazakistan) test sahasında test edildi. 29 Ağustos 1949'da 22 kilotonluk nükleer bomba Kazak topraklarını sarstı. Nobel ödüllü fizikçi Otto Hanz şunları söyledi: “Bu iyi bir haber. Eğer Rusya'nın atom silahları varsa o zaman savaş olmayacak." ABD'nin nükleer silahlar üzerindeki tekelini ortadan kaldıran, SSCB'deki 501 numaralı ürün veya RDS-1 olarak şifrelenen bu atom bombasıydı.Atom bombası. Yıl 1945
16 Temmuz sabahı erken saatlerde Manhattan Projesi, ABD'nin New Mexico kentindeki Alamogordo test sahasında bir atom cihazının (plütonyum bombası) ilk başarılı testini gerçekleştirdi.Projeye yatırılan para iyi harcandı. İnsanlık tarihindeki ilk atom patlaması sabah saat 5.30'da gerçekleşti.
Amerika Birleşik Devletleri'nde atom bombasını icat eden ve daha sonra "atom bombasının babası" olarak anılan Robert Oppenheimer daha sonra "Şeytanın işini yaptık" diyecekti.
Japonya teslim olmayacak
Atom bombasının son ve başarılı testi sırasında Sovyet birlikleri ve Müttefikler sonunda Nazi Almanyasını yendiler. Ancak egemenlik için sonuna kadar savaşacağına söz veren bir devlet kalmıştı. Pasifik Okyanusu. 1945 yılının nisan ortasından temmuz ortasına kadar Japon ordusu, müttefik kuvvetlere karşı defalarca hava saldırıları düzenledi ve böylece ABD ordusuna ağır kayıplar verdirdi. Temmuz 1945'in sonunda militarist Japon hükümeti, Müttefiklerin Potsdam Deklarasyonu uyarınca teslim olma talebini reddetti. Özellikle itaatsizlik durumunda Japon ordusunun hızlı ve tam bir yıkımla karşı karşıya kalacağı belirtildi.Başkan kabul ediyor
Amerikan hükümeti sözünü tuttu ve Japon askeri mevzilerini hedef alarak bombalamaya başladı. Hava saldırıları istenen sonucu vermedi ve ABD Başkanı Harry Truman, Japon topraklarını Amerikan birlikleri tarafından işgal etmeye karar verdi. Ancak askeri komuta, Amerikan işgalinin çok sayıda can kaybına yol açacağı gerçeğini öne sürerek başkanını böyle bir karardan caydırıyor.Henry Lewis Stimson ve Dwight David Eisenhower'ın önerisiyle savaşı bitirmek için daha etkili bir yol kullanılmasına karar verildi. Atom bombasının büyük bir destekçisi olan ABD Başkanlık Sekreteri James Francis Byrnes, Japon topraklarının bombalanmasının sonunda savaşı sona erdireceğine ve ABD'yi baskın bir konuma getireceğine ve bunun da olayların ilerleyişi üzerinde olumlu bir etkisi olacağına inanıyordu. savaş sonrası dünya. Böylece ABD Başkanı Harry Truman, bunun tek doğru seçenek olduğuna ikna oldu.
Atom bombası. Hiroşima
İlk hedef olarak Japonya'nın başkenti Tokyo'dan beş yüz mil uzakta bulunan, nüfusu 350 binin biraz üzerinde olan küçük Japon şehri Hiroşima seçildi. Değiştirilmiş B-29 Enola Gay bombardıman uçağı Tinian Adası'ndaki ABD deniz üssüne ulaştıktan sonra uçağa bir atom bombası yerleştirildi. Hiroşima 9 bin poundluk uranyum-235'in etkilerini yaşayacaktı.Daha önce hiç görülmemiş bu silah, küçük bir Japon kasabasındaki sivillere yönelikti. Bombacının komutanı Albay Paul Warfield Tibbetts Jr.'dı. ABD atom bombası alaycı bir isim olan “Bebek”i taşıyordu. 6 Ağustos 1945 sabahı yaklaşık olarak sabah 8:15'te Amerikan "Küçük" uçağı Japonya'nın Hiroşima kentine bırakıldı. Yaklaşık 15 bin ton TNT, beş mil karelik bir yarıçap içindeki tüm yaşamı yok etti. Yüz kırk bin şehir sakini birkaç saniye içinde öldü. Hayatta kalan Japonlar radyasyon hastalığından dolayı acı verici bir şekilde öldü.
Amerikan atomik “Bebek” tarafından yok edildiler. Ancak Hiroşima'nın yıkımı, herkesin beklediği gibi Japonya'nın hemen teslim olmasına neden olmadı. Daha sonra Japon topraklarına başka bir bombalama yapılmasına karar verildi.
Nagazaki. Gökyüzü yanıyor
Amerikan atom bombası “Şişman Adam”, 9 Ağustos 1945'te hala orada, Tinian'daki ABD deniz üssünde bir B-29 uçağına yerleştirildi. Bu sefer uçağın komutanı Binbaşı Charles Sweeney'di. Başlangıçta stratejik hedef Kokura şehriydi.Ancak hava koşulları planın gerçekleştirilmesine izin vermedi; yoğun bulutlar araya girdi. Charles Sweeney ikinci tura çıktı. Sabah 11:02'de Amerikan nükleer "Şişman Adam" Nagazaki'yi yuttu. Hiroşima'daki bombalamadan birkaç kat daha güçlü, daha güçlü, yıkıcı bir hava saldırısıydı. Nagazaki, yaklaşık 10 bin pound ve 22 kiloton TNT ağırlığında bir atom silahını test etti.
Japon şehrinin coğrafi konumu beklenen etkiyi azalttı. Mesele şu ki şehir dağların arasında dar bir vadide bulunuyor. Bu nedenle 2,6 mil karelik bir alanın imhası Amerikan silahlarının tam potansiyelini ortaya çıkarmadı. Nagazaki atom bombası testi başarısız Manhattan Projesi olarak kabul ediliyor.
Japonya teslim oldu
15 Ağustos 1945 günü öğle saatlerinde İmparator Hirohito, Japonya halkına yaptığı bir radyo konuşmasında ülkesinin teslim olduğunu duyurdu. Bu haber hızla dünyaya yayıldı. Japonya'ya karşı kazanılan zaferi kutlamak için Amerika Birleşik Devletleri'nde kutlamalar başladı. Halk sevindi.2 Eylül 1945'te, Tokyo Körfezi'ne demirlemiş olan Amerikan zırhlısı Missouri'de savaşı sona erdirmek için resmi bir anlaşma imzalandı. İnsanlık tarihinin en acımasız ve kanlı savaşı böylece sona erdi.
Altı uzun yıldır, dünya topluluğu bu önemli tarihe doğru ilerliyor - Nazi Almanyası'nın Polonya'da ilk atışlarının yapıldığı 1 Eylül 1939'dan bu yana.
Huzurlu atom
Toplamda Sovyetler Birliği'nde 124 nükleer patlama gerçekleştirildi. Karakteristik olan, bunların tamamının ülke ekonomisinin yararına gerçekleştirilmesidir. Bunlardan yalnızca üçü radyoaktif elementlerin sızmasıyla sonuçlanan kazalardı.Barışçıl atomların kullanımına yönelik programlar yalnızca iki ülkede uygulandı: ABD ve Sovyetler Birliği. Nükleer barışçıl enerji, 26 Nisan 1986'da dördüncü güç ünitesinde yaşanan küresel felaketin bir örneğini de biliyor. Çernobil nükleer santrali reaktör patladı.
İnsani gelişmenin tarihi, çatışmaları şiddet yoluyla çözmenin bir yolu olarak her zaman savaşlarla birlikte olmuştur. Medeniyet on beş binden fazla irili ufaklı silahlı çatışmaya maruz kaldı, insan yaşamının kaybının milyonlarca olduğu tahmin ediliyor. Yalnızca geçen yüzyılın doksanlı yıllarında, dünyanın doksan ülkesini kapsayan yüzden fazla askeri çatışma meydana geldi.
Aynı zamanda, bilimsel keşifler ve teknolojik ilerleme, her zamankinden daha güçlü ve kullanımı daha karmaşık olan imha silahlarının yaratılmasını mümkün kıldı. Yirminci yuzyılda Nükleer silahlar kitlesel yıkıcı etkinin zirvesi ve politik bir araç haline geldi.
Atom bombası cihazı
Düşmanı yok etme aracı olarak modern nükleer bombalar, özü geniş çapta duyurulmayan ileri teknik çözümler temelinde yaratılmaktadır. Ancak bu tür silahların doğasında bulunan ana unsurlar, 1945'te Japonya'nın şehirlerinden birine atılan "Şişman Adam" kod adlı nükleer bombanın tasarımı örneği kullanılarak incelenebilir.
Patlamanın gücü TNT eşdeğerinde 22,0 kt idi.
Aşağıdaki tasarım özelliklerine sahipti:
- ürünün uzunluğu 3250,0 mm, hacimsel kısmın çapı ise 1520,0 mm idi. Toplam ağırlık 4,5 tondan fazla;
- vücut elips şeklindedir. Uçaksavar mühimmatı ve diğer istenmeyen etkiler nedeniyle erken tahribattan kaçınmak için üretiminde 9,5 mm zırhlı çelik kullanıldı;
- vücut dört iç parçaya bölünmüştür: burun, elipsoidin iki yarısı (ana kısım nükleer dolum için bir bölmedir) ve kuyruk.
- pruva bölmesi pillerle donatılmıştır;
- ana bölme, burun bölmesi gibi, zararlı ortamların, nemin girişini önlemek ve sakallı adamın çalışması için rahat koşullar yaratmak amacıyla vakumlanmıştır;
- elipsoid, bir uranyum kurcalama (kabuk) ile çevrelenmiş bir plütonyum çekirdeği barındırıyordu. Nükleer reaksiyonun seyri için atalet sınırlayıcı rolünü oynadı ve nötronları yükün aktif bölgesinin yanına yansıtarak silah sınıfı plütonyumun maksimum aktivitesini sağladı.
Çekirdeğin içine, başlatıcı veya "kirpi" adı verilen birincil bir nötron kaynağı yerleştirildi. Çapı küresel berilyum ile temsil edilir 20,0 mm polonyum bazlı dış kaplamalı - 210.
Uzman topluluğunun, bu nükleer silah tasarımının etkisiz ve kullanımda güvenilmez olduğunu belirlediğini belirtmek gerekir. Kontrolsüz tipte nötron başlatılması daha fazla kullanılmadı .
Çalışma prensibi
Uranyum 235 (233) ve plütonyum 239 çekirdeklerinin (bir nükleer bombanın yapıldığı şey budur) hacmi sınırlandırırken büyük bir enerji salınımıyla bölünmesi sürecine nükleer patlama denir. Radyoaktif metallerin atomik yapısı kararsız bir yapıya sahiptir; sürekli olarak diğer elementlere bölünürler.
Sürece, bazıları komşu atomların üzerine düşen ve enerji salınımıyla birlikte başka bir reaksiyon başlatan nöronların ayrılması eşlik eder.
Prensip şu şekildedir: Bozunma süresinin kısaltılması, sürecin daha yoğun olmasına yol açar ve nöronların çekirdekleri bombalayarak yoğunlaşması, bir zincirleme reaksiyona yol açar. İki element kritik bir kütle oluşturacak şekilde birleştirildiğinde süperkritik bir kütle oluşur ve bu da patlamaya yol açar.
