60 yil oldin - 1949 yil 29 avgustda - e'lon qilingan rentabelligi 20 kt bo'lgan birinchi sovet atom bombasi RDS -1 Semipalatinsk poligonida muvaffaqiyatli sinovdan o'tkazildi. Bu voqea tufayli dunyoda SSSR va AQSh o'rtasida strategik harbiy paritet o'rnatildi. Sovet Ittifoqi uchun halokatli oqibatlarga olib keladigan gipotetik urush uning sovuq yig'ilish holatida amalga oshirildi.
Manxetten loyihasi izidan
Sovet Ittifoqi (haqiqatan ham Germaniya kabi) yadro poygasida etakchi bo'lish uchun barcha asoslarga ega edi. Bu yangi hukumat mafkurasida fan katta rol o'ynagani uchun sodir bo'lmadi. Kommunistik partiya rahbariyati o'lmas mehnat "Materializm va empirio-tanqid" ko'rsatmalariga amal qilib, "jismoniy idealizm" ning gullab-yashnashini tashvish bilan kuzatdi. 1930 -yillarda Stalin og'ir elementlarning izotoplarida ma'lum bir zanjirli reaktsiya yordamida ulkan energiyani chiqarib yuborish mumkin degan fikrni ilgari surgan fiziklarga emas, balki fanda materialistik printsiplarni himoya qilganlarga ishonishga moyil edi.
To'g'ri, sovet fiziklari atom energiyasidan harbiy maqsadda foydalanish imkoniyatlari haqida faqat 1941 yilda gapira boshlashdi. Urushdan oldin Igor Vasilevich Kurchatov laboratoriyasida (1903-1960) uran bo'linishining zanjirli reaktsiyasi muammosi ustida ishlagan, so'ngra Harbiy havo kuchlarida leytenant bo'lib xizmat qilgan, Georgiy Nikolaevich Flerov (1913-1990). "katta xato" va "yadroviy fizika tadqiqotlarida urushdan oldingi pozitsiyalarini ixtiyoriy ravishda topshirgani" uchun afsuslangan Stalinga maktublar. Lekin - behuda.
Faqat 1942 yil sentyabr oyida, razvedka Angliya-Amerika uran komissiyasi faoliyatidan kelib chiqqan Robert Oppenxaymer (1904-1967) boshchiligidagi Amerika Manxetten loyihasining joylashtirilishi to'g'risida xabardor bo'lganda, Stalin "Tashkilot to'g'risida" farmonga imzo chekdi. uran ustida ish. "… U SSSR Fanlar akademiyasiga "atom energiyasidan uranni parchalanishining maqsadga muvofiqligini o'rganish ishlarini qayta boshlash va 1943 yil 1 aprelgacha Davlat Mudofaa Qo'mitasiga uran bombasi yoki uran yoqilg'isi yaratish mumkinligi to'g'risida hisobot topshirishni buyurdi.."
1943 yil aprel oyining o'rtalarida Moskvada, Pokrovskiy-Streshnevoda, mamlakatning eng yirik fiziklarini o'z ichiga olgan 2-sonli laboratoriya tashkil etildi. Kurchatov laboratoriyani boshqargan va "uran ishi" ni umumiy boshqaruvi dastlab Molotovga yuklangan, biroq keyinchalik Beriya uni bu vazifada almashtirgan.
Sovet Ittifoqining resurslari, urushda og'ir yuklanmagan davlatlarning imkoniyatlari bilan solishtirib bo'lmasligini tushunish mumkin. Biroq, bu Los -Alamos va Moskvada amalga oshirilgan rivojlanish ko'lamidagi katta farqning yagona izohi. Manxetten loyihasida AQSh va Evropadan 12 ta Nobel mukofoti sovrindorlari, 15 ming olimlar, muhandislar va texniklar, 45 ming ishchilar, 4 ming stenograflar, yozuvchilar va kotiblar, o'ta maxfiylik rejimini ta'minlagan mingta xavfsizlik xodimlari ishtirok etishdi. 2-laboratoriyada 80 kishi bor, ulardan atigi yigirma beshtasi ilmiy xodimlar edi.
Urush tugagach, ishlar deyarli joyidan chiqmadi: 2 -laboratoriyada, shuningdek 1945 yil boshida ochilgan 3 va 4 -sonli laboratoriyalarda turli reaktorlarda plutoniy olish usullari izlanayotgan edi. ishlash tamoyillari. Ya'ni ular eksperimental va dizayn ishlanmalari bilan emas, balki ilmiy ishlar bilan shug'ullanishgan.
