En dag - en sanning" url="https://diletant.media/one-day/26522782/">

De 7 länderna med kärnvapen bildas kärnkraftsklubb. Att skapa din egen atombomb var och en av dessa stater spenderade miljoner. Utvecklingen har pågått i flera år. Men utan de begåvade fysikerna som fick i uppdrag att bedriva forskning inom detta område hade ingenting hänt. Om dessa personer i dagens Diletant-val. media.

Robert Oppenheimer

Föräldrarna till mannen under vars ledning världens första atombomb skapades hade inget med vetenskap att göra. Oppenheimers far var textilhandlare och hans mor var konstnär. Robert tog examen från Harvard tidigt, gick en kurs i termodynamik och blev intresserad av experimentell fysik.


Efter flera års arbete i Europa flyttade Oppenheimer till Kalifornien, där han föreläste i två decennier. När tyskarna upptäckte klyvningen av uran i slutet av 1930-talet tänkte forskaren på problemet kärnvapen. Sedan 1939 var han aktivt involverad i skapandet av atombomben som en del av Manhattan-projektet och ledde laboratoriet i Los Alamos.

På samma plats, den 16 juli 1945, testades Oppenheimers "skapelsebarn" för första gången. "Jag har blivit döden, världarnas förstörare", sa fysikern efter testet.

Några månader senare släpptes atombomber över de japanska städerna Hiroshima och Nagasaki. Oppenheimer har sedan dess insisterat på att använda atomenergi uteslutande för fredliga syften. Efter att ha blivit åtalad i ett brottmål på grund av sin opålitlighet togs vetenskapsmannen bort från hemlig utveckling. Han dog 1967 av cancer i struphuvudet.

Igor Kurchatov

Sovjetunionen skaffade sin egen atombomb fyra år senare än amerikanerna. Det var inte utan hjälp av scouter, men fördelarna med forskarna som arbetar i Moskva bör inte underskattas. Atomforskningen leddes av Igor Kurchatov. Hans barndom och ungdom tillbringades på Krim, där han först utbildade sig till låssmed. Sedan tog han examen från fakulteten för fysik och matematik vid Tauride University, fortsatte att studera i Petrograd. Där gick han in i den berömda Abram Ioffes laboratorium.

Kurchatov tog över det sovjetiska kärnkraftsprojektet när han bara var 40 år gammal. År av mödosamt arbete med ledande experter har gett efterlängtade resultat. Det första kärnvapnet i vårt land kallat RDS-1 testades på testplatsen i Semipalatinsk den 29 augusti 1949.

Erfarenheterna som Kurchatov och hans team samlat på gjorde att Sovjetunionen senare kunde lansera världens första industriella kärnkraftverk, samt en kärnreaktor för en ubåt och en isbrytare, vilket ingen hade kunnat göra tidigare.

Andrey Sacharov

Vätebomben dök upp först i USA. Men det amerikanska provet var storleken på ett trevåningshus och vägde mer än 50 ton. Samtidigt vägde RDS-6s-produkten, skapad av Andrei Sakharov, bara 7 ton och kunde passa på en bombplan.

Under kriget tog Sacharov, medan han var i evakuering, examen med utmärkelser från Moscow State University. Han arbetade som ingenjör-uppfinnare på en militäranläggning, och gick sedan in på FIAN forskarskolan. Under ledning av Igor Tamm arbetade han i en forskargrupp för utveckling av termonukleära vapen. Sacharov kom med den grundläggande principen för den sovjetiska vätebomben - puff.

Tester av den första sovjetiska vätebomben ägde rum 1953

Den första sovjetiska vätebomben testades nära Semipalatinsk 1953. För att bedöma de destruktiva kapaciteterna byggdes en stad på platsen från industri- och administrativa byggnader.

Sedan slutet av 1950-talet ägnade Sacharov mycket tid åt mänskliga rättigheter. Han fördömde kapprustningen, kritiserade den kommunistiska regeringen, uttalade sig för avskaffandet av dödsstraffet och mot den påtvingade psykiatriska behandlingen av oliktänkande. Motsätter sig att gå in sovjetiska trupper till Afghanistan. Andrey Sacharov belönades Nobelpriset världen, och 1980 förvisades han till Gorkij för sin tro, där han upprepade gånger utlyste hungerstrejker och varifrån han kunde återvända till Moskva först 1986.

Bertrand Goldschmidt

Ideologen för det franska kärnkraftsprogrammet var Charles de Gaulle, och skaparen av den första bomben var Bertrand Goldschmidt. Före krigets början studerade den framtida specialisten kemi och fysik, gick med Marie Curie. Den tyska ockupationen och Vichyregeringens inställning till judarna tvingade Goldschmidt att avbryta sina studier och emigrera till USA, där han samarbetade först med amerikanska och sedan med kanadensiska kollegor.


År 1945 blev Goldschmidt en av grundarna av kommissionen på kärnenergi Frankrike. Det första testet av bomben som skapades under hans ledning ägde rum bara 15 år senare - i sydvästra Algeriet.

