Storia della bomba atomica. Armi nucleari russe: progettazione, principio di funzionamento, primi test

L'americano Robert Oppenheimer e lo scienziato sovietico Igor Kurchatov sono ufficialmente riconosciuti come i padri della bomba atomica. Ma parallelamente si stavano sviluppando armi mortali anche in altri paesi (Italia, Danimarca, Ungheria), quindi la scoperta appartiene di diritto a tutti.

I primi ad affrontare questo problema furono i fisici tedeschi Fritz Strassmann e Otto Hahn, che nel dicembre 1938 furono i primi a dividere artificialmente il nucleo atomico dell'uranio. E sei mesi dopo, nel sito di prova di Kummersdorf, vicino a Berlino, era già in costruzione il primo reattore e veniva acquistato urgentemente minerale di uranio dal Congo.

“Progetto Uranio”: i tedeschi iniziano e perdono

Nel settembre 1939 il “Progetto Uranio” venne classificato. 22 rinomati centri scientifici furono invitati a partecipare al programma e la ricerca fu supervisionata dal Ministro degli Armamenti Albert Speer. La costruzione di un impianto per la separazione degli isotopi e la produzione di uranio per estrarne l'isotopo che supporta la reazione a catena è stata affidata alla società IG Farbenindustry.

Per due anni un gruppo del venerabile scienziato Heisenberg studiò la possibilità di creare un reattore ad acqua pesante. Potrebbe essere isolato un potenziale esplosivo (isotopo dell'uranio-235). minerale di uranio.

Ma per rallentare la reazione è necessario un inibitore: grafite o acqua pesante. La scelta di quest'ultima opzione ha creato un problema insormontabile.

L'unico impianto per la produzione di acqua pesante, che si trovava in Norvegia, fu disattivato dai combattenti della resistenza locale dopo l'occupazione e piccole riserve di preziose materie prime furono esportate in Francia.

La rapida attuazione del programma nucleare è stata ostacolata anche dall'esplosione di un reattore nucleare sperimentale a Lipsia.

Hitler sostenne il progetto sull'uranio finché sperava di ottenere un'arma super potente che potesse influenzare l'esito della guerra da lui iniziata. Dopo che i finanziamenti governativi furono tagliati, i programmi di lavoro continuarono per qualche tempo.

Nel 1944, Heisenberg riuscì a creare piastre di uranio fuso e fu costruito un bunker speciale per l'impianto del reattore di Berlino.

Si prevedeva di completare l'esperimento per ottenere una reazione a catena nel gennaio 1945, ma un mese dopo l'attrezzatura fu trasportata d'urgenza al confine svizzero, dove fu schierata solo un mese dopo. Il reattore nucleare conteneva 664 cubi di uranio del peso di 1525 kg. Era circondato da un riflettore di neutroni di grafite del peso di 10 tonnellate e nel nucleo venivano caricate anche una tonnellata e mezza di acqua pesante.

Il 23 marzo il reattore cominciò finalmente a funzionare, ma la notizia a Berlino era prematura: il reattore non aveva raggiunto il punto critico e la reazione a catena non si era verificata. Ulteriori calcoli hanno mostrato che la massa dell'uranio deve essere aumentata di almeno 750 kg, aggiungendo proporzionalmente la quantità di acqua pesante.

Ma le forniture di materie prime strategiche erano al limite, così come il destino del Terzo Reich. Il 23 aprile gli americani entrarono nel villaggio di Haigerloch, dove furono effettuati i test. I militari hanno smantellato il reattore e lo hanno trasportato negli Stati Uniti.

Le prime bombe atomiche negli USA

Poco dopo, i tedeschi iniziarono a sviluppare la bomba atomica negli Stati Uniti e in Gran Bretagna. Tutto iniziò con una lettera di Albert Einstein e dei suoi coautori, fisici emigranti, inviata nel settembre 1939 al presidente degli Stati Uniti Franklin Roosevelt.

L'appello sottolineava che la Germania nazista era vicina alla creazione di una bomba atomica.

Stalin venne a conoscenza per la prima volta del lavoro sulle armi nucleari (sia alleate che avversarie) da ufficiali dell'intelligence nel 1943. Decisero immediatamente di creare un progetto simile in URSS. Le istruzioni furono impartite non solo agli scienziati, ma anche ai servizi segreti, per i quali ottenere informazioni sui segreti nucleari divenne un compito importante.

Le preziose informazioni sugli sviluppi degli scienziati americani che gli ufficiali dell'intelligence sovietica riuscirono a ottenere fecero avanzare significativamente il paese progetto nucleare. Ha aiutato i nostri scienziati a evitare percorsi di ricerca inefficaci e ad accelerare significativamente i tempi per raggiungere l’obiettivo finale.

Serov Ivan Aleksandrovich - capo dell'operazione di creazione della bomba

Naturalmente il governo sovietico non poteva ignorare i successi dei fisici nucleari tedeschi. Dopo la guerra, un gruppo di fisici sovietici, futuri accademici, furono inviati in Germania con l'uniforme di colonnelli dell'esercito sovietico.

Ivan Serov, il primo vice commissario del popolo per gli affari interni, è stato nominato capo dell'operazione, ciò ha permesso agli scienziati di aprire qualsiasi porta.