Xirosima va Nagasakidagi atom bombardimonlari SSSR hukumatining ko'zlarini butun mamlakatni xavf ostiga qo'ydi. Va keyin Beriya boshchiligidagi maxsus qo'mita tuzildi, u favqulodda vakolatlar va cheksiz mablag 'oldi. Sekin -asta olib borilayotgan tadqiqot ishlari baquvvat innovatsion pog'ona bilan almashtirildi. 1946 yilda Kurchatov laboratoriyasida ishga tushirilgan uran-grafit reaktori uranni sekin neytron bilan bombardimon qilib, plutoniy-239 ishlab chiqarishni boshladi. Uralsda, xususan Chelyabinsk-40da, qurolga ega bo'lgan uran va plutoniy, shuningdek, bomba yaratish uchun zarur bo'lgan kimyoviy komponentlar ishlab chiqaradigan bir nechta korxonalar tashkil etildi.
Sarovda, Arzamas yaqinida, KB-11 deb nomlangan 2-laboratoriya filiali yaratila boshlandi, unga 1948 yil bahoridan kechiktirmay bomba dizaynini ishlab chiqish va uni sinovdan o'tkazish topshirildi. Va dastlab plutoniy bombasini yasash kerak edi. Bu tanlov 2-sonli laboratoriyada Nagasakiga tashlangan Amerika semiz plutoniy bombasining batafsil diagrammasi bo'lganligi bilan oldindan belgilab qo'yilgan edi, uni Sovet razvedkasiga nemis fizigi Klaus Foks (1911-1988) topshirgan. uning rivojlanishi, kommunistik qarashlarga rioya qilgan. Sovet rahbariyati Qo'shma Shtatlar bilan keskin munosabatlarga shoshildi va kafolatlangan ijobiy natijaga erishmoqchi edi. Shu munosabat bilan, loyihaning ilmiy rahbari Kurchatovning boshqa chorasi yo'q edi.
Uranmi yoki Plutoniymi?
Uran 235U izotopidagi yadroviy zanjirli reaktsiyaning klassik sxemasi - bu bazaning 2 -vaqtli eksponensial funksiyasi. Atomlardan birining yadrosi bilan to'qnashgan neytron uni ikkita bo'lakka ajratadi. Bu ikkita neytronni chiqaradi. Ular, o'z navbatida, ikkita uran yadrosini ajratishdi. Keyingi bosqichda bo'linish ikki baravar ko'p bo'ladi - 4. Keyin - 8. Va hokazo, asta -sekin, yana aytganda, hamma materiya ikki xil bo'laklardan iborat bo'lmaydi, ularning atom massalari taxminan 95/ 140. Natijada ulkan issiqlik energiyasi chiqariladi, uning 90% uchuvchi bo'laklarning kinetik energiyasi bilan ta'minlanadi (har bir bo'lak 167 MeVni tashkil qiladi).
Ammo reaktsiya shu tarzda davom etishi uchun bitta neytron isrof bo'lmasligi kerak. Kichik hajmdagi "yoqilg'ida" yadrolarning bo'linishi jarayonida ajralib chiqqan neytronlar uran yadrolari bilan reaksiyaga kirishga ulgurmay, undan chiqib ketadi. Reaksiyaning yuzaga kelish ehtimoli 235U va 238U dan tashkil topgan "yoqilg'ida" 235U izotopining kontsentratsiyasiga ham bog'liq. 238U bo'linish reaktsiyasida qatnashmaydigan tez neytronlarni o'zlashtiradi. Tabiiy uran tarkibida 0,714% 235U, boyitilgan, qurol darajasi kamida 80% bo'lishi kerak.