Qian Sanqiang

Kina gick med i kärnvapenklubben först i oktober 1964. Sedan testade kineserna sin egen atombomb med en kapacitet på mer än 20 kiloton. Mao Zedong bestämde sig för att utveckla denna industri efter sin första resa till Sovjetunionen. 1949 visade Stalin kärnvapenens möjligheter för den store rorsmannen.

kinesiska kärnkraftsprojekt hanteras av Qian Sanqiang. Han tog examen från fysikavdelningen vid Tsinghua University och gick för att studera i Frankrike på offentliga bekostnad. Han arbetade vid Radiuminstitutet vid universitetet i Paris. Qian pratade mycket med utländska forskare och utförde ganska seriös forskning, men han saknade sitt hemland och återvände till Kina och tog flera gram radium som en gåva från Irene Curie.

Den mänskliga utvecklingens historia har alltid åtföljts av krig som ett sätt att lösa konflikter med våld. Civilisationen har lidit mer än femton tusen små och stora väpnade konflikter, förluster människolivär i miljoner. Först på nittiotalet av förra seklet var det mer än hundra militära sammandrabbningar, med deltagande av nittio länder i världen.

Samtidigt gjorde vetenskapliga upptäckter och tekniska framsteg det möjligt att skapa förstörelsevapen med allt större kraft och sofistikerad användning. På nittonhundratalet kärnvapen har blivit toppen av massiv destruktiv påverkan och ett politiskt instrument.

Atombombanordning

Moderna kärnvapenbomber som ett sätt att besegra fienden skapas på basis av avancerade tekniska lösningar, vars kärna inte är allmänt publicerad. Men huvudelementen som är inneboende i denna typ av vapen kan övervägas på exemplet med enheten av en kärnvapenbomb med kodnamnet "Fat Man", som släpptes 1945 på en av städerna i Japan.

Explosionens kraft var 22,0 kt i TNT-ekvivalent.

Den hade följande designegenskaper:

• längden på produkten var 3250,0 mm, medan diametern på bulkdelen var 1520,0 mm. Totalvikt mer än 4,5 ton;
• kroppen representeras av en elliptisk form. För att undvika för tidig förstörelse på grund av påkörning av luftvärnsammunition och oönskade effekter av annat slag, användes 9,5 mm pansarstål för dess tillverkning;
• kroppen är uppdelad i fyra inre delar: näsan, två halvor av ellipsoiden (den huvudsakliga är facket för kärnkraftsfyllning), svans.
• näsfacket är utrustat med uppladdningsbara batterier;
• huvudfacket, som en båge, för att förhindra inträngning av skadliga medier, fukt, skapar bekväma förhållanden för driften av borsensorn evakueras de;
• ellipsoiden inhyste en plutoniumkärna, täckt av en uranmanipulation (skal). Den spelade rollen som en tröghetsbegränsare under loppet av en kärnreaktion, vilket säkerställde maximal aktivitet av plutonium av vapenkvalitet genom att reflektera neutroner till sidan av laddningens aktiva zon.

Inuti kärnan placerades den primära källan till neutroner, kallad initiator eller "igelkott". Representerad av beryllium sfärisk form med en diameter 20,0 mm med en yttre beläggning baserad på polonium - 210.

Det bör noteras att expertgruppen har bestämt att en sådan design av ett kärnvapen är ineffektiv och opålitlig vid användning. Neutroninitiering av den ostyrda typen användes inte ytterligare. .

Funktionsprincip

Klyvningsprocessen av uran 235 (233) och plutonium 239 kärnor (detta är vad en kärnvapenbomb består av) med ett enormt energiutsläpp samtidigt som volymen begränsas kallas en kärnexplosion. Den atomära strukturen hos radioaktiva metaller har en instabil form - de delas ständigt upp i andra element.

Processen åtföljs av lösgöring av neuroner, av vilka några, som träffar angränsande atomer, initierar en ytterligare reaktion, åtföljd av frigörande av energi.

Principen är som följer: att minska sönderfallstiden leder till en större intensitet av processen, och koncentrationen av neuroner på bombarderingen av kärnor leder till en kedjereaktion. När två element kombineras till en kritisk massa kommer en superkritisk att skapas, vilket leder till en explosion.

Under inhemska förhållanden är det omöjligt att provocera en aktiv reaktion - höga hastigheter för konvergens av element behövs - minst 2,5 km / s. Att uppnå denna hastighet i en bomb är möjligt genom att kombinera typer av sprängämnen (snabbt och långsamt), balansera densiteten hos den superkritiska massan och producera en atomexplosion.

Kärnvapenexplosioner tillskrivs resultatet av mänsklig aktivitet på planeten eller dess omloppsbana. naturliga processer av detta slag är endast möjliga på vissa stjärnor i yttre rymden.

Atombomber anses med rätta vara de mest kraftfulla och destruktiva vapnen. massförstörelse. Taktisk tillämpning löser uppgifterna att förstöra strategiska, markbaserade såväl som djupt baserade militära anläggningar, besegra en betydande ansamling av utrustning, fientlig arbetskraft.

Det kan endast tillämpas globalt i strävan efter målet att fullständigt förstöra befolkningen och infrastrukturen i stora områden.

För att uppnå vissa mål, utföra uppgifter av taktisk och strategisk karaktär, kan detonationer av kärnvapen utföras:

• vid kritiska och låga höjder (över och under 30,0 km);
• i direkt kontakt med jordskorpan (vatten);
• under jord (eller undervattensexplosion).