Günlük koşullarda aktif bir tepkiyi tetiklemek imkansızdır - elementlerin yüksek hızlarda yaklaşması gerekir - en az 2,5 km/s. Bir bombada bu hıza ulaşmak, patlayıcı türlerini (hızlı ve yavaş) birleştirerek, atomik bir patlama üreten süperkritik kütlenin yoğunluğunu dengeleyerek mümkündür.
Nükleer patlamalar, gezegendeki veya yörüngesindeki insan faaliyetinin sonuçlarına bağlanıyor. Bu tür doğal süreçler ancak uzaydaki bazı yıldızlarda mümkündür.
Atom bombaları haklı olarak en güçlü ve yıkıcı kitle imha silahları olarak kabul ediliyor. Taktik kullanım, yerdeki stratejik, askeri hedeflerin yanı sıra derin tabanlı hedeflerin yok edilmesi sorununu çözerek, önemli miktarda düşman ekipmanı ve insan gücü birikimini yener.
Küresel ölçekte ancak geniş alanlardaki nüfusun ve altyapının tamamen yok edilmesi hedefiyle uygulanabilir.
Belirli hedeflere ulaşmak ve taktiksel ve stratejik görevleri gerçekleştirmek için atom silahlarının patlaması şu şekilde gerçekleştirilebilir:
- kritik ve alçak irtifalarda (30,0 km'nin üstü ve altı);
- yer kabuğuyla (su) doğrudan temas halinde;
- yeraltında (veya su altında patlama).
Nükleer patlama, muazzam enerjinin anında salınması ile karakterize edilir.
Nesnelere ve insanlara şu şekilde zarar verebilir:
- Şok dalgası. Yer kabuğunun (su) üzerinde veya üzerinde meydana gelen patlamaya hava dalgası, yeraltında (su) ise sismik patlama dalgası denir. Hava kütlelerinin kritik derecede sıkıştırılmasından sonra bir hava dalgası oluşur ve sesi aşan bir hızda zayıflayana kadar bir daire içinde yayılır. Hem insan gücüne doğrudan zarar verir hem de dolaylı hasara yol açar (yok edilen nesnelerin parçalarıyla etkileşim). Aşırı basınç hareketi, hareket ederek ve yere çarparak ekipmanı çalışmaz hale getirir;
- Işık radyasyonu. Kaynak, ürünün hava kütleleri ile buharlaşmasıyla oluşan hafif kısımdır; toprak kullanımında ise toprak buharıdır. Etki ultraviyole ve kızılötesi spektrumda meydana gelir. Nesneler ve insanlar tarafından emilmesi kömürleşmeye, erimeye ve yanmaya neden olur. Hasarın derecesi merkez üssünün mesafesine bağlıdır;
- Penetran radyasyon- bunlar kırılma yerinden hareket eden nötronlar ve gama ışınlarıdır. Biyolojik dokuya maruz kalmak hücre moleküllerinin iyonlaşmasına yol açarak vücutta radyasyon hastalığına yol açar. Maddi hasar, mühimmatın zarar veren elemanlarındaki moleküllerin fisyon reaksiyonlarıyla ilişkilidir.
- Radyoaktif kirlilik. Zemin patlaması sırasında toprak buharları, toz ve diğer şeyler yükselir. Hava kütlelerinin hareketi yönünde hareket eden bir bulut belirir. Hasar kaynakları, nükleer silahın aktif kısmının fisyon ürünleri, izotopları ve yükün tahrip edilmemiş kısımları ile temsil edilir. Radyoaktif bir bulut hareket ettiğinde bölgede sürekli radyasyon kirliliği meydana gelir;
- Elektromanyetik nabız. Patlamaya, darbe şeklinde elektromanyetik alanların (1,0 ila 1000 m arası) ortaya çıkması eşlik ediyor. Elektrikli cihazların, kontrollerin ve iletişimin arızalanmasına yol açarlar.
Faktörler kümesi nükleer patlama düşman personeline, ekipmanına ve altyapısına farklı düzeylerde hasar verir ve sonuçlarının ölümcüllüğü yalnızca merkez üssüne olan mesafeyle ilişkilidir.
Nükleer silahların yaratılış tarihi
Nükleer reaksiyonlar kullanılarak silah yaratılmasına, aşağıdakiler de dahil olmak üzere bir dizi bilimsel keşif, teorik ve pratik araştırma eşlik etti:
- 1905- E = mc2 formülüne göre az miktarda maddenin önemli bir enerji salınımına karşılık geldiğini belirten görelilik teorisi oluşturuldu; burada “c” ışık hızını temsil eder (yazar A. Einstein);
- 1938— Alman bilim adamları, nötronlarla uranyuma saldırarak atomu parçalara bölmeye yönelik bir deney yaptılar ve bu deney başarıyla sonuçlandı (O. Hann ve F. Strassmann) ve Büyük Britanya'dan bir fizikçi, enerjinin serbest bırakıldığı gerçeğini açıkladı (R. Frisch) ;
- 1939- Fransa'dan bilim adamları, uranyum moleküllerinin bir dizi reaksiyonunu gerçekleştirirken, muazzam bir kuvvet patlaması yaratabilecek enerjinin açığa çıkacağını (Joliot-Curie).
İkincisi atom silahlarının icadının başlangıç noktası oldu. Paralel gelişme Almanya, İngiltere, ABD ve Japonya tarafından gerçekleştirildi. Asıl sorun, bu alanda deneyler yapmak için gerekli hacimlerde uranyumun çıkarılmasıydı.
ABD'de 1940 yılında Belçika'dan hammadde satın alınarak sorun daha hızlı çözüldü.
Manhattan adı verilen projenin bir parçası olarak, 1939'dan 1945'e kadar bir uranyum arıtma tesisi inşa edildi, nükleer süreçlerin incelenmesi için bir merkez oluşturuldu ve Batı Avrupa'nın her yerinden en iyi uzmanlar - fizikçiler - orada çalışmak üzere işe alındı.
Kendi geliştirmelerini yürüten Büyük Britanya, Alman bombalamasının ardından projesindeki gelişmeleri gönüllü olarak ABD ordusuna aktarmak zorunda kaldı.
Atom bombasını ilk icat edenlerin Amerikalılar olduğuna inanılıyor. İlk nükleer yükün testleri Temmuz 1945'te New Mexico eyaletinde gerçekleştirildi. Patlamadan kaynaklanan flaş gökyüzünü kararttı ve kumlu manzara cama dönüştü. Kısa bir süre sonra “Bebek” ve “Şişman Adam” adı verilen nükleer yükler oluştu.
SSCB'deki nükleer silahlar - tarihler ve olaylar
SSCB'nin nükleer bir güç olarak ortaya çıkışından önce, bireysel bilim adamları ve hükümet kurumlarının uzun çalışmaları gerçekleşti. Önemli dönemler ve önemli olay tarihleri aşağıdaki şekilde sunulmuştur:
- 1920 Sovyet bilim adamlarının atom fisyonuyla ilgili çalışmalarının başlangıcı olarak kabul edildi;
- Otuzlu yıllardan bu yana nükleer fiziğin yönü bir öncelik haline geliyor;
- Ekim 1940- fizikçilerden oluşan bir inisiyatif grubu, atomik gelişmeleri askeri amaçlarla kullanma önerisini ortaya attı;
- 1941 yazı savaşla bağlantılı olarak nükleer enerji enstitüleri arkaya devredildi;
- 1941 sonbaharı Ertesi yıl, Sovyet istihbaratı ülkenin liderliğini Britanya ve Amerika'da nükleer programların başlaması konusunda bilgilendirdi;
- Eylül 1942- atom araştırmaları tam olarak yapılmaya başlandı, uranyumla ilgili çalışmalar devam etti;
- Şubat 1943- I. Kurchatov'un önderliğinde özel bir araştırma laboratuvarı oluşturuldu ve genel yönetim V. Molotov'a devredildi;
Proje V. Molotov tarafından yönetildi.
- Ağustos 1945- Japonya'daki nükleer bombalamayla bağlantılı olarak, gelişmelerin SSCB için büyük önemi nedeniyle, L. Beria'nın önderliğinde bir Özel Komite oluşturuldu;
- Nisan 1946- Sovyet nükleer silah örneklerini iki versiyonda (plütonyum ve uranyum kullanarak) geliştirmeye başlayan KB-11 oluşturuldu;
- 1948 ortası- uranyum üzerindeki çalışmalar nedeniyle durduruldu düşük verimlilik yüksek maliyetlerle;
- Ağustos 1949- SSCB'de atom bombası icat edildiğinde, ilk Sovyet nükleer bombası test edildi.
Ürün geliştirme süresinin kısaltılması, Amerikan nükleer gelişmeleri hakkında bilgi edinebilen istihbarat teşkilatlarının yüksek kaliteli çalışmaları sayesinde kolaylaştırıldı. SSCB'de atom bombasını ilk yaratanlar arasında Akademisyen A. Sakharov liderliğindeki bir bilim adamları ekibi de vardı. Amerikalılar tarafından kullanılanlardan daha umut verici teknik çözümler geliştirdiler.
Atom bombası "RDS-1" 2015 - 2017'de Rusya, nükleer silahların ve dağıtım sistemlerinin iyileştirilmesinde bir atılım yaparak her türlü saldırganlığı püskürtebilecek bir devlet ilan etti.
İlk atom bombası testleri
1945 yazında New Mexico'da deneysel bir nükleer bomba denedikten sonra, Japonya'nın Hiroşima ve Nagazaki şehirleri sırasıyla 6 ve 9 Ağustos'ta bombalandı.
Atom bombasının geliştirilmesi bu yıl tamamlandı
1949'da, artan gizlilik koşulları altında, KB-11'in Sovyet tasarımcıları ve bilim adamları, RDS-1 ("jet motoru" C") adı verilen bir atom bombasının geliştirilmesini tamamladılar. 29 Ağustos'ta ilk Sovyet nükleer cihazı Semipalatinsk test sahasında test edildi. Rus atom bombası - RDS-1, 4,6 ton ağırlığında, hacimsel çapı 1,5 m ve uzunluğu 3,7 metre olan "damla şeklinde" bir üründü.
Aktif kısım, TNT ile orantılı olarak 20.0 kilotonluk bir patlama gücüne ulaşmayı mümkün kılan bir plütonyum bloğu içeriyordu. Test alanı yirmi kilometrelik bir yarıçapı kapsıyordu. Test patlama koşullarının ayrıntıları bugüne kadar kamuya açıklanmadı.
Aynı yılın 3 Eylül'ünde Amerikan havacılık istihbaratı, Kamçatka'nın hava kütlelerinde nükleer yükün test edildiğini gösteren izotop izlerinin varlığını tespit etti. Ayın yirmi üçte birinde, üst düzey ABD'li yetkili, SSCB'nin atom bombasını denemeyi başardığını kamuoyuna duyurdu.
Antik çağın yüz binlerce ünlü ve unutulmuş silah ustası, bir düşman ordusunu tek tıklamayla buharlaştırabilecek ideal silahı bulmak için savaştı. Zaman zaman mucizevi bir kılıcı ya da ıskalamadan vuran bir yayı az çok inandırıcı bir şekilde anlatan masallarda bu arayışların izlerine rastlamak mümkündür.
Neyse ki, teknolojik ilerleme uzun bir süre o kadar yavaş ilerledi ki, yıkıcı silahın gerçek şekli rüyalarda ve sözlü hikayelerde, daha sonra da kitap sayfalarında kaldı. 19. yüzyılın bilimsel ve teknolojik atılımı, 20. yüzyılın ana fobisinin oluşmasının koşullarını sağladı. Gerçek koşullar altında yaratılıp test edilen nükleer bomba, hem askeri ilişkilerde hem de siyasette devrim yarattı.