Xuddi shunday, o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lsa ham, reaktsiya 239Pu plutoniy izotopida davom etadi
Texnik nuqtai nazardan, uran bombasini yaratish plutoniydan ko'ra osonroq edi. To'g'ri, buning uchun ko'proq uran kerak edi: zanjirli reaktsiya sodir bo'ladigan uran-235 ning kritik massasi 50 kg, plutoniy-239 uchun esa 5,6 kg. Shu bilan birga, uran-238ni reaktorda bombardimon qilib, qurol darajasidagi plutoniyni olish uran-235 izotopini uran rudasidan santrifugalarda ajratishdan kam emas. Bu ikkala vazifani bajarish uchun kamida 200 tonna uran rudasi kerak edi. Va ularning echimi Sovet atom loyihasining barcha xarajatlariga nisbatan moliyaviy va ishlab chiqarish resurslarining maksimal sarmoyasini talab qildi. Inson resurslariga kelsak, Sovet Ittifoqi vaqt o'tishi bilan Qo'shma Shtatlardan ko'p marotaba oshib ketdi: oxir -oqibat, bombani yaratishda 700 ming kishi, asosan, mahbuslar ishtirok etdi.
"Bola" yoki "semiz odam"?
Amerikaliklar Xirosimaga tashlagan va "Kid" deb nomlangan uran bombasi 75 millimetrlik zenit qurolidan kerakli diametrgacha zaryadlangan bochkada yig'ilgan. Umumiy massasi 25,6 kg bo'lgan ketma -ket ulangan oltita uran tsilindr qo'yildi. Raketaning uzunligi 16 sm, diametri 10 sm, bochkaning uchida nishon bor edi - massasi 38, 46 kg bo'lgan ichi bo'sh uran tsilindr. Uning tashqi diametri va uzunligi 16 sm edi. Bomba kuchini oshirish uchun nishon volfram karbididan qilingan neytronli reflektorga o'rnatildi, bu esa uranning zanjir reaksiyasida ishtirok etuvchi to'liqroq "yonishiga" erishish imkonini berdi.
Bomba diametri 60 sm, uzunligi ikki metrdan ortiq va og'irligi 2300 kg bo'lgan. Uning ishlashi kukunli zaryadni yoqish orqali amalga oshirildi, u uran tsilindrlarini ikki metrli bochka bo'ylab 300 m / s tezlikda harakatlantirdi. Shu bilan birga, borning himoya qobiqlari yo'q qilindi. "Yo'l oxirida" raketa nishonga kirdi, ikkita yarmining yig'indisi kritik massadan oshdi va portlash sodir bo'ldi.
1953 yilda SSSR foydasiga atom josuslikda ayblangan Rozenberg turmush o'rtoqlarining ishi bo'yicha sud majlisida paydo bo'lgan atom bombasining rasmlari. Qizig'i shundaki, chizma maxfiy bo'lib, na hakamga, na hakamlar hay'atiga ko'rsatilmagan. Chizma faqat 1966 yilda ochilgan. Foto: Adliya vazirligi. AQSh vakolatxonasi Nyu -York janubiy sud okrugining advokati
"Malysh" dan jangovar foydalanish ishonib topshirilgan harbiylar, agar ehtiyotsizlik bilan ishlatilsa, har qanday zarba sug'urtaning portlashiga olib kelishi mumkinligidan qo'rqishgan. Shuning uchun, porox bombaga faqat samolyot uchganidan keyin yuklangan.
Sovet plutoniy bomba qurilmasi, uning o'lchamlari bundan mustasno, Tu-4 og'ir bombardimonchi portiga o'rnatilgan va atmosfera bosimi ma'lum bir qiymatga yetganda, ishga tushirish moslamasi "to'ldirish" ni takrorladi. boshqa amerikalik bomba - "Semiz odam".
Ikki bo'lak yarim tanqidiy massani bir-biriga yaqinlashtirishning to'p usuli plutoniy uchun mos emas, chunki bu modda neytron fonida ancha yuqori. Qachonki bo'laklarni portlatish moslamasi bilan tezlik bilan birlashtirilsa, zanjirli reaktsiya boshlanishidan oldin kuchli isitish natijasida plutoniyning erishi va bug'lanishi sodir bo'lishi kerak. Va bu muqarrar ravishda strukturaning mexanik buzilishiga va reaksiyaga kirishmagan moddaning atmosferaga chiqarilishiga olib kelishi kerak.
Shuning uchun, Amerika bombasida bo'lgani kabi, Sovet bombasida ham sferik zarba to'lqini bilan plutoniy parchasini dinamik siqish usuli ishlatilgan. To'lqin tezligi 5 km / s ga etadi, buning natijasida moddaning zichligi 2,5 barobar oshadi.