En kärnvapenexplosion kännetecknas av att enorm energi frigörs omedelbart.

Leder till nederlag av föremål och en person enligt följande:

• stötvåg. Med en explosion över eller på jordskorpan(vatten) kallas en luftvåg, underjordisk (vatten) - en seismisk sprängvåg. En luftvåg bildas efter en kritisk kompression av luftmassorna och fortplantar sig i en cirkel tills dämpningen dämpas med en hastighet som överstiger ljudet. Det leder till både direkt nederlag för arbetskraft och indirekt (interaktion med fragment av förstörda föremål). Verkan av övertryck gör tekniken icke-funktionell genom att flytta och slå i marken;
• Ljusemission. Källa - den lätta delen som bildas av avdunstning av en produkt med luftmassor, vid markapplicering - jordångor. Exponering sker i ultraviolett och infraröda spektra. Dess absorption av föremål och människor provocerar förkolning, smältning och bränning. Graden av skada beror på avlägsnandet av epicentret;
• penetrerande strålning- detta är neutroner och gammastrålar som rör sig från platsen för brottet. Påverkan på biologiska vävnader leder till jonisering av cellmolekyler, vilket leder till strålsjuka organism. Skador på egendom är förknippade med molekylära fissionsreaktioner i ammunitionens skadliga delar.
• radioaktiv smitta. Vid en markexplosion stiger jordångor, damm och annat upp. Ett moln dyker upp som rör sig i riktning mot luftmassornas rörelse. Skadekällor är klyvningsprodukter av den aktiva delen av ett kärnvapen, isotoper, inte förstörda delar av laddningen. När ett radioaktivt moln rör sig sker en kontinuerlig strålningskontamination av området;
• elektromagnetisk impuls. Explosionen åtföljer uppkomsten av elektromagnetiska fält (från 1,0 till 1000 m) i form av en impuls. De leder till fel på elektriska apparater, kontroller och kommunikationer.

Kombinationen av faktorerna för en kärnvapenexplosion orsakar skada på fiendens arbetskraft, utrustning och infrastruktur på olika nivåer, och dödligheten av konsekvenserna är endast associerad med avståndet från dess epicentrum.

Historien om skapandet av kärnvapen

Skapandet av vapen med hjälp av en kärnreaktion åtföljdes av ett antal vetenskapliga upptäckter, teoretisk och praktisk forskning, inklusive:

• 1905- relativitetsteorin skapades, som säger att en liten mängd materia motsvarar en betydande frisättning av energi enligt formeln E \u003d mc2, där "c" representerar ljusets hastighet (författare A. Einstein);
• 1938- Tyska forskare genomförde ett experiment på uppdelningen av en atom i delar genom att attackera uran med neutroner, vilket slutade framgångsrikt (O. Hann och F. Strassmann), och en fysiker från Storbritannien gav en förklaring till faktumet av energifrisättning (R Frisch);
• 1939- forskare från Frankrike att när man utför en kedja av reaktioner av uranmolekyler, kommer energi att frigöras som kan producera en explosion av enorm kraft (Joliot-Curie).

Det senare blev utgångspunkten för uppfinningen atomvapen. Tyskland, Storbritannien, USA, Japan var engagerade i parallell utveckling. Huvudproblemet var utvinningen av uran i de volymer som krävs för experiment i detta område.

Problemet löstes snabbare i USA genom att köpa råvaror från Belgien 1940.

Inom ramen för projektet, kallat Manhattan, från det trettionionde till fyrtiofemte året byggdes en uranreningsanläggning, ett centrum för studier av kärnprocesser skapades och de bästa specialisterna lockades att arbeta i det - fysiker från hela Västeuropa.

Storbritannien, som ledde sin egen utveckling, tvingades, efter den tyska bombningen, att frivilligt överföra utvecklingen av sitt projekt till den amerikanska militären.

Amerikanerna tros vara de första som uppfann atombomben. Tester av den första kärnladdningen utfördes i delstaten New Mexico i juli 1945. Blixten från explosionen förmörkade himlen och det sandiga landskapet förvandlades till glas. Efter en kort tidsperiod skapades kärnladdningar, kallade "Baby" och "Fat Man".

Kärnvapen i Sovjetunionen - datum och händelser

Bildandet av Sovjetunionen som en kärnvapenmakt föregicks av ett långt arbete av enskilda forskare och statliga institutioner. Nyckelperioder och viktiga datum för händelser presenteras enligt följande:

• 1920överväga början av sovjetiska vetenskapsmäns arbete med atomens klyvning;
• Från trettiotalet riktning kärnfysik bli en prioritet
• oktober 1940- En initiativgrupp av fysiker kom med ett förslag om att använda kärnkraftsutveckling för militära ändamål;
• Sommaren 1941 i samband med kriget överfördes instituten för atomenergi till baksidan;
• Hösten 1941årets Sovjetisk underrättelsetjänst informerade landets ledning om starten kärnkraftsprogram i Storbritannien och Amerika;
• september 1942- studier av atomen började göras i sin helhet, arbetet med uran fortsatte;
• februari 1943- ett speciellt forskningslaboratorium skapades under ledning av I. Kurchatov, och det allmänna ledarskapet anförtroddes V. Molotov;

Projektet leddes av V. Molotov.