Silahların yaratılış tarihi
Uzun zamandır en güçlü silahların yalnızca patlayıcılar kullanılarak yaratılabileceğine inanılıyordu. En küçük parçacıklarla çalışan bilim adamlarının keşifleri, en küçük parçacıkların yardımıyla temel parçacıklarçok büyük enerji üretilebilir. Bir dizi araştırmacının ilki, 1896'da uranyum tuzlarının radyoaktivitesini keşfeden Becquerel olarak adlandırılabilir.
Uranyumun kendisi 1786'dan beri biliniyordu, ancak o zamanlar kimse onun radyoaktivitesinden şüphelenmiyordu. Bilim adamlarının 19. ve 20. yüzyılların başındaki çalışmaları, yalnızca özel fiziksel özellikleri değil, aynı zamanda radyoaktif maddelerden enerji elde etme olasılığını da ortaya çıkardı.
Uranyuma dayalı silah yapma seçeneği ilk kez 1939'da Fransız fizikçiler Joliot-Curies tarafından ayrıntılı olarak tanımlanmış, yayınlanmış ve patenti alınmıştır.
Silahlar açısından taşıdığı değere rağmen, bilim insanları böylesine yıkıcı bir silahın yaratılmasına şiddetle karşı çıktılar.
Direniş'te 2. Dünya Savaşı'ndan sağ kurtulan çift (Frederick ve Irene), 1950'lerde şunu fark etti: Yıkıcı güç savaşlar, genel silahsızlanmayı savunuyorlar. Niels Bohr, Albert Einstein ve zamanın diğer önde gelen fizikçileri tarafından destekleniyorlar.
Bu arada Joliot-Curie'ler, gezegenin diğer ucundaki Amerika'da Paris'te Nazilerin sorunuyla meşgulken, dünyanın ilk nükleer bombası geliştiriliyordu. Çalışmayı yöneten Robert Oppenheimer'a en geniş yetkiler ve muazzam kaynaklar verildi. 1941'in sonu, sonuçta ilk nükleer savaş başlığının yaratılmasına yol açan Manhattan Projesi'nin başlangıcı oldu.
New Mexico'nun Los Alamos kasabasında silah kalitesinde uranyum için ilk üretim tesisleri kuruldu. Daha sonra ülke genelinde benzer nükleer merkezler ortaya çıktı, örneğin Chicago'da, Oak Ridge, Tennessee'de ve Kaliforniya'da araştırmalar yapıldı. Amerikan üniversitelerinin profesörlerinin yanı sıra Almanya'dan kaçan fizikçilerin en iyi güçleri bombanın yaratılmasına atıldı.
"Üçüncü Reich"ta, Fuhrer'in karakteristik özelliği olan yeni bir silah türü yaratma çalışmaları başlatıldı.
“Besnovaty” tanklara ve uçaklara daha çok ilgi duyduğu ve ne kadar çoksa o kadar iyi olduğu için yeni bir mucize bombaya pek ihtiyaç görmüyordu.
Buna göre, Hitler tarafından desteklenmeyen projeler en iyi ihtimalle kaplumbağa hızıyla ilerledi.
İşler kızışmaya başlayıp Doğu Cephesi'nin tank ve uçakları yuttuğu ortaya çıkınca yeni mucize silaha destek geldi. Ancak artık çok geçti; bombalama ve Sovyet tank takozlarından sürekli duyulan korku koşullarında nükleer bileşenli bir cihaz yaratmak mümkün değildi.
Sovyetler Birliği yeni bir tür yıkıcı silah yaratma olasılığı konusunda daha dikkatliydi. İÇİNDE savaş öncesi dönem fizikçiler nükleer enerji ve nükleer silah yaratma olasılığı hakkında genel bilgiler topladı ve pekiştirdi. İstihbarat, hem SSCB'de hem de ABD'de nükleer bombanın yaratıldığı dönem boyunca yoğun bir şekilde çalıştı. Savaş, büyük kaynakların cepheye gitmesi nedeniyle kalkınmanın yavaşlamasında önemli bir rol oynadı.
Doğru, Akademisyen Igor Vasilyevich Kurchatov, karakteristik azmi ile tüm alt departmanların bu yöndeki çalışmalarını teşvik etti. Biraz ileriye baktığımızda, SSCB şehirlerine yönelik bir Amerikan saldırısı tehdidi karşısında silahların geliştirilmesini hızlandırmakla görevlendirilecek kişi odur. Yüzlerce ve binlerce bilim adamı ve işçiden oluşan devasa bir makinenin çakılları arasında duran, Sovyet nükleer bombasının babası onursal unvanıyla ödüllendirilecek kişi oydu.
Dünyanın ilk testleri
Ama gelin Amerikan nükleer programına dönelim. 1945 yazında Amerikalı bilim adamları dünyanın ilk nükleer bombasını yaratmayı başardılar. Bir mağazadan güçlü bir havai fişek yapan veya satın alan herhangi bir çocuk, onu mümkün olduğu kadar çabuk havaya uçurmak isteyen olağanüstü bir işkence yaşar. 1945'te yüzlerce Amerikalı asker ve bilim adamı aynı şeyi yaşadı.
16 Haziran 1945'te New Mexico'daki Alamogordo Çölü'nde ilk nükleer silah testi ve bugüne kadarki en güçlü patlamalardan biri gerçekleşti.
Patlamayı sığınaktan izleyen görgü tanıkları, 30 metrelik çelik kulenin tepesinde patlayıcının patlama kuvveti karşısında hayrete düştü. İlk başta her şey güneşten birkaç kat daha güçlü bir ışıkla doluydu. Sonra gökyüzüne bir ateş topu yükseldi ve ünlü mantarın şeklini alan bir duman sütununa dönüştü.
Toz çöktüğünde araştırmacılar ve bomba yaratıcıları patlamanın olduğu yere koştu. Sonrasını kurşun kaplı Sherman tanklarından izlediler. Gördükleri onları hayrete düşürdü; hiçbir silah bu kadar zarar veremezdi. Kum bazı yerlerde eriyerek cama dönüştü.
Kulenin küçük kalıntıları da bulundu; devasa çaplı bir kraterde parçalanmış ve ezilmiş yapılar, yıkıcı gücü açıkça gösteriyordu.
Zarar verici faktörler
Bu patlama, yeni silahın gücüne, düşmanı yok etmek için neler kullanabileceğine dair ilk bilgiyi sağladı. Bunlar çeşitli faktörlerdir:
- korunan görüş organlarını bile kör edebilen ışık radyasyonu, flaş;
- Şok dalgası, merkezden hareket eden, çoğu binayı yok eden yoğun bir hava akımı;
- çoğu ekipmanı devre dışı bırakan ve patlamadan sonra ilk kez iletişimin kullanılmasına izin vermeyen bir elektromanyetik darbe;
- Diğer zarar verici faktörlerden sığınanlar için en tehlikeli faktör olan delici radyasyon, alfa-beta-gama ışınımına ayrılır;
- Onlarca hatta yüzlerce yıl boyunca sağlığı ve yaşamı olumsuz etkileyebilecek radyoaktif kirlenme.
Savaş da dahil olmak üzere nükleer silahların daha fazla kullanılması, canlı organizmalar ve doğa üzerindeki etkilerinin tüm özelliklerini gösterdi. 6 Ağustos 1945, on binlerce sakinin son günüydü küçük kasaba Hiroşima, o zamanlar birçok önemli askeri tesisle ünlüydü.
Pasifik'teki savaşın sonucu kaçınılmazdı, ancak Pentagon, Japon takımadalarına yönelik operasyonun ABD Deniz Piyadelerinin bir milyondan fazla hayatına mal olacağına inanıyordu. Bir taşla birkaç kuş vurmaya, Japonya'yı savaştan çıkarmaya, çıkarma operasyonundan tasarruf etmeye, yeni bir silahı test etmeye ve bunu tüm dünyaya ve her şeyden önce SSCB'ye duyurmaya karar verildi.
Sabah saat birde "Bebek" nükleer bombasını taşıyan uçak göreve doğru yola çıktı.
Kentin üzerine atılan bomba, saat 08.15'te yaklaşık 600 metre yükseklikte patladı. Merkez üssüne 800 metre mesafede bulunan tüm binalar yıkıldı. 9 büyüklüğündeki depreme dayanacak şekilde tasarlanan sadece birkaç binanın duvarı ayakta kaldı.
Bombanın patlaması sırasında 600 metrelik alanda bulunan her on kişiden yalnızca biri hayatta kalabildi. Işık radyasyonu insanları kömüre dönüştürdü ve taş üzerinde gölge izleri, kişinin bulunduğu yerin karanlık bir izi bıraktı. Ardından gelen patlama dalgası o kadar güçlüydü ki, patlama mahallinden 19 kilometre uzaktaki camları kırabilirdi.
Bir genç, yoğun bir hava akımı nedeniyle bir pencereden evden dışarı atıldı; adam yere indiğinde evin duvarlarının kartlar gibi katlandığını gördü. Patlama dalgasını, patlamadan sağ kurtulan ve yangın bölgesini terk etmeye vakti olmayan az sayıdaki sakini yok eden bir yangın kasırgası izledi. Patlamadan uzakta olanlar, nedeni başlangıçta doktorlar için belirsiz olan şiddetli halsizlik yaşamaya başladı.
Çok daha sonra, birkaç hafta sonra, artık radyasyon hastalığı olarak bilinen “radyasyon zehirlenmesi” terimi açıklandı.
Hem doğrudan patlamadan hem de sonraki hastalıklardan dolayı 280 binden fazla insan tek bir bombanın kurbanı oldu.
Japonya'nın nükleer silahlarla bombalanması bununla bitmedi. Plana göre yalnızca dört ila altı şehrin vurulması gerekiyordu ancak hava koşulları yalnızca Nagazaki'nin vurulmasına izin verdi. Bu şehirde 150 binden fazla kişi Şişman Adam bombasının kurbanı oldu.
Amerikan hükümetinin, Japonya teslim olana kadar bu tür saldırılar gerçekleştireceğine dair verdiği sözler, önce ateşkes yapılmasına, ardından da İkinci Dünya Savaşı'nı sona erdiren bir anlaşmanın imzalanmasına yol açtı. Ancak nükleer silahlar açısından bu sadece başlangıçtı.
Dünyanın en güçlü bombası
Savaş sonrası dönem, SSCB bloğu ve müttefikleri ile ABD ve NATO arasındaki çatışmayla damgasını vurdu. 1940'larda Amerikalılar Sovyetler Birliği'ni vurma olasılığını ciddi olarak değerlendirdiler. Eski müttefiki kontrol altına almak için bomba yaratma çalışmalarının hızlandırılması gerekiyordu ve zaten 1949'da, 29 Ağustos'ta ABD'nin nükleer silahlardaki tekeli sona erdi. Silahlanma yarışı sırasında en çok dikkati iki nükleer test hak ediyor.
Öncelikle anlamsız mayolarla tanınan Bikini Atoll, özel olarak güçlü bir nükleer yükün test edilmesi nedeniyle 1954'te dünya çapında tam anlamıyla bir sıçrama yaptı.
Yeni bir atom silah tasarımını test etmeye karar veren Amerikalılar, suçlamayı hesaplamadı. Sonuç olarak patlama planlanandan 2,5 kat daha güçlü oldu. Yakın adalarda yaşayanların yanı sıra her yerde bulunan Japon balıkçılar da saldırı altındaydı.