Portlash portlashining eng qiyin qismi - bu to'pni geometriyasiga o'xshash portlovchi linzalar tizimini yaratish, bu energiyani tovuq tuxumining kattaligidagi plutoniy bo'lagining markaziga yo'naltiradi va uni nosimmetrik tarzda siqib chiqaradi. xato bir foizdan kam. Bundan tashqari, mum qo'shilgan TNT va RDX qotishmasidan qilingan har bir bunday linzaning ikki xil bo'lagi bor edi - tez va sekin. 1946 yilda Manxetten loyihasi ishtirokchilaridan biriga Sovet bombasini yaratish istiqbollari haqida so'rashganida, u 10 yildan keyin bo'lmaydi, deb javob berdi. Va faqat ruslar uzoq vaqt davomida ideal portlash simmetriyasi muammosiga qarshi kurashganlari uchun.
Sovet "semiz odam"
Sovet bombasi RDS-1 uzunligi 330 sm, diametri 150 sm va og'irligi 4700 kg edi. Konsentrik tarzda joylashtirilgan sharlar tomchi shaklidagi korpus ichiga klassik X shaklidagi stabilizator bilan joylashtirilgan.
Butun strukturaning markazida berilyum to'pi bo'lgan "neytronli sug'urta" bor edi, uning ichida berilyum qobig'i bilan himoyalangan poloniy-210 neytron manbai bor edi. Zarba to'lqini sigortaga yetganda berilyum va poloniy aralashib ketdi va neytronlar zanjirli reaktsiyani "tutashtirdi" va plutoniyga ajralib chiqdi.
Keyin zichligi pasaygan holatda 10 santimetrlik ikkita yarim sharlar-plutoniy-239 keldi. Bu plutoniyni qayta ishlashni osonlashtirdi va kerakli yakuniy zichlik portlash natijasida paydo bo'ldi. Yarimferalar orasidagi 0,1 mm masofa oltin qatlami bilan to'ldirilgan, bu zarba to'lqinining neytronli sug'urta ichiga erta kirishiga to'sqinlik qilgan.
Neytronli reflektor vazifasini qalinligi 7 sm va og'irligi 120 kg bo'lgan tabiiy uran qatlami bajargan. Neytronlarning ajralib chiqishi bilan bo'linish reaktsiyasi sodir bo'ldi, ular qisman plutoniy parchasiga qaytarildi. Uran-238 bomba quvvatining 20 foizini berdi.
Qalinligi 11,5 sm va og'irligi 120 kg bo'lgan alyuminiydan iborat "itaruvchi" qatlam Teylor to'lqinini susaytirishga mo'ljallangan bo'lib, bu portlash jabhasi ortida bosimning keskin pasayishiga olib keladi.
Tuzilishi qalinligi 47 sm va og'irligi 2500 kg bo'lgan portlovchi qobiq bilan o'ralgan bo'lib, u tizim markaziga yo'naltirilgan portlovchi linzalarning murakkab tizimidan iborat edi. 12 ta linza beshburchak, 20 tasi olti burchakli. Har bir optikasi tez portlovchi va sekin portlovchi moddalarning o'zgaruvchan qismlaridan iborat bo'lib, ular boshqa kimyoviy formulaga ega edi.
Bomba ikkita avtonom portlash tizimiga ega edi - erga urishdan va atmosfera bosimi oldindan belgilangan qiymatga yetganda (balandlikdagi sug'urta).
Beshta RDS-1 bomba ishlab chiqarildi. Ulardan birinchisi Semipalatinsk yaqinidagi poligonda er holatida portlatilgan. Portlash kuchi rasman 20 ktda qayd etilgan, ammo vaqt o'tishi bilan bu juda yuqori baho ekanligi ma'lum bo'ldi. Haqiqiy - yarim saviyada. O'sha paytga kelib, amerikaliklarda 20 ta bunday bomba bor edi va tenglik haqidagi da'volar asossiz edi. Ammo monopoliya buzildi.
Bu bombalarning yana to'rttasi hech qachon havoga ko'tarilmagan. Sovet Ittifoqining original ishlab chiqarishi bo'lgan RDS-3 foydalanishga topshirildi. Bu bomba, kichik o'lchamlari va vazni bilan, 41 kt rentabellikka ega edi. Bu, xususan, deuterium va tritiy termoyadroviy reaktsiyasi bilan plutoniyning bo'linish reaktsiyasining kuchayishi natijasida mumkin bo'ldi.