• augusti 1945- i samband med utförandet av kärnvapenbombningar i Japan, utvecklingens stora betydelse för Sovjetunionen, skapades en särskild kommitté under ledning av L. Beria;
• april 1946- KB-11 skapades, som började utveckla prover av sovjetiska kärnvapen i två versioner (med plutonium och uran);
• mitten av 1948- Arbetet med uran stoppades på grund av låg effektivitet till höga kostnader;
• augusti 1949– när atombomben uppfanns i Sovjetunionen testades den första sovjetiska atombomben.

Minskningen av utvecklingstiden för produkten underlättades av det högkvalitativa arbetet från underrättelsetjänster som lyckades få information om amerikanska kärnkraftsutveckling. Bland dem som först skapade atombomben i Sovjetunionen var ett team av vetenskapsmän ledda av akademikern A. Sacharov. De utvecklades mer lovande tekniska lösningarän de som används av amerikanerna.

Atombomb "RDS-1"

Under 2015-2017 gjorde Ryssland ett genombrott för att förbättra kärnvapen och deras leveransmedel, och förklarade därigenom en stat som är kapabel att slå tillbaka all aggression.

Första atombombtesterna

Efter att ha testat en experimentell kärnvapenbomb i delstaten New Mexico sommaren 1945, följde bombningen av de japanska städerna Hiroshima och Nagasaki den 6 respektive 9 augusti.

i år avslutade utvecklingen av atombomben

1949, under förhållanden av ökad sekretess, slutförde de sovjetiska designers av KB - 11 och forskare utvecklingen av en atombomb, som kallades RDS-1 (jetmotor "C"). Den 29 augusti testades den första sovjetiska kärnkraftsanordningen på testplatsen i Semipalatinsk. Rysslands atombomb - RDS-1 var en produkt av en "droppformad" form, som vägde 4,6 ton, med en volymdeldiameter på 1,5 m och en längd på 3,7 meter.

Den aktiva delen inkluderade ett plutoniumblock, vilket gjorde det möjligt att uppnå en explosionskraft på 20,0 kiloton, motsvarande TNT. Testplatsen täckte en radie på tjugo kilometer. Funktioner av testdetonationsförhållandena har inte offentliggjorts hittills.

Den 3 september samma år etablerade amerikansk flygunderrättelsetjänst närvaro i luftmassor Kamchatka spår av isotoper, vilket indikerar testning av en kärnladdning. Den tjugotredje tillkännagav den första personen i USA offentligt att Sovjetunionen hade lyckats testa atombomben.

Sovjetunionen motbevisade amerikanernas uttalanden med ett TASS-meddelande, som talade om storskalig konstruktion på Sovjetunionens territorium och stora konstruktionsvolymer, inklusive explosiva, arbete, som väckte uppmärksamhet från utlänningar. Det officiella uttalandet att Sovjetunionen hade atomvapen gjordes först 1950. Därför avtar tvister fortfarande inte i världen, vem som först uppfann atombomben.

Det lockade experter från många länder. Forskare och ingenjörer från USA, Sovjetunionen, England, Tyskland och Japan arbetade med denna utveckling. Särskilt aktivt arbete utfördes på detta område av amerikanerna, som hade den bästa tekniska basen och råvarorna, och som också lyckades attrahera de starkaste intellektuella resurserna vid den tiden till forskning.

USA:s regering har satt en uppgift för fysiker - att skapa en ny typ av vapen på kortast möjliga tid som skulle kunna levereras till den mest avlägsna punkten på planeten.

Los Alamos, som ligger i den öde öknen i New Mexico, blev centrum för amerikansk kärnforskning. Många vetenskapsmän, designers, ingenjörer och militären arbetade med det topphemliga militära projektet, och den erfarne teoretiske fysikern Robert Oppenheimer, som oftast kallas atomvapnens "fader", var ansvarig för allt arbete. Under hans ledning utvecklade de bästa specialisterna från hela världen den kontrollerade tekniken utan att avbryta sökprocessen på en minut.

Till hösten 1944, åtgärder för att skapa det första kärnkraftverket i historien i generella termer kom till ett slut. Vid denna tidpunkt hade ett speciellt flygregemente redan bildats i USA, som var tvungen att utföra uppgifterna att leverera dödligt vapen till de platser för dess tillämpning. Regementets piloter passerade Special träning gör träningsflygningar på olika höjder och under förhållanden nära strid.

Första atombombningarna

I mitten av 1945 lyckades amerikanska designers sätta ihop två kärntekniska anordningar redo för användning. De första föremålen att slå ut valdes också. På den tiden var Japan USA:s strategiska motståndare.

Den amerikanska ledningen beslutade att leverera de första atomanfallen mot två japanska städer för att skrämma inte bara Japan utan även andra länder, inklusive Sovjetunionen, genom denna aktion.

Den 6 och 9 augusti 1945 släppte amerikanska bombplan de första atombomberna någonsin på de intet ont anande invånarna i japanska städer, som var Hiroshima och Nagasaki. Som ett resultat dog mer än hundra tusen människor av termisk strålning och chockvågor. Sådana var konsekvenserna av användningen av aldrig tidigare skådade vapen. Världen har gått in i en ny fas av sin utveckling.