Ancak bu en güçlü Amerikan bombası değildi. 1960 yılında B41 nükleer bombası hizmete girdi ancak gücünden dolayı hiçbir zaman tam olarak test edilmedi. Saldırının gücü, böylesine tehlikeli bir silahın test alanında patlaması korkusuyla teorik olarak hesaplandı.
Her şeyde ilk olmayı seven Sovyetler Birliği, 1961 yılında “Kuzka'nın annesi” lakabını aldı.
Amerika'nın nükleer şantajına yanıt veren Sovyet bilim adamları dünyanın en güçlü bombasını yarattılar. Novaya Zemlya'da test edildi, neredeyse her köşeye damgasını vurdu küre. Hatırlananlara göre patlama sırasında hafif bir deprem en ücra köşelerde de hissedildi.
Patlama dalgası elbette tüm yıkıcı gücünü kaybetmiş olarak Dünya'nın etrafında dönmeyi başardı. Bugüne kadar bu, insanlık tarafından yaratılan ve test edilen dünyadaki en güçlü nükleer bombadır. Elbette elleri serbest olsaydı Kim Jong-un'un nükleer bombası daha güçlü olurdu ama onun bunu test edecek Yeni Dünyası yok.
Atom bombası cihazı
Tamamen anlamaya yönelik çok ilkel bir atom bombası cihazını ele alalım. Birçok atom bombası sınıfı vardır, ancak üç ana sınıfı ele alalım:
- uranyum 235'e dayanan uranyum ilk olarak Hiroşima'da patladı;
- plütonyum 239'a dayanan plütonyum ilk olarak Nagazaki'de patladı;
- Bazen hidrojen olarak da adlandırılan, döteryum ve trityum içeren ağır suya dayanan termonükleer, neyse ki nüfusa karşı kullanılmıyor.
İlk iki bomba, ağır çekirdeklerin kontrolsüz bir nükleer reaksiyon yoluyla daha küçük çekirdeklere bölünmesi ve büyük miktarda enerji açığa çıkması etkisine dayanıyor. Üçüncüsü, hidrojen çekirdeklerinin (veya daha doğrusu döteryum ve trityum izotoplarının) hidrojene göre daha ağır olan helyum oluşumuyla füzyonuna dayanmaktadır. Aynı bomba ağırlığı için hidrojen bombasının yıkıcı potansiyeli 20 kat daha fazladır.
Uranyum ve plütonyum için kritik kütleden daha büyük bir kütleyi bir araya getirmek yeterliyse (bu noktada bir zincirleme reaksiyon başlar), o zaman hidrojen için bu yeterli değildir.
Birkaç uranyum parçasını güvenilir bir şekilde bir araya getirmek için, daha küçük uranyum parçalarının daha büyük parçalara çarpıldığı bir top etkisi kullanılır. Barut da kullanılabilir, ancak güvenilirlik için düşük güçlü patlayıcılar kullanılır.
Plütonyum bombasında, zincirleme reaksiyon için gerekli koşulları yaratmak amacıyla, plütonyum içeren külçelerin etrafına patlayıcılar yerleştirilir. Kümülatif etkinin yanı sıra tam merkezde bulunan nötron başlatıcısı nedeniyle (birkaç miligram polonyum içeren berilyum) gerekli koşullar elde edilir.
Kendi kendine patlamayan bir ana şarjı ve bir sigortası vardır. Döteryum ve trityum çekirdeklerinin füzyonu için koşullar yaratmak için en az bir noktada hayal edilemeyecek basınçlara ve sıcaklıklara ihtiyacımız var. Daha sonra zincirleme bir reaksiyon meydana gelecektir.
Bu tür parametreleri oluşturmak için bomba, sigorta olan geleneksel ancak düşük güçlü bir nükleer yük içerir. Patlaması, termonükleer reaksiyonun başlaması için koşulları yaratır.
Bir atom bombasının gücünü tahmin etmek için “TNT eşdeğeri” adı verilen bir terim kullanılır. Patlama bir enerji salınımıdır, dünyadaki en ünlü patlayıcı TNT'dir (TNT - trinitrotoluen) ve tüm yeni patlayıcı türleri buna eşittir. "Bebek" bombası - 13 kiloton TNT. Bu 13000'e eşdeğerdir.
Bomba "Şişman Adam" - 21 kiloton, "Çar Bomba" - 58 megaton TNT. 26,5 tonluk bir kütlenin içinde 58 milyon ton patlayıcının toplandığını düşünmek korkutucu, bu bombanın ağırlığı bu kadar.
Nükleer savaş tehlikesi ve nükleer felaketler
Yirminci yüzyılın en kötü savaşının ortasında ortaya çıkan nükleer silahlar insanlık için en büyük tehlike haline geldi. İkinci Dünya Savaşı'nın hemen ardından, birkaç kez neredeyse tam teşekküllü bir nükleer çatışmaya dönüşen Soğuk Savaş başladı. En az bir tarafın nükleer bomba ve füze kullanma tehdidi 1950'li yıllarda tartışılmaya başlandı.
Herkes bu savaşın kazananının olamayacağını anladı ve anlıyor.
Bunu kontrol altına almak için birçok bilim adamı ve politikacı tarafından çaba gösterildi ve gösteriliyor. Chicago Üniversitesi, Nobel ödüllüler de dahil olmak üzere ziyaret eden nükleer bilim adamlarının girdilerini kullanarak Kıyamet Saati'ni gece yarısından birkaç dakika önceye ayarlıyor. Gece yarısı nükleer bir felaketi, yeni bir Dünya Savaşının başlangıcını ve eski dünyanın yıkılmasını ifade eder. Yıllar geçtikçe saatin ibreleri gece yarısına kadar 17 ila 2 dakika arasında dalgalandı.
Ayrıca nükleer santrallerde meydana geldiği bilinen birçok büyük kaza vardır. Bu felaketlerin silahlarla dolaylı bir ilişkisi var; nükleer santraller hala nükleer bombalardan farklı, ancak atomun askeri amaçlarla kullanılmasının sonuçlarını mükemmel bir şekilde gösteriyorlar. Bunlardan en büyüğü:
- 1957, Kyshtym kazası, depolama sistemindeki bir arıza nedeniyle Kyshtym yakınlarında bir patlama meydana geldi;
- 1957, İngiltere, İngiltere'nin kuzeybatısındaki güvenlik kontrolleri yapılmadı;
- 1979, ABD'de zamansız tespit edilen bir sızıntı nedeniyle nükleer santralde patlama ve sızıntı meydana geldi;
- 1986, Çernobil trajedisi, 4. güç ünitesinin patlaması;
- 2011, Japonya'nın Fukushima istasyonunda kaza.
Bu trajedilerin her biri yüzbinlerce insanın kaderinde ağır izler bıraktı ve özel kontrollerle tüm alanları yerleşim dışı bölgelere dönüştürdü.
Neredeyse nükleer felaketin başlangıcına mal olacak olaylar yaşandı. Sovyet nükleer denizaltılarında defalarca reaktörle ilgili kazalar yaşandı. Amerikalılar, 3,8 megatonluk güce sahip iki Mark 39 nükleer bombasını taşıyan bir Superfortress bombardıman uçağını düşürdü. Ancak devreye giren “güvenlik sistemi” patlayıcıların patlamasına izin vermedi ve bir felaketin önüne geçildi.
Geçmiş ve şimdiki nükleer silahlar
Bugün nükleer bir savaşın modern insanlığı yok edeceği herkes için açıktır. Bu arada, nükleer silahlara sahip olma ve nükleer kulübe girme veya daha doğrusu kapıyı kırarak içeri girme arzusu hala bazı devlet liderlerinin zihnini heyecanlandırıyor.
Hindistan ve Pakistan izinsiz nükleer silah ürettiler ve İsrailliler bombanın varlığını gizliyor.
Bazıları için nükleer bombaya sahip olmak, uluslararası alanda önemini kanıtlamanın bir yoludur. Bazıları için bu, kanatlı demokrasinin veya diğer dış faktörlerin müdahale etmeyeceğinin garantisidir. Ancak asıl önemli olan, bu rezervlerin gerçekten yaratıldıkları işe girmemesidir.
Video
12 Ağustos 1953 sabah 7.30'da Semipalatinsk test sahasında "Ürün RDS-6c" hizmet adına sahip ilk Sovyet hidrojen bombası test edildi. Bu dördüncü Sovyet nükleer silah testiydi.
SSCB'de termonükleer programa ilişkin ilk çalışmaların başlangıcı 1945 yılına dayanmaktadır. Daha sonra Amerika Birleşik Devletleri'nde termonükleer sorunla ilgili yürütülen araştırmalar hakkında bilgi alındı. 1942'de Amerikalı fizikçi Edward Teller'in girişimiyle başlatıldılar. Temel, Teller'in Sovyet nükleer bilim adamlarının çevrelerinde "boru" olarak adlandırılan termonükleer silahlar kavramıydı - konvansiyonel gibi bir başlatma cihazının patlamasıyla ısıtılması gereken sıvı döteryum içeren silindirik bir kap. atom bombası. Amerikalılar ancak 1950'de "borunun" faydasız olduğunu anladılar ve başka tasarımlar geliştirmeye devam ettiler. Ancak bu zamana kadar Sovyet fizikçileri bağımsız olarak başka bir termonükleer silah konsepti geliştirmişlerdi ve bu kısa süre sonra - 1953'te - başarıya ulaştı.
Hidrojen bombası için alternatif bir tasarım Andrei Sakharov tarafından icat edildi. Bomba “puf” fikrine ve lityum-6 döterit kullanımına dayanıyordu. KB-11'de (bugün Sarov şehri, eski Arzamas-16, Nizhny Novgorod bölgesi) geliştirilen RDS-6'nın termonükleer yükü, kimyasal bir patlayıcıyla çevrelenmiş, uranyum ve termonükleer yakıt katmanlarından oluşan küresel bir sistemdi.
Yükün enerji salınımını arttırmak için tasarımında trityum kullanıldı. Böyle bir silah yaratmanın asıl görevi, bir atom bombasının patlaması sırasında açığa çıkan enerjiyi, ağır hidrojen - döteryumu ısıtmak ve ateşlemek için kullanmak, kendilerini destekleyebilecek enerjinin salınmasıyla termonükleer reaksiyonları gerçekleştirmekti. "Yanmış" döteryum oranını artırmak için Sakharov, döteryumun, genişlemeyi yavaşlatması ve en önemlisi döteryumun yoğunluğunu önemli ölçüde artırması beklenen sıradan doğal uranyum kabuğuyla çevrelenmesini önerdi. İlk Sovyet hidrojen bombasının temelini oluşturan termonükleer yakıtın iyonizasyonla sıkıştırılması olgusuna hâlâ "sakkarizasyon" adı veriliyor.
İlk hidrojen bombası üzerindeki çalışmaların sonuçlarına göre Andrei Sakharov, Sosyalist Emek Kahramanı unvanını ve Stalin Ödülü sahibini aldı.
"RDS-6 ürünü", Tu-16 bombardıman uçağının bomba kapağına yerleştirilen, 7 ton ağırlığında taşınabilir bir bomba şeklinde yapıldı. Karşılaştırma yapmak gerekirse, Amerikalıların yarattığı bomba 54 ton ağırlığında ve üç katlı bir ev büyüklüğündeydi.
Yeni bombanın yıkıcı etkilerini değerlendirmek için Semipalatinsk test sahasında endüstriyel ve idari binalardan oluşan bir şehir inşa edildi. Toplamda sahada 190 farklı yapı vardı. Bu testte ilk kez radyokimyasal numunelerin şok dalgasının etkisi altında otomatik olarak açılan vakum girişleri kullanıldı. RDS-6'ların test edilmesi için yeraltı kasamatlarına ve dayanıklı zemin yapılarına yerleştirilen toplam 500 farklı ölçüm, kayıt ve filme cihazı hazırlandı. Testler için havacılık teknik desteği - ürünün patlaması sırasında havadaki şok dalgasının havadaki basıncının ölçülmesi, radyoaktif buluttan hava örnekleri alınması ve alanın havadan fotoğraflanması özel bir ekip tarafından gerçekleştirildi. uçuş ünitesi. Bomba, sığınakta bulunan uzaktan kumandadan sinyal gönderilerek uzaktan patlatıldı.
40 metre yüksekliğindeki çelik kulede patlama yapılmasına karar verildi, yük 30 metre yükseklikte bulunuyordu. Önceki testlerden elde edilen radyoaktif toprak güvenli bir mesafeye kaldırıldı, eski temeller üzerine kendi yerlerine özel yapılar inşa edildi ve SSCB Akademisi Kimyasal Fizik Enstitüsü'nde geliştirilen ekipmanların kurulumu için kuleden 5 metre uzağa bir sığınak inşa edildi. Termonükleer süreçleri kaydeden bilimler.
Sahaya ordunun tüm kollarından askeri teçhizat yerleştirildi. Testler sırasında, dört kilometreye kadar yarıçap içindeki tüm deney yapıları imha edildi. Bir hidrojen bombası patlaması 8 kilometre çapındaki bir şehri tamamen yok edebilir. Patlamanın çevresel sonuçları dehşet vericiydi: İlk patlamada %82 stronsiyum-90 ve %75 sezyum-137 vardı.
Bombanın gücü, ABD ve SSCB'deki ilk atom bombalarının 20 katı kadar, 400 kilotona ulaştı.
Hidrojen bombasını yaratma çalışması, gerçek anlamda küresel ölçekte dünyanın ilk entelektüel "zeka savaşı" oldu. Hidrojen bombasının yaratılması, tamamen yeni bilimsel yönelimlerin ortaya çıkmasını başlattı: yüksek sıcaklıktaki plazmanın fiziği, ultra yüksek enerji yoğunluklarının fiziği ve anormal basınçların fiziği. İnsanlık tarihinde ilk kez matematiksel modelleme geniş ölçekte kullanıldı.
“RDS-6s ürünü” üzerindeki çalışmalar bilimsel ve teknik bir temel oluşturdu ve bu daha sonra temelde yeni bir tür olan iki aşamalı bir hidrojen bombası olan kıyaslanamayacak kadar daha gelişmiş bir hidrojen bombasının geliştirilmesinde kullanıldı.
Sakharov'un tasarımındaki hidrojen bombası, yalnızca ABD ile SSCB arasındaki siyasi çatışmada ciddi bir karşı argüman haline gelmekle kalmadı, aynı zamanda o yıllarda Sovyet kozmonotiğinin hızlı gelişiminin nedeni olarak da hizmet etti. Başarılı olduktan sonraydı nükleer testler OKB Korolev, oluşturulan yükü hedefe ulaştırmak için kıtalararası bir balistik füze geliştirmek için önemli bir hükümet görevi aldı. Daha sonra "yedi" adı verilen roket, ilk yapay Dünya uydusunu uzaya fırlattı ve gezegenin ilk kozmonotu Yuri Gagarin de onun üzerinde fırlatıldı.
Materyal açık kaynaklardan alınan bilgilere dayanarak hazırlandı
Atom dünyası o kadar fantastik ki, onu anlamak alışılagelmiş uzay ve zaman kavramlarından radikal bir kopuşu gerektiriyor. Atomlar o kadar küçüktür ki, bir su damlası Dünya boyutuna kadar büyütülebilseydi, o damladaki her atom bir portakaldan daha küçük olurdu. Aslında bir damla su, 6000 milyar milyar (60000000000000000000000) hidrojen ve oksijen atomundan oluşur. Ancak atom, mikroskobik boyutlarına rağmen bir ölçüde bizimkine benzeyen bir yapıya sahiptir. Güneş Sistemi. Yarıçapı santimetrenin trilyonda birinden daha az olan akıl almaz derecede küçük merkezinde, nispeten büyük bir "güneş" vardır - bir atomun çekirdeği.
Minik "gezegenler" - elektronlar - bu atomik "güneşin" etrafında döner. Çekirdek, Evrenin iki ana yapı taşından oluşur - protonlar ve nötronlar (birleştirici bir adı vardır - nükleonlar). Bir elektron ve bir proton yüklü parçacıklardır ve her birindeki yük miktarı tamamen aynıdır, ancak yüklerin işareti farklıdır: proton her zaman pozitif yüklüdür ve elektron negatif yüklüdür. Nötron elektrik yükü taşımaz ve bunun sonucunda çok yüksek bir geçirgenliğe sahiptir.
Atom ölçeğindeki ölçümlerde proton ve nötronun kütlesi birlik olarak alınır. Bu nedenle herhangi bir kimyasal elementin atom ağırlığı, çekirdeğinde bulunan proton ve nötron sayısına bağlıdır. Örneğin çekirdeği yalnızca bir protondan oluşan bir hidrojen atomunun atom kütlesi 1'dir. Çekirdeği iki proton ve iki nötrondan oluşan bir helyum atomunun atom kütlesi 4'tür.
Aynı elementin atomlarının çekirdeği her zaman aynı sayıda proton içerir, ancak nötronların sayısı değişebilir. Çekirdekleri aynı proton sayısına sahip, ancak nötron sayısı farklı olan ve aynı elementin çeşitleri olan atomlara izotop denir. Bunları birbirinden ayırmak için, elementin sembolüne, belirli bir izotopun çekirdeğindeki tüm parçacıkların toplamına eşit bir sayı atanır.
Şu soru ortaya çıkabilir: Bir atomun çekirdeği neden parçalanmıyor? Sonuçta içerdiği protonlar, birbirini büyük bir kuvvetle itmesi gereken, aynı yüke sahip elektrik yüklü parçacıklardır. Bu, çekirdeğin içinde nükleer parçacıkları birbirine çeken intranükleer kuvvetlerin de bulunmasıyla açıklanmaktadır. Bu kuvvetler protonların itici kuvvetlerini telafi eder ve çekirdeğin kendiliğinden dağılmasını önler.
Çekirdek içi kuvvetler çok güçlüdür ancak yalnızca çok yakın mesafelerde etki eder. Bu nedenle yüzlerce nükleondan oluşan ağır elementlerin çekirdeklerinin kararsız olduğu ortaya çıkıyor. Çekirdeğin parçacıkları burada (çekirdeğin hacmi dahilinde) sürekli hareket halindedir ve onlara biraz daha fazla enerji eklerseniz, iç kuvvetlerin üstesinden gelebilirler - çekirdek parçalara ayrılacaktır. Bu fazla enerjinin miktarına uyarılma enerjisi denir. Ağır elementlerin izotopları arasında, kendi kendine parçalanmanın eşiğinde görünenler de var. Nükleer fisyon reaksiyonunun gerçekleşmesi için, örneğin basit bir nötronun çekirdeğe çarpması (ve yüksek hıza çıkması bile gerekmez) gibi küçük bir "itme" yeterlidir. Bu "bölünebilir" izotoplardan bazılarının daha sonra yapay olarak üretildiği öğrenildi. Doğada böyle tek bir izotop vardır - uranyum-235.
Uranyum, 1783 yılında onu uranyum katranından izole eden ve yakın zamanda aynı adı taşıyan Klaproth tarafından keşfedildi. açık gezegen Uranüs. Daha sonra ortaya çıktığı gibi, aslında uranyumun kendisi değil, oksitiydi. Gümüşi beyaz bir metal olan saf uranyum elde edildi
sadece 1842 Peligo'da. Yeni elementin dikkate değer hiçbir özelliği yoktu ve Becquerel'in uranyum tuzlarındaki radyoaktivite olayını keşfettiği 1896 yılına kadar dikkat çekmedi. Bundan sonra uranyum bilimsel araştırma ve deneylerin konusu haline geldi, ancak hâlâ pratik bir kullanımı yoktu.
20. yüzyılın ilk üçte birinde fizikçiler atom çekirdeğinin yapısını az çok anladıklarında, her şeyden önce simyacıların uzun süredir devam eden hayalini gerçekleştirmeye çalıştılar - bir kimyasal elementi diğerine dönüştürmeye çalıştılar. 1934'te Fransız araştırmacılar, Frederic ve Irene Joliot-Curie'nin eşleri, Fransız Bilimler Akademisi'ne aşağıdaki deneyim hakkında bilgi verdiler: alüminyum plakaları alfa parçacıkları (bir helyum atomunun çekirdeği) ile bombalarken, alüminyum atomları fosfor atomlarına dönüştü, ancak sıradan olanlar değil, radyoaktif olanlar ve bunlar da silikonun kararlı bir izotopuna dönüşüyor. Böylece bir alüminyum atomu, bir proton ve iki nötron eklenerek daha ağır bir silikon atomuna dönüştü.
Bu deneyim, doğada var olan en ağır elementin (uranyum) çekirdeğini nötronlarla "bombalarsanız", doğal koşullarda bulunmayan bir element elde edebileceğinizi gösterdi. 1938'de Alman kimyagerler Otto Hahn ve Fritz Strassmann, alüminyum yerine uranyum kullanarak Joliot-Curie eşlerinin deneyimlerini genel anlamda tekrarladılar. Deneyin sonuçları hiç de bekledikleri gibi değildi; Hahn ve Strassmann, kütle numarası uranyumdan daha büyük olan yeni bir süper ağır element yerine orta kısımdan hafif elementler elde etti. periyodik tablo: baryum, kripton, brom ve diğerleri. Deneycilerin kendileri gözlemlenen olguyu açıklayamadılar. Sadece gelecek yıl Hahn'ın yaşadığı zorlukları bildirdiği fizikçi Lise Meitner, gözlemlenen olay için doğru açıklamayı buldu ve uranyumun nötron bombardımanına tutulduğunda çekirdeğinin bölündüğünü (fisyon) öne sürdü. Bu durumda hem daha hafif elementlerin çekirdeklerinin oluşması (baryum, kripton ve diğer maddelerin geldiği yer) hem de 2-3 serbest nötronun salınması gerekirdi. Daha fazla araştırma, olup bitenlerin resmini ayrıntılı olarak açıklığa kavuşturmayı mümkün kıldı.
Doğal uranyum, kütleleri 238, 234 ve 235 olan üç izotopun karışımından oluşur. Uranyumun ana miktarı, çekirdeği 92 proton ve 146 nötron içeren izotop-238'dir. Uranyum-235, doğal uranyumun yalnızca 1/140'ıdır (%0,7 (çekirdeğinde 92 proton ve 143 nötron vardır) ve uranyum-234 (92 proton, 142 nötron) toplam uranyum kütlesinin yalnızca 1/17500'üdür ( Bu izotopların en az kararlı olanı uranyum-235'tir.