Men USA:s monopol på militär användning atomen var inte för lång. Sovjetunionen sökte också hårt efter sätt att omsätta principerna bakom kärnvapen i praktiken. Igor Kurchatov ledde arbetet för ett team av sovjetiska forskare och uppfinnare. I augusti 1949 genomfördes framgångsrikt tester av den sovjetiska atombomben, som fick arbetsnamnet RDS-1. Den bräckliga militära balansen i världen återställdes.

Forntida indiska och antika grekiska forskare antog att materia består av de minsta odelbara partiklarna, de skrev om detta i sina avhandlingar långt innan vår tideräkning började. På 500-talet före Kristus e. den grekiske vetenskapsmannen Leucippus från Miletos och hans elev Demokritos formulerade begreppet en atom (grekiska atomos "odelbar"). Under många århundraden förblev denna teori ganska filosofisk, och först 1803 föreslogs den av den engelske kemisten John Dalton vetenskaplig teori atom, bekräftad av experiment.

PÅ sent XIX tidigt 1900-tal denna teori utvecklades i Joseph Thomsons skrifter och sedan Ernest Rutherford, kallad kärnfysikens fader. Man fann att atomen, i motsats till dess namn, inte är en odelbar finit partikel, som tidigare sagts. 1911 antog fysiker Rutherford Bohrs "planetära" system, enligt vilket en atom består av en positivt laddad kärna och negativt laddade elektroner som kretsar runt den. Senare fann man att kärnan inte heller är odelbar, den består av positivt laddade protoner och laddningslösa neutroner, som i sin tur består av elementarpartiklar.

Så snart forskarna blev mer eller mindre medvetna om strukturen atomkärnan, försökte de förverkliga alkemisternas gamla dröm, omvandlingen av ett ämne till ett annat. 1934 fick de franska forskarna Frederic och Irene Joliot-Curie, när de bombarderade aluminium med alfapartiklar (heliumatomkärnor), radioaktiva fosforatomer, som i sin tur förvandlades till en stabil kiselisotop av ett tyngre grundämne än aluminium. Idén uppstod att genomföra ett liknande experiment med det tyngsta naturliga grundämnet, uran, upptäckt 1789 av Martin Klaproth. Efter att Henri Becquerel upptäckte radioaktiviteten hos uransalter 1896, var forskare allvarligt intresserade av detta element.

E. Rutherford.

Svamp kärnkraftsexplosion.

1938 genomförde de tyska kemisterna Otto Hahn och Fritz Strassmann ett experiment som liknade Joliot-Curie-experimentet, men med uran istället för aluminium hoppades de få ett nytt supertungt grundämne. Resultatet var dock oväntat: istället för supertunga erhölls lätta element från den mellersta delen av det periodiska systemet. En tid senare föreslog fysikern Lisa Meitner att bombardering av uran med neutroner leder till splittring (klyvning) av dess kärna, vilket resulterar i kärnor av lätta element och ett visst antal fria neutroner.

Ytterligare studier har visat att naturligt uran består av en blandning av tre isotoper, där uran-235 är den minst stabila av dem. Från tid till annan delas kärnorna i dess atomer spontant i delar, denna process åtföljs av frigörandet av två eller tre fria neutroner, som rusar med en hastighet av cirka 10 tusen km. Kärnorna i den vanligaste isotopen-238 fångar i de flesta fall helt enkelt dessa neutroner, mindre ofta omvandlas uran till neptunium och sedan till plutonium-239. När en neutron träffar kärnan av uran-2 3 5 sker dess nya klyvning omedelbart.

Det var uppenbart: om du tar en tillräckligt stor bit rent (berikat) uran-235 kommer kärnklyvningsreaktionen i den att gå som en lavin, denna reaktion kallades en kedjereaktion. Varje kärnklyvning frigör en enorm mängd energi. Det beräknades att med en fullständig klyvning av 1 kg uran-235 frigörs samma mängd värme som vid förbränning av 3 tusen ton kol. Detta kolossala frigörande av energi, som släpptes inom några ögonblick, var tänkt att manifestera sig som en explosion av monstruös kraft, som naturligtvis omedelbart intresserade militäravdelningarna.

Joliot-Curies. 1940-talet

L. Meitner och O. Hahn. 1925

Före andra världskrigets utbrott utförde Tyskland och några andra länder högklassigt arbete med att skapa kärnvapen. I USA startade forskning betecknad som "Manhattan Project" 1941, ett år senare grundades världens största forskningslaboratorium i Los Alamos. Projektet var administrativt underordnat General Groves, vetenskapligt ledarskap utfördes av professorn Robert Oppenheimer vid University of California. I projektet deltog de största myndigheterna inom fysik och kemi, inklusive 13 Nobelpristagare: Enrico Fermi, James Frank, Niels Bohr, Ernest Lawrence m.fl.

Huvuduppgiften var att få fram en tillräcklig mängd uran-235. Man fann att plutonium-2 39 också kunde fungera som laddning för bomben, så arbetet utfördes i två riktningar samtidigt. Ansamlingen av uran-235 skulle utföras genom att separera det från huvuddelen av naturligt uran, och plutonium kunde endast erhållas som ett resultat av en kontrollerad kärnreaktion genom att bestråla uran-238 med neutroner. Anrikning av naturligt uran utfördes vid Westinghouse-företagets anläggningar, och för produktion av plutonium var det nödvändigt att bygga en kärnreaktor.