Zaman zaman atomlarının çekirdekleri kendiliğinden parçalara bölünür ve bunun sonucunda periyodik tablonun daha hafif elementleri oluşur. Bu sürece, yaklaşık 10 bin km/s gibi çok büyük bir hızla hareket eden (bunlara hızlı nötronlar denir) iki veya üç serbest nötronun salınması eşlik eder. Bu nötronlar diğer uranyum çekirdeklerine çarparak nükleer reaksiyonlara neden olabilir. Bu durumda her izotop farklı davranır. Uranyum-238 çekirdeği çoğu durumda bu nötronları herhangi bir başka dönüşüme gerek kalmadan yakalar. Ancak yaklaşık beş vakadan birinde, hızlı bir nötron izotop-238'in çekirdeğiyle çarpıştığında ilginç bir nükleer reaksiyon meydana gelir: Uranyum-238'in nötronlarından biri bir elektron yayar ve bir protona dönüşür. uranyum izotopu daha fazlasına dönüşüyor
ağır element - neptunyum-239 (93 proton + 146 nötron). Ancak neptunyum kararsızdır - birkaç dakika sonra nötronlarından biri bir elektron yayar, bir protona dönüşür ve ardından neptunyum izotopu periyodik tablodaki bir sonraki element olan plütonyum-239'a (94 proton + 145 nötron) dönüşür. Bir nötron kararsız uranyum-235'in çekirdeğine çarparsa, hemen fisyon meydana gelir - atomlar iki veya üç nötronun emisyonuyla parçalanır. Atomlarının çoğu izotop-238'e ait olan doğal uranyumda bu reaksiyonun görünür bir sonucu olmadığı açıktır - tüm serbest nötronlar sonunda bu izotop tarafından emilecektir.
Peki ya tamamen izotop-235'ten oluşan oldukça büyük bir uranyum parçası hayal edersek?
Burada süreç farklı ilerleyecek: Birkaç çekirdeğin bölünmesi sırasında salınan nötronlar, sırayla komşu çekirdeklere çarparak onların bölünmesine neden oluyor. Sonuç olarak, bir sonraki çekirdeği bölen yeni bir nötron kısmı serbest bırakılır. Uygun koşullar altında bu reaksiyon çığ gibi ilerler ve zincirleme reaksiyon olarak adlandırılır. Bunu başlatmak için birkaç bombardıman parçacığı yeterli olabilir.
Gerçekten de uranyum-235'in yalnızca 100 nötronla bombalanmasına izin verin. 100 uranyum çekirdeğini ayıracaklar. Bu durumda ikinci nesilden 250 yeni nötron salınacaktır (fisyon başına ortalama 2,5). İkinci nesil nötronlar 250 fisyon üretecek ve bu da 625 nötron açığa çıkaracak. Gelecek nesilde 1562, sonra 3906, sonra 9670 vb. olacak. Süreç durdurulmadığı takdirde bölüm sayısı süresiz olarak artacaktır.
Ancak gerçekte nötronların yalnızca küçük bir kısmı atom çekirdeğine ulaşır. Aralarında hızla koşan geri kalanı, çevredeki alana taşınır. Kendi kendine devam eden bir zincirleme reaksiyon, yalnızca kritik bir kütleye sahip olduğu söylenen yeterince geniş bir uranyum-235 dizisinde meydana gelebilir. (Normal şartlarda bu kütle 50 kg'dır.) Her çekirdeğin fisyonuna, fisyon için harcanan enerjiden yaklaşık 300 milyon kat daha fazla olan çok büyük miktarda enerjinin salınımının eşlik ettiğini belirtmek önemlidir. ! (1 kg uranyum-235'in tamamen parçalanmasının, 3 bin ton kömürün yanmasıyla aynı miktarda ısı açığa çıkardığı tahmin edilmektedir.)
Birkaç dakika içinde açığa çıkan bu devasa enerji patlaması, kendisini korkunç bir güç patlaması olarak gösterir ve nükleer silahların eyleminin temelini oluşturur. Ancak bu silahın gerçeğe dönüşmesi için, yükün doğal uranyumdan değil, nadir bir izotoptan - 235 (bu tür uranyuma zenginleştirilmiş denir) oluşması gerekir. Daha sonra saf plütonyumun da bölünebilir bir malzeme olduğu ve uranyum-235 yerine atomik yükte kullanılabileceği keşfedildi.
Bütün bu önemli keşifler İkinci Dünya Savaşı'nın arifesinde yapıldı. Kısa süre sonra Almanya ve diğer ülkelerde atom bombası yaratmaya yönelik gizli çalışmalar başladı. ABD'de bu sorun 1941'de çözüldü. Tüm eser kompleksine “Manhattan Projesi” adı verildi.
Projenin idari yönetimi General Groves tarafından, bilimsel yönetimi ise California Üniversitesi profesörü Robert Oppenheimer tarafından yürütüldü. Her ikisi de karşı karşıya kaldıkları görevin muazzam karmaşıklığının gayet iyi farkındaydı. Bu nedenle Oppenheimer'ın ilk kaygısı son derece zeki bir bilimsel ekibi işe almaktı. O dönemde ABD'de Nazi Almanya'sından göç eden pek çok fizikçi vardı. Onları eski vatanlarına yönelik silahlar yaratmaya çekmek kolay olmadı. Oppenheimer cazibesinin tüm gücünü kullanarak herkesle kişisel olarak konuştu. Çok geçmeden, şakayla karışık "aydınlatıcılar" olarak adlandırdığı küçük bir teorisyen grubunu toplamayı başardı. Ve aslında o zamanın fizik ve kimya alanındaki en büyük uzmanlarını da içeriyordu. (Bunların arasında Bohr, Fermi, Frank, Chadwick, Lawrence'ın da aralarında bulunduğu 13 Nobel Ödülü sahibi vardır.) Bunların yanı sıra çeşitli profillerden birçok uzman daha vardı.
ABD hükümeti masraflardan kaçınmadı ve çalışma en başından beri büyük bir boyuta ulaştı. 1942'de Los Alamos'ta dünyanın en büyük araştırma laboratuvarı kuruldu. Bu bilimsel şehrin nüfusu kısa sürede 9 bin kişiye ulaştı. Bilim adamlarının bileşimi, bilimsel deneylerin kapsamı ve çalışmaya katılan uzman ve işçi sayısı açısından Los Alamos Laboratuvarı'nın dünya tarihinde eşi benzeri yoktu. Manhattan Projesinin kendi polisi, karşı istihbaratı, iletişim sistemi, depoları, köyleri, fabrikaları, laboratuvarları ve devasa bütçesi vardı.
Projenin asıl amacı, birkaç atom bombasının oluşturulabileceği yeterli miktarda bölünebilir malzeme elde etmekti. Uranyum-235'e ek olarak, daha önce de belirtildiği gibi bombanın yükü yapay element plütonyum-239 olabilir, yani bomba uranyum veya plütonyum olabilir.
Korular Ve Oppenheimer Hangisinin daha umut verici olacağına önceden karar vermek imkansız olduğundan, çalışmanın iki yönde aynı anda yürütülmesi gerektiği konusunda anlaştılar. Her iki yöntem de temelde birbirinden farklıydı: Uranyum-235'in birikimi, onu doğal uranyum kütlesinden ayırarak gerçekleştirilmek zorundaydı ve plütonyum, ancak uranyum-238 ışınlandığında kontrollü bir nükleer reaksiyonun sonucu olarak elde edilebiliyordu. nötronlarla. Her iki yol da alışılmadık derecede zor görünüyordu ve kolay çözümler vaat etmiyordu.
Aslında ağırlıkları çok az farklı olan ve kimyasal olarak tamamen aynı şekilde davranan iki izotop nasıl ayrılabilir? Ne bilim ne de teknoloji bugüne kadar böyle bir sorunla karşılaşmadı. Plütonyum üretimi de ilk başta oldukça sorunlu görünüyordu. Bundan önce, nükleer dönüşümlerle ilgili tüm deneyim birkaç laboratuvar deneyine indirgenmişti. Artık endüstriyel ölçekte kilogram plütonyum üretiminde ustalaşmaları, bunun için özel bir tesis - bir nükleer reaktör - geliştirmeleri ve yaratmaları ve nükleer reaksiyonun seyrini kontrol etmeyi öğrenmeleri gerekiyordu.
Hem burada hem de burada çözmek gerekiyordu tüm kompleks karmaşık görevler. Bu nedenle Manhattan Projesi, önde gelen bilim adamlarının başkanlık ettiği birçok alt projeden oluşuyordu. Oppenheimer'ın kendisi Los Alamos Bilimsel Laboratuvarı'nın başkanıydı. Lawrence, Kaliforniya Üniversitesi'ndeki Radyasyon Laboratuvarı'ndan sorumluydu. Fermi, Chicago Üniversitesi'nde nükleer reaktör oluşturmak için araştırma yaptı.
Başlangıçta en önemli sorun uranyum elde etmekti. Savaştan önce bu metalin neredeyse hiç kullanımı yoktu. Artık büyük miktarlarda acilen ihtiyaç duyulduğundan, onu üretmenin endüstriyel bir yönteminin olmadığı ortaya çıktı.
Westinghouse şirketi gelişimini sürdürdü ve hızla başarıya ulaştı. Uranyum reçinesinin saflaştırılmasından (uranyum doğada bu formda bulunur) ve uranyum oksit elde edildikten sonra, uranyum metalinin elektroliz yoluyla ayrıldığı tetraflorüre (UF4) dönüştürüldü. 1941'in sonunda Amerikalı bilim adamlarının elinde yalnızca birkaç gram uranyum metali vardı, o zaman Kasım 1942'de Westinghouse fabrikalarındaki endüstriyel üretim ayda 6.000 pound'a ulaştı.
Aynı zamanda bir nükleer reaktör oluşturma çalışmaları da sürüyordu. Plütonyum üretme süreci aslında uranyum çubuklarının nötronlarla ışınlanmasına indirgenmişti, bunun sonucunda uranyum-238'in bir kısmı plütonyuma dönüşecekti. Bu durumda nötron kaynakları, uranyum-238 atomları arasında yeterli miktarlarda dağılmış bölünebilir uranyum-235 atomları olabilir. Ancak nötronların sürekli üretimini sürdürmek için, uranyum-235 atomlarının fisyonunun zincirleme reaksiyonunun başlaması gerekiyordu. Bu arada, daha önce de belirtildiği gibi, her uranyum-235 atomuna karşılık 140 uranyum-238 atomu vardı. Her yöne dağılan nötronların yolda onlarla karşılaşma olasılığının çok daha yüksek olduğu açıktır. Yani, salınan çok sayıda nötronun ana izotop tarafından herhangi bir fayda sağlamadan emildiği ortaya çıktı. Açıkçası, bu koşullar altında bir zincirleme reaksiyonun gerçekleşmesi mümkün değildi. Nasıl olunur?
İlk başta, iki izotop ayrılmadan reaktörün çalışması genellikle imkansız görünüyordu, ancak kısa süre sonra önemli bir durum ortaya çıktı: uranyum-235 ve uranyum-238'in farklı enerjilerdeki nötronlara karşı duyarlı olduğu ortaya çıktı. Bir uranyum-235 atomunun çekirdeği, yaklaşık 22 m/s hıza sahip, nispeten düşük enerjili bir nötron tarafından bölünebilir. Bu tür yavaş nötronlar, uranyum-238 çekirdekleri tarafından yakalanmaz - bunun için saniyede yüzbinlerce metre hıza sahip olmaları gerekir. Başka bir deyişle, uranyum-238, nötronların son derece düşük hızlara (22 m/s'den fazla olmayacak şekilde) yavaşlaması nedeniyle uranyum-235'te meydana gelen zincirleme reaksiyonun başlamasını ve ilerlemesini engelleme konusunda güçsüzdür. Bu fenomen, 1938'den beri ABD'de yaşayan ve burada ilk reaktörün oluşturulmasına öncülük eden İtalyan fizikçi Fermi tarafından keşfedildi. Fermi, nötron moderatörü olarak grafiti kullanmaya karar verdi. Hesaplamalarına göre, uranyum-235'ten yayılan nötronların 40 cm'lik grafit tabakasını geçerek hızlarını 22 m/s'ye düşürmeleri ve uranyum-235'te kendi kendine devam eden bir zincirleme reaksiyona başlamaları gerekiyordu.
Diğer bir moderatör ise “ağır” su olabilir. İçerisindeki hidrojen atomları boyut ve kütle bakımından nötronlara çok benzer olduğundan, onları en iyi şekilde yavaşlatabilirler. (Hızlı nötronlarda, toplarda olduğu gibi yaklaşık olarak aynı şey olur: küçük top büyük bir topa çarpar, neredeyse hız kaybetmeden geri döner, ancak küçük bir topla karşılaştığında enerjisinin önemli bir bölümünü ona aktarır - aynı şekilde, elastik bir çarpışmadaki bir nötron ağır bir çekirdekten seker, sadece biraz yavaşlar ve hidrojen atomlarının çekirdekleriyle çarpıştığında çok hızlı bir şekilde tüm enerjisini kaybeder.) Ancak sıradan su, hidrojeni nötronları absorbe etme eğiliminde olduğundan ölçülü olmaya uygun değildir. Bu nedenle “ağır” suyun bir parçası olan döteryumun bu amaçla kullanılması gerekmektedir.
1942'nin başlarında, Fermi'nin liderliğinde, Chicago Stadyumu'nun batı tribünlerinin altındaki tenis kortu alanında tarihteki ilk nükleer reaktörün inşaatı başladı. Bilim adamları tüm çalışmayı kendileri gerçekleştirdiler. Reaksiyon kontrol edilebilir tek yol- zincir reaksiyonuna katılan nötronların sayısının düzenlenmesi. Fermi, bor ve kadmiyum gibi nötronları güçlü bir şekilde emen maddelerden yapılmış çubuklar kullanarak bunu başarmayı amaçladı. Moderatör, fizikçilerin 3 m yüksekliğinde ve 1,2 m genişliğinde sütunlar inşa ettiği grafit tuğlalardı ve aralarına uranyum oksit içeren dikdörtgen bloklar yerleştirildi. Tüm yapı yaklaşık 46 ton uranyum oksit ve 385 ton grafit gerektiriyordu. Reaksiyonu yavaşlatmak için reaktöre kadmiyum ve bor çubukları yerleştirildi.
Bu yeterli değilse, sigorta için iki bilim adamı, reaktörün üzerinde bulunan bir platformda kadmiyum tuzu çözeltisiyle dolu kovalarla durdu - reaksiyonun kontrolden çıkması durumunda bunları reaktöre dökmeleri gerekiyordu. Neyse ki bu gerekli değildi. 2 Aralık 1942'de Fermi tüm kontrol çubuklarının uzatılmasını emretti ve deney başladı. Dört dakika sonra nötron sayaçları gittikçe daha yüksek sesle tıklamaya başladı. Nötron akışının yoğunluğu her geçen dakika daha da arttı. Bu durum reaktörde zincirleme bir reaksiyonun gerçekleştiğini gösteriyordu. 28 dakika sürdü. Daha sonra Fermi sinyali verdi ve indirilen çubuklar süreci durdurdu. Böylece insan ilk kez atom çekirdeğinin enerjisini serbest bıraktı ve onu istediği zaman kontrol edebildiğini kanıtladı. Artık nükleer silahların bir gerçeklik olduğuna dair hiçbir şüphe kalmamıştı.
1943'te Fermi reaktörü söküldü ve Aragon Ulusal Laboratuvarı'na (Chicago'dan 50 km uzaklıkta) nakledildi. Kısa süre sonra burada ağır suyun moderatör olarak kullanıldığı başka bir nükleer reaktör inşa edildi. İçerisine dikey olarak daldırılmış 120 uranyum metal çubuğun bulunduğu, 6,5 ton ağır su içeren silindirik bir alüminyum tanktan oluşuyordu. alüminyum kabuk. Yedi kontrol çubuğu kadmiyumdan yapılmıştır. Tankın etrafında bir grafit reflektör, ardından kurşun ve kadmiyum alaşımlarından yapılmış bir ekran vardı. Tüm yapı, duvar kalınlığı yaklaşık 2,5 m olan beton bir kabukla çevrelenmiştir.
Bu pilot reaktörlerdeki deneyler bu olasılığı doğruladı endüstriyel üretim plütonyum
Manhattan Projesi'nin ana merkezi kısa sürede Tennessee Nehri Vadisi'ndeki Oak Ridge kasabası oldu ve nüfusu birkaç ayda 79 bin kişiye ulaştı. Burada, içinde kısa vadeli Tarihin ilk zenginleştirilmiş uranyum üretim tesisi inşa edildi. Plütonyum üreten endüstriyel bir reaktör 1943'te burada faaliyete geçirildi. Şubat 1944'te, yüzeyinden kimyasal ayırma yoluyla plütonyumun elde edildiği günde yaklaşık 300 kg uranyum çıkarıldı. (Bunu yapmak için önce plütonyum çözüldü ve sonra çökeltildi.) Arıtılmış uranyum daha sonra reaktöre geri gönderildi. Aynı yıl, Columbia Nehri'nin güney kıyısındaki çorak ve kasvetli çölde bulunan devasa Hanford fabrikasının inşaatına başlandı. Burada her gün birkaç yüz gram plütonyum üreten üç güçlü nükleer reaktör bulunuyordu.
Paralel tam kapasite ile çalışmak Uranyum zenginleştirmeye yönelik endüstriyel bir süreç geliştirmeye yönelik araştırmalar sürüyordu.
Düşündükten sonra farklı varyantlar Groves ve Oppenheimer çabalarını iki yönteme odaklamaya karar verdiler: gaz difüzyonu ve elektromanyetik.
Gaz difüzyon yöntemi, Graham yasası olarak bilinen bir prensibe dayanıyordu (ilk olarak 1829'da İskoç kimyager Thomas Graham tarafından formüle edildi ve 1896'da İngiliz fizikçi Reilly tarafından geliştirildi). Bu yasaya göre, biri diğerinden daha hafif olan iki gaz, delikleri ihmal edilebilecek kadar küçük olan bir filtreden geçirilirse, hafif gazın ağır olandan biraz daha fazlası geçecektir. Kasım 1942'de Columbia Üniversitesi'nden Urey ve Dunning, uranyum izotoplarını ayırmak için Reilly yöntemine dayalı bir gaz difüzyon yöntemi oluşturdu.
Doğal uranyum olduğundan sağlam, daha sonra ilk önce uranyum florüre (UF6) dönüştürüldü. Bu gaz daha sonra filtre bölümündeki milimetrenin binde biri mertebesinde mikroskobik deliklerden geçirildi.
Gazların molar ağırlıkları arasındaki fark çok küçük olduğundan, bölmenin arkasında uranyum-235 içeriği yalnızca 1.0002 kat arttı.
Uranyum-235 miktarını daha da arttırmak için elde edilen karışım tekrar bir bölmeden geçirilir ve uranyum miktarı yine 1.0002 kat arttırılır. Böylece uranyum-235 içeriğini %99'a çıkarmak için gazın 4000 filtreden geçirilmesi gerekiyordu. Bu, Oak Ridge'deki devasa bir gaz difüzyon tesisinde gerçekleşti.
1940 yılında Ernest Lawrence önderliğinde Kaliforniya Üniversitesi'nde uranyum izotoplarının elektromanyetik yöntemle ayrılması üzerine araştırmalar başladı. Böylesini bulmak gerekiyordu fiziksel süreçler Bu, kütlelerindeki farkı kullanarak izotopları ayırmayı mümkün kılacaktır. Lawrence, atomların kütlelerini belirlemek için kullanılan bir araç olan kütle spektrografı ilkesini kullanarak izotopları ayırmaya çalıştı.
Çalışma prensibi şuydu: Önceden iyonize edilmiş atomlar bir elektrik alanıyla hızlandırıldı ve daha sonra alanın yönüne dik bir düzlemde bulunan daireleri tanımladıkları bir manyetik alandan geçti. Bu yörüngelerin yarıçapları kütleleriyle orantılı olduğundan, hafif iyonlar, ağır iyonlara göre daha küçük yarıçaplı daireler üzerinde son buldu. Eğer atomların yolu boyunca tuzaklar yerleştirilseydi, bu şekilde farklı izotoplar ayrı ayrı toplanabilirdi.
Yöntem buydu. Laboratuvar koşullarında iyi sonuçlar verdi. Ancak izotop ayrıştırmasının endüstriyel ölçekte gerçekleştirilebileceği bir tesis inşa etmenin son derece zor olduğu ortaya çıktı. Ancak Lawrence sonunda tüm zorlukların üstesinden gelmeyi başardı. Çabalarının sonucu, Oak Ridge'deki dev bir fabrikaya kurulan kalutron'un ortaya çıkmasıydı.
Bu elektromanyetik tesis 1943'te inşa edildi ve Manhattan Projesi'nin belki de en pahalı buluşu olduğu ortaya çıktı. Lawrence'ın yöntemi gerekli büyük miktar yüksek voltaj, yüksek vakum ve güçlü manyetik alanlarla ilişkili karmaşık, henüz geliştirilmemiş cihazlar. Maliyetlerin ölçeğinin çok büyük olduğu ortaya çıktı. Calutron'un uzunluğu 75 m'ye ulaşan ve yaklaşık 4000 ton ağırlığında dev bir elektromıknatısı vardı.
Bu elektromıknatısın sargıları için birkaç bin ton gümüş tel kullanıldı.
İşin tamamı (Devlet Hazinesi'nin yalnızca geçici olarak sağladığı 300 milyon dolarlık gümüş maliyetini saymazsak) 400 milyon dolara mal oldu. Savunma Bakanlığı yalnızca calutron'un tükettiği elektriğe 10 milyon dolar ödedi. Oak Ridge fabrikasındaki ekipmanların çoğu, ölçek ve hassasiyet açısından bu teknoloji alanında şimdiye kadar geliştirilen her şeyden üstündü.
Ancak tüm bu maliyetler boşuna değildi. Toplamda yaklaşık 2 milyar dolar harcayan ABD'li bilim adamları, 1944 yılına kadar uranyum zenginleştirme ve plütonyum üretimi için benzersiz bir teknoloji yarattılar. Bu arada Los Alamos laboratuvarında bombanın tasarımı üzerinde çalışıyorlardı. Çalışma prensibi genel anlamda uzun süredir açıktı: bölünebilir maddenin (plütonyum veya uranyum-235) patlama anında kritik bir duruma geçmesi gerekiyordu (bir zincirleme reaksiyonun meydana gelmesi için yük kütlesinin kritik olandan gözle görülür derecede daha büyük olabilir) ve bir nötron ışınıyla ışınlanır, bu da bir zincirleme reaksiyonun başlangıcını gerektirir.
Hesaplamalara göre yükün kritik kütlesi 50 kilogramı aştı, ancak bunu önemli ölçüde azaltmayı başardılar. Genel olarak kritik kütlenin değeri birçok faktörden güçlü bir şekilde etkilenir. Yükün yüzey alanı ne kadar büyük olursa, çevredeki alana o kadar fazla nötron gereksiz yere yayılır. Küre en küçük yüzey alanına sahiptir. Sonuç olarak, diğer şeyler eşit olmak üzere küresel yükler en küçük kritik kütleye sahiptir. Ayrıca kritik kütlenin değeri bölünebilir malzemelerin saflığına ve türüne bağlıdır. Bu malzemenin yoğunluğunun karesi ile ters orantılıdır; bu, örneğin yoğunluğun iki katına çıkarılmasıyla kritik kütlenin dört kat azaltılmasına olanak tanır. Gerekli alt kritiklik derecesi, örneğin nükleer yükü çevreleyen küresel bir kabuk formunda yapılan geleneksel bir patlayıcı yükünün patlaması nedeniyle bölünebilir malzemenin sıkıştırılmasıyla elde edilebilir. Kritik kütle, yükün nötronları iyi yansıtan bir ekranla çevrelenmesiyle de azaltılabilir. Böyle bir ekran olarak kurşun, berilyum, tungsten, doğal uranyum, demir ve daha birçokları kullanılabilir.