Det var i reaktorn som processen att bestråla uranstavar med neutroner ägde rum, vilket ledde till att en del av uran-238 skulle förvandlas till plutonium. Källorna till neutroner i detta fall var klyvbara atomer av uran-235, men infångningen av neutroner av uran-238 tillät inte kedjereaktionen att starta. Upptäckten av Enrico Fermi, som upptäckte att neutroner saktade ner till en hastighet av 22 ms, orsakade en kedjereaktion av uran-235, men inte fångades upp av uran-238, hjälpte till att lösa problemet. Som moderator föreslog Fermi ett 40-cm lager av grafit eller tungt vatten, som inkluderar väteisotopen deuterium.

R. Oppenheimer och generallöjtnant L. Groves. 1945

Calutron vid Oak Ridge.

En experimentell reaktor byggdes 1942 under läktaren på Chicago Stadium. Den 2 december ägde den framgångsrika experimentlanseringen rum. Ett år senare byggdes en ny anrikningsanläggning i staden Oak Ridge och en reaktor för industriell produktion av plutonium lanserades, samt en kalutronanordning för elektromagnetisk separation av uranisotoper. Den totala kostnaden för projektet var cirka 2 miljarder dollar. Under tiden, i Los Alamos, pågick arbetet direkt med bombanordningen och metoder för att detonera laddningen.

Den 16 juni 1945, nära staden Alamogordo i delstaten New Mexico, under tester med kodnamnet Trinity ("Trinity"), var världens första kärnkraftsanordning med en plutoniumladdning och en implosiv (med kemiska sprängämnen för detonation) detonationsplan. detonerade. Explosionens kraft motsvarade en explosion på 20 kiloton TNT.

Nästa steg var stridsanvändning kärnvapen mot Japan, som efter Tysklands kapitulation ensam fortsatte kriget mot USA och dess allierade. Den 6 augusti släppte en Enola Gay B-29 bombplan, under kontroll av överste Tibbets, en Little Boy ("baby") bomb på Hiroshima med en uranladdning och en kanon (med anslutningen av två block för att skapa en kritisk massa ) detonationsschema. Bomben hoppades ner i fallskärm och exploderade på 600 m höjd från marken. Den 9 augusti släppte major Sweeney's Box Car-flygplan Fat Man-plutoniumbomben på Nagasaki. Konsekvenserna av explosionerna var fruktansvärda. Båda städerna förstördes nästan helt, mer än 200 tusen människor dog i Hiroshima, cirka 80 tusen i Nagasaki. Senare erkände en av piloterna att de i det ögonblicket såg det mest fruktansvärda som en person kan se. Oförmögen att motstå de nya vapnen kapitulerade den japanska regeringen.

Hiroshima efter atombombningen.

Explosionen av atombomben satte stopp för andra världskriget, men började faktiskt nytt krig"kallt", ackompanjerat av ett ohämmat lopp kärnvapen. Sovjetiska forskare var tvungna att komma ikapp amerikanerna. 1943 skapades ett hemligt "laboratorium nr 2", ledd av den berömda fysikern Igor Vasilyevich Kurchatov. Senare omvandlades laboratoriet till Institutet för Atomenergi. I december 1946 genomfördes den första kedjereaktionen vid den experimentella kärnurangrafitreaktorn F1. Två år senare byggdes den första plutoniumanläggningen med flera industrireaktorer i Sovjetunionen och i augusti 1949 genomfördes en provexplosion av den första sovjetiska atombomben med en plutoniumladdning RDS-1 med en kapacitet på 22 kiloton kl. testplatsen Semipalatinsk.

I november 1952, på Eniwetok-atollen i Stilla havet USA detonerade den första termonukleära laddningen, vars destruktiva kraft uppstod på grund av den energi som frigjordes under kärnfusionen av lätta element till tyngre. Nio månader senare, vid testplatsen i Semipalatinsk, testade sovjetiska forskare den termonukleära RDS-6, eller väte, 400 kilotons bomb som utvecklats av en grupp forskare under ledning av Andrei Dmitrievich Sacharov och Yuli Borisovich Khariton. I oktober 1961 på skärgårdens övningsplats Ny jord Tsar Bomba på 50 megaton, den kraftfullaste vätebomb som någonsin testats, detonerades.

I. V. Kurchatov.

I slutet av 2000-talet hade USA cirka 5 000 och Ryssland 2 800 kärnvapen på utplacerade strategiska bärraketer, samt ett betydande antal taktiska kärnvapen. Denna reserv är tillräckligt för att förstöra hela planeten flera gånger. Bara en termonukleär bomb med genomsnittlig avkastning (cirka 25 megaton) är lika med 1 500 Hiroshima.

I slutet av 1970-talet pågick forskning för att skapa ett neutronvapen, en typ av kärnvapenbomb med låg avkastning. En neutronbomb skiljer sig från en konventionell kärnvapenbomb genom att den på konstgjord väg ökar den del av explosionsenergin som frigörs i form av neutronstrålning. Denna strålning påverkar fiendens arbetskraft, påverkar hans vapen och skapar radioaktiv kontaminering av området, samtidigt som stötvågens och ljusstrålningens påverkan är begränsad. Men inte en enda armé i världen har tagit neutronladdningar i bruk.

Även om användningen av atomenergi har fört världen till randen av förstörelse, har den också en fredlig sida, även om den är extremt farlig när den kommer ur kontroll, detta visades tydligt av olyckorna vid kärnkraftverken i Tjernobyl och Fukushima . Världens första kärnkraftverk med en kapacitet på endast 5 MW lanserades den 27 juni 1954 i byn Obninskoye Kaluga regionen(nuvarande staden Obninsk). Hittills är mer än 400 kärnkraftverk i drift i världen, 10 av dem i Ryssland. De genererar cirka 17 % av världens el, och denna siffra kommer sannolikt bara att öka. För närvarande kan världen inte klara sig utan användning av kärnenergi, men jag vill tro att mänskligheten i framtiden kommer att hitta en säkrare energikälla.

Kontrollpanel för kärnkraftverket i Obninsk.

Tjernobyl efter katastrofen.

Introduktion

Intresset för historien om kärnvapenens uppkomst och betydelse för mänskligheten bestäms av betydelsen av ett antal faktorer, bland vilka kanske den första raden är upptagen av problemen med att säkerställa en maktbalans på världsarenan och relevansen av att bygga ett nukleärt avskräckningssystem. militärt hot för staten. Förekomsten av kärnvapen har alltid ett visst inflytande, direkt eller indirekt, på den socioekonomiska situationen och den politiska maktbalansen i "ägarländerna" av sådana vapen, vilket bland annat avgör forskningsproblemets relevans. vi har valt. Problemet med utvecklingen och relevansen av användningen av kärnvapen för att säkerställa nationell säkerhet staten är ganska relevant i hemkunskap i mer än ett decennium, och detta ämne har ännu inte uttömt sig.

objekt den här studienär ett atomvapen i den moderna världen, ämnet för forskning är historien om skapandet av atombomben och dess tekniska anordning. Det nya med verket ligger i det faktum att problemet med atomvapen täcks ur ett antal områden: kärnfysik, nationell säkerhet, historia, utrikespolitik och intelligens.

Syftet med detta arbete är att studera skapandets historia och atombombens roll (kärnvapen) för att säkerställa fred och ordning på vår planet.

För att uppnå detta mål löstes följande uppgifter i arbetet:

begreppet "atombomb", "kärnvapen" etc. karakteriseras;

förutsättningarna för uppkomsten av atomvapen beaktas;

skälen som fick mänskligheten att skapa atomvapen och använda dem avslöjas.

analyserade strukturen och sammansättningen av atombomben.

Det uppsatta målet och målen avgjorde studiens struktur och logik, som består av en inledning, två avsnitt, en slutsats och en lista över använda källor.

ATOMBOMB: SAMMANSÄTTNING, SLAG KARAKTERISTIKA OCH SKAPELSENS SYFTE

Innan man börjar studera atombombens struktur är det nödvändigt att förstå terminologin i denna fråga. Så i vetenskapliga kretsar finns det speciella termer som återspeglar egenskaperna hos atomvapen. Bland dem lyfter vi fram följande:

Atombomb - det ursprungliga namnet på en kärnvapenbomb för flyg, vars verkan är baserad på en explosiv kärnklyvningskedjereaktion. Med tillkomsten av den så kallade vätebomben, baserad på en termonukleär fusionsreaktion, etablerades en gemensam term för dem - en kärnvapenbomb.

Atombomb - luftbomb med en kärnladdning, har stor destruktiv kraft. De två första kärnvapenbomberna med en TNT-ekvivalent på cirka 20 kt vardera släpptes amerikanskt flyg på de japanska städerna Hiroshima respektive Nagasaki den 6 och 9 augusti 1945 och orsakade enorma offer och förstörelse. Moderna kärnvapenbomber har en TNT-ekvivalent på tiotals till miljoner ton.

Kärn- eller atomvapen är explosiva vapen baserade på användningen av kärnenergi som frigörs under en kedjeklyvningsreaktion av tunga kärnor eller en termonukleär fusionsreaktion av lätta kärnor.

Avser massförstörelsevapen (WMD) tillsammans med biologiska och kemiska vapen.

Kärnvapen - en uppsättning kärnvapen, sätt att leverera dem till målet och kontroller. Avser massförstörelsevapen; har en enorm destruktiv kraft. Av ovanstående anledning investerade USA och Sovjetunionen mycket i utvecklingen av kärnvapen. Beroende på kraften i laddningarna och aktionsomfånget delas kärnvapen in i taktiska, operativa-taktiska och strategiska. Användningen av kärnvapen i krig är förödande för hela mänskligheten.

En kärnvapenexplosion är en process för omedelbar frisättning ett stort antal intranukleär energi i en begränsad volym.

Atomvapenens verkan är baserad på klyvningsreaktionen hos tunga kärnor (uran-235, plutonium-239 och, i vissa fall, uran-233).

Uranium-235 används i kärnvapen eftersom det, till skillnad från den vanligare isotopen uran-238, kan utföra en självuppehållande kärnkedjereaktion.

Plutonium-239 kallas också för "vapenplutonium" pga den är avsedd att skapa kärnvapen och innehållet i 239Pu-isotopen måste vara minst 93,5 %.