Olası bir atom bombası tasarımı, birleştirildiğinde kritik kütleden daha büyük bir kütle oluşturan iki parça uranyumdan oluşur. Bomba patlamasına neden olmak için onları olabildiğince çabuk birbirine yaklaştırmanız gerekiyor. İkinci yöntem içe doğru yaklaşan bir patlamanın kullanımına dayanmaktadır. Bu durumda, geleneksel bir patlayıcıdan gelen bir gaz akışı, içeride bulunan bölünebilir malzemeye yönlendirildi ve onu kritik bir kütleye ulaşana kadar sıkıştırdı. Daha önce de belirtildiği gibi, bir yükü birleştirmek ve onu nötronlarla yoğun bir şekilde ışınlamak, bir zincirleme reaksiyona neden olur ve bunun sonucunda ilk saniyede sıcaklık 1 milyon dereceye yükselir. Bu süre zarfında kritik kütlenin yalnızca %5'i ayrılmayı başardı. İlk bomba tasarımlarındaki yükün geri kalanı, hiçbir şey olmadan buharlaştı.
herhangi bir fayda.
Tarihteki ilk atom bombası (ona Trinity adı verildi) 1945 yazında toplandı. Ve 16 Haziran 1945'te, Dünya'daki ilk atom patlaması Alamogordo çölündeki (New Mexico) nükleer test sahasında gerçekleştirildi. Bomba, test alanının merkezine 30 metrelik çelik bir kulenin tepesine yerleştirildi. Çevresine büyük bir mesafeye kayıt ekipmanı yerleştirildi. 9 km uzaklıkta bir gözlem noktası, 16 km uzaklıkta bir komuta noktası vardı. Atomik patlama, bu olayın tüm tanıkları üzerinde çarpıcı bir izlenim bıraktı. Görgü tanıklarının ifadesine göre sanki birçok güneş birleşip test alanını aynı anda aydınlatmış gibi hissettim. Sonra ovanın üzerinde devasa bir ateş topu belirdi ve yuvarlak bir toz ve ışık bulutu, yavaş ve uğursuz bir şekilde ona doğru yükselmeye başladı.
Yerden havalanan bu ateş topu, birkaç saniye içinde üç kilometreden fazla yüksekliğe yükseldi. Her an büyüyerek çapı 1,5 km'ye ulaştı ve yavaş yavaş stratosfere yükseldi. Daha sonra ateş topu, yerini 12 km yüksekliğe kadar uzanan ve dev bir mantar şeklini alan, yükselen bir duman sütununa bıraktı. Bütün bunlara, dünyanın sarsıldığı korkunç bir kükreme eşlik ediyordu. Patlayan bombanın gücü tüm beklentileri aştı.
Radyasyon durumu izin verir vermez, içi kurşun plakalarla kaplı birkaç Sherman tankı patlama alanına koştu. Bunlardan birinde çalışmasının sonuçlarını görmek için sabırsızlanan Fermi vardı. Gözlerinin önünde 1,5 km'lik bir yarıçap içinde tüm canlıların yok edildiği, kavrulmuş, ölü bir toprak belirdi. Kum, zemini kaplayan camsı yeşilimsi bir kabuğa dönüşmüştü. Devasa bir kraterde çelik bir destek kulesinin parçalanmış kalıntıları yatıyordu. Patlamanın gücünün 20.000 ton TNT olduğu tahmin ediliyor.
Bir sonraki adım şuydu: savaş kullanımı Nazi Almanyası'nın teslim olmasının ardından ABD ve müttefikleriyle savaşı tek başına sürdüren Japonya'ya yönelik atom bombası. O zamanlar fırlatma araçları yoktu, bu yüzden bombalamanın uçaktan yapılması gerekiyordu. İki bombanın bileşenleri, Indianapolis kruvazörü tarafından büyük bir özenle 509. Birleşik Hava Kuvvetleri Grubunun bulunduğu Tinian Adası'na nakledildi. Bu bombalar, yük ve tasarım türü bakımından birbirinden biraz farklıydı.
İlk atom bombası - "Bebek" - yüksek derecede zenginleştirilmiş uranyum-235'ten yapılmış atom yüküne sahip büyük boyutlu bir hava bombasıydı. Uzunluğu yaklaşık 3 m, çapı 62 cm, ağırlığı ise 4,1 tondu.
Plütonyum-239 yüklü ikinci atom bombası - "Şişman Adam" - büyük bir dengeleyiciye sahip yumurta şeklinde bir şekle sahipti. Uzunluğu
3,2 m, çapı 1,5 m, ağırlığı - 4,5 tondu.
6 Ağustos'ta Albay Tibbets'in B-29 Enola Gay bombardıman uçağı, Japonya'nın büyük şehri Hiroşima'ya "Küçük Çocuk"u düşürdü. Bomba paraşütle indirildi ve planlandığı gibi yerden 600 m yükseklikte patlatıldı.
Patlamanın sonuçları korkunçtu. Pilotların kendileri için bile, bir anda yok ettikleri huzurlu şehrin görüntüsü iç karartıcı bir izlenim bıraktı. Daha sonra içlerinden biri, o anda bir insanın görebileceği en kötü şeyi gördüklerini itiraf etti.
Dünyada olanlar için olup bitenler gerçek cehennemi andırıyordu. Her şeyden önce Hiroşima'nın üzerinden bir sıcak hava dalgası geçti. Etkisi sadece birkaç dakika sürdü ama o kadar güçlüydü ki, granit levhalardaki fayansları ve kuvars kristallerini bile eritti, 4 km mesafedeki telefon direklerini kömüre çevirdi ve en sonunda insan bedenlerini o kadar yaktı ki, onlardan sadece gölgeler kaldı. kaldırımların asfaltına veya evlerin duvarlarına. Daha sonra ateş topunun altından korkunç bir rüzgar çıktı ve saatte 800 km hızla şehrin üzerinden geçerek yoluna çıkan her şeyi yok etti. Onun şiddetli saldırısına dayanamayan evler yıkılmış gibi çöktü. Çapı 4 kilometre olan dev dairenin içinde tek bir sağlam yapı kalmadı. Patlamadan birkaç dakika sonra şehrin üzerine siyah radyoaktif yağmur yağdı; bu nem, atmosferin yüksek katmanlarında yoğunlaşan buhara dönüştü ve radyoaktif tozla karışmış büyük damlalar şeklinde yere düştü.
Yağmurun ardından şehre bu kez merkez üssü yönünde esen yeni bir rüzgar çarptı. İlkinden daha zayıftı ama yine de ağaçları sökebilecek kadar güçlüydü. Rüzgar, yanabilecek her şeyin yanabileceği devasa bir yangını körükledi. 76 bin binadan 55 bini tamamen yıkıldı ve yakıldı. Bu korkunç felaketin tanıkları, yanmış giysilerin deri parçalarıyla birlikte yere düştüğü meşale adamlarını ve sokaklarda çığlıklar atarak koşan, korkunç yanıklarla kaplı çılgın insan kalabalığını hatırladı. Havada boğucu bir yanmış insan eti kokusu vardı. Her yerde yatan, ölü ve ölmek üzere olan insanlar vardı. Kör ve sağır olan ve her yöne baktıklarından etraflarında hüküm süren kaostan hiçbir şey anlayamayan pek çok kişi vardı.
Merkez üssünden 800 m'ye kadar uzakta bulunan talihsiz insanlar, tam anlamıyla bir saniye içinde yandılar - içleri buharlaştı ve vücutları, dumanı tüten kömür yığınlarına dönüştü. Merkez üssünden 1 km uzakta bulunanlar radyasyon hastalığından son derece şiddetli biçimde etkilendi. Birkaç saat içinde şiddetli bir şekilde kusmaya başladılar, ateşleri 39-40 dereceye fırladı, nefes darlığı ve kanamalar yaşamaya başladılar. Daha sonra ciltte iyileşmeyen ülserler belirdi, kanın bileşimi çarpıcı biçimde değişti ve saçlar döküldü. Korkunç acılardan sonra, genellikle ikinci veya üçüncü günde ölüm meydana geldi.
Toplamda yaklaşık 240 bin kişi patlama ve radyasyon hastalığından öldü. Yaklaşık 160 bin kişi daha hafif bir biçimde radyasyon hastalığına yakalandı; acı dolu ölümleri birkaç ay veya yıl gecikti. Felaket haberi ülke geneline yayıldığında tüm Japonya korkudan felç oldu. Binbaşı Sweeney'nin Kapalı Kasa Arabası'nın 9 Ağustos'ta Nagasaki'ye ikinci bombayı atmasından sonra bu oran daha da arttı. Burada da yüzbinlerce insan öldürüldü ve yaralandı. Yeni silahlara direnemeyen Japon hükümeti teslim oldu - atom bombası II. Dünya Savaşı'nı sona erdirdi.
Savaş bitti. Yalnızca altı yıl sürdü ama dünyayı ve insanları neredeyse tanınmayacak kadar değiştirmeyi başardı.
1939 öncesi insan uygarlığı ile 1945 sonrası insan uygarlığı birbirinden çarpıcı biçimde farklıdır. Bunun pek çok nedeni var ama en önemlilerinden biri nükleer silahların ortaya çıkması. Hiç abartmadan Hiroşima'nın gölgesinin 20. yüzyılın ikinci yarısının tamamına yayıldığını söyleyebiliriz. Bu, hem bu felaketin çağdaşı hem de ondan onlarca yıl sonra doğan milyonlarca insan için derin bir ahlaki yanık haline geldi. Modern adam artık dünyayı 6 Ağustos 1945'ten önce düşündükleri gibi düşünemiyor - bu dünyanın birkaç dakika içinde hiçbir şeye dönüşemeyeceğini çok net anlıyor.
Modern insan, savaşa büyükbabalarının ve büyük büyükbabalarının baktığı gibi bakamaz - bu savaşın son olacağından ve bu savaşın ne kazananı ne de kaybedeni olmayacağından emindir. Nükleer silah kamusal yaşamın her alanına damgasını vurmuştur ve modern uygarlık altmış, seksen yıl önceki aynı yasalara göre yaşayamaz. Hiç kimse bunu atom bombasının yaratıcılarından daha iyi anlamadı.
"Gezegenimizin insanları Robert Oppenheimer şunu yazdı: birleşmek zorundadır. Son savaşın ektiği korku ve yıkım bize bu düşünceyi dikte ediyor. Atom bombalarının patlamaları bunu tüm vahşeti ile kanıtladı. Başka zamanlarda başka insanlar da benzer sözler söylemişti - yalnızca diğer silahlar ve diğer savaşlar hakkında. Başarılı değillerdi. Ancak bugün bu sözlerin faydasız olduğunu söyleyen herkes tarihin değişimleri tarafından yanıltılıyor. Buna ikna olamayız. Çalışmalarımızın sonuçları insanlığa birleşik bir dünya yaratmaktan başka seçenek bırakmıyor. Yasallığa ve insanlığa dayalı bir dünya."