För att spegla strukturen och sammansättningen av atombomben, som en prototyp, analyserar vi plutoniumbomben "Fat Man" (Fig. 1) som släpptes den 9 augusti 1945 över den japanska staden Nagasaki.

atom- atombomb explosion

Figur 1 - Atombomb "Fat Man"

Layouten för denna bomb (typisk för enfasam plutoniumammunition) är ungefär följande:

Neutroninitiator - en berylliumkula med en diameter på cirka 2 cm, täckt med ett tunt lager av yttrium-poloniumlegering eller polonium-210 metall - den primära källan till neutroner för en kraftig minskning av den kritiska massan och accelerationen av början av reaktion. Den avfyras i ögonblicket för överföring av stridskärnan till ett superkritiskt tillstånd (under kompression uppstår en blandning av polonium och beryllium med frigörandet av ett stort antal neutroner). För närvarande, förutom denna typ av initiering, är termonukleär initiering (TI) vanligare. Termonukleär initiator (TI). Den är belägen i mitten av laddningen (liknande NI) där en liten mängd termonukleärt material finns, vars centrum värms upp av en konvergerande stötvåg, och i färd med en termonukleär reaktion mot bakgrund av temperaturerna som har uppstått produceras en betydande mängd neutroner, tillräckligt för neutroninitiering av en kedjereaktion (fig. 2).

Plutonium. Använd den renaste plutonium-239 isotopen, men för att öka stabiliteten fysikaliska egenskaper(densitet) och förbättra kompressibiliteten av laddningen plutonium är dopat med en liten mängd gallium.

Ett skal (vanligtvis gjort av uran) som fungerar som neutronreflektor.

Kompressionsmantel av aluminium. Ger större enhetlighet för kompression av en stötvåg, samtidigt som den skyddar de inre delarna av laddningen från direkt kontakt med sprängämnen och heta nedbrytningsprodukter.

Explosiv med ett komplext detonationssystem som säkerställer synkron detonation av allt explosiv. Synkronicitet är nödvändig för att skapa en strikt sfärisk kompressiv (riktad inuti bollen) stötvåg. En icke-sfärisk våg leder till att bollens material kastas ut genom inhomogenitet och omöjligheten att skapa en kritisk massa. Skapandet av ett sådant system för lokalisering av sprängämnen och detonation var en gång en av de svåraste uppgifterna. Ett kombinerat schema (linssystem) av "snabba" och "långsamma" sprängämnen används.

Kropp gjord av duraluminstämplade element - två sfäriska lock och ett bälte anslutet med bultar.

Figur 2 - Funktionsprincipen för plutoniumbomben

Centrum för en kärnvapenexplosion är den punkt där en blixt inträffar eller eldklotets mitt är lokaliserat, och epicentret är projektionen av explosionscentrumet på jorden eller vattenytan.

Kärnvapen är de mest kraftfulla och farlig utsikt massförstörelsevapen, som hotar hela mänskligheten med oöverträffad förstörelse och förstörelse av miljontals människor.

Om en explosion inträffar på marken eller ganska nära dess yta, överförs en del av explosionens energi till jordens yta i form av seismiska vibrationer. Ett fenomen uppstår, som till sina drag liknar en jordbävning. Som ett resultat av en sådan explosion bildas seismiska vågor, som fortplantar sig genom jordens tjocklek över mycket långa avstånd. Den destruktiva effekten av vågen är begränsad till en radie på flera hundra meter.

Som ett resultat, extremt hög temperatur explosion uppstår en stark ljusblixt, vars intensitet är hundratals gånger högre än intensiteten solstrålar faller till jorden. En blixt avger en enorm mängd värme och ljus. Ljusstrålning orsakar spontan förbränning av brandfarliga material och bränner huden på människor inom en radie av många kilometer.

På kärnkraftsexplosion strålning uppstår. Den varar ungefär en minut och har så hög penetreringskraft att det krävs kraftfulla och pålitliga skyddsrum för att skydda mot den på nära avstånd.

En kärnvapenexplosion kan omedelbart förstöra eller oskyddade människor, öppet stående utrustning, strukturer och diverse materiel. Main skadliga faktorer kärnexplosion (PFYaV) är:

stötvåg;

ljusstrålning;

penetrerande strålning;

radioaktiv kontaminering av området;

elektromagnetisk puls (EMP).

Under en kärnvapenexplosion i atmosfären är fördelningen av den frigjorda energin mellan PNF:erna ungefär följande: ca 50 % för stötvågen, 35 % för andelen ljusstrålning, 10 % för radioaktiv kontaminering och 5 % för penetrerande strålning och EMP.

Radioaktiv kontaminering av människor, militär utrustning, terräng och olika föremål under en kärnvapenexplosion orsakas av fissionsfragment av laddningsämnet (Pu-239, U-235) och den oreagerade delen av laddningen som faller ut ur explosionsmolnet. som radioaktiva isotoper som bildas i marken och andra material under påverkan av neutroner - inducerad aktivitet. Med tiden minskar aktiviteten hos fissionsfragment snabbt, särskilt under de första timmarna efter explosionen. Så till exempel kommer den totala aktiviteten av fissionsfragment i explosionen av ett 20 kT kärnvapen att vara flera tusen gånger mindre på en dag än på en minut efter explosionen.