Oltre ai colleghi tedeschi, hanno trovato riserve di uranio metallico. Ciò, secondo Kurchatov, ha ridotto i tempi di sviluppo della bomba sovietica di almeno un anno. Più di una tonnellata di uranio e importanti specialisti nucleari furono portati fuori dalla Germania dall'esercito americano.

Non solo chimici e fisici furono inviati in URSS, ma anche qualificati lavoro– meccanici, elettricisti, soffiatori di vetro. Alcuni dipendenti sono stati trovati nei campi di prigionia. In totale, circa 1.000 specialisti tedeschi lavorarono al progetto nucleare sovietico.

Scienziati e laboratori tedeschi sul territorio dell'URSS negli anni del dopoguerra

Da Berlino furono trasportati una centrifuga di uranio e altre attrezzature, nonché documenti e reagenti del laboratorio von Ardenne e dell'Istituto di fisica Kaiser. Nell'ambito del programma sono stati creati i laboratori “A”, “B”, “C”, “D”, guidati da scienziati tedeschi.

Il capo del Laboratorio “A” era il barone Manfred von Ardenne, che sviluppò un metodo per la purificazione tramite diffusione di gas e la separazione degli isotopi di uranio in una centrifuga.

Per la creazione di una tale centrifuga (solo in scala industriale) nel 1947 ricevette il Premio Stalin. A quel tempo, il laboratorio si trovava a Mosca, sul sito del famoso Istituto Kurchatov. Ogni squadra di scienziati tedeschi comprendeva 5-6 specialisti sovietici.

Successivamente, il laboratorio "A" fu portato a Sukhumi, dove sulla base fu creato un istituto fisico e tecnico. Nel 1953, il barone von Ardenne divenne per la seconda volta vincitore del premio Stalin.

Il laboratorio B, che ha condotto esperimenti nel campo della chimica delle radiazioni negli Urali, era diretto da Nikolaus Riehl, una figura chiave nel progetto. Lì, a Snezhinsk, lavorò con lui il talentuoso genetista russo Timofeev-Resovsky, con il quale era amico in Germania. Il riuscito test della bomba atomica ha portato Riehl alla stella di Eroe del lavoro socialista e al Premio Stalin.

La ricerca presso il Laboratorio “B” di Obninsk è stata guidata dal professor Rudolf Pose, un pioniere nel campo test nucleari. La sua squadra è riuscita a creare reattori a neutroni veloci, la prima centrale nucleare nell'URSS e progetti di reattori per sottomarini.

Sulla base del laboratorio fu successivamente creato l'Istituto di Fisica ed Energia intitolato ad A.I. Leypunsky. Fino al 1957, il professore lavorò a Sukhumi, poi a Dubna, presso il Joint Institute of Nuclear Technologies.

Il laboratorio “G”, situato nel sanatorio “Agudzery” di Sukhumi, era diretto da Gustav Hertz. Il nipote del famoso scienziato del XIX secolo divenne famoso dopo una serie di esperimenti che confermarono le idee della meccanica quantistica e la teoria di Niels Bohr.

I risultati del suo lavoro produttivo a Sukhumi furono utilizzati per creare un impianto industriale a Novouralsk, dove nel 1949 fu riempita la prima bomba sovietica RDS-1.

La bomba all'uranio che gli americani sganciarono su Hiroshima era del tipo a cannone. Durante la creazione dell'RDS-1, i fisici nucleari domestici sono stati guidati dal Fat Boy, la "bomba di Nagasaki", realizzata in plutonio secondo il principio implosivo.

Nel 1951, Hertz ricevette il Premio Stalin per il suo fruttuoso lavoro.

Ingegneri e scienziati tedeschi vivevano in case confortevoli; portavano le loro famiglie, mobili, dipinti dalla Germania, ricevevano stipendi dignitosi e cibo speciale. Avevano lo status di prigionieri? Secondo l'accademico A.P. Aleksandrov, un partecipante attivo al progetto, erano tutti prigionieri in tali condizioni.

Dopo aver ricevuto il permesso di tornare in patria, gli specialisti tedeschi firmarono un accordo di riservatezza sulla loro partecipazione al progetto nucleare sovietico per 25 anni. Nella DDR continuarono a lavorare nella loro specialità. Il barone von Ardenne è stato due volte vincitore del Premio nazionale tedesco.

Il professore era a capo dell'Istituto di fisica di Dresda, creato sotto gli auspici del Consiglio scientifico per le applicazioni pacifiche dell'energia atomica. Il consiglio scientifico era diretto da Gustav Hertz, che ricevette il Premio Nazionale della DDR per il suo libro di testo in tre volumi sulla fisica atomica. Qui a Dresda, in Università Tecnica, ha lavorato anche il professor Rudolf Pose.

Partecipazione di specialisti tedeschi al progetto atomico sovietico e risultati ottenuti L'intelligence sovietica, non sminuiscono i meriti degli scienziati sovietici che, con il loro lavoro eroico, hanno creato armi atomiche domestiche. Eppure, senza il contributo di ciascun partecipante al progetto, la creazione dell'industria nucleare e bomba nucleare si estenderebbe all’infinito

Armi nucleari- armi di distruzione di massa ad azione esplosiva, basate sull'uso dell'energia di fissione di nuclei pesanti di alcuni isotopi di uranio e plutonio, o in reazioni termonucleari di sintesi di nuclei leggeri di isotopi di idrogeno di deuterio e trizio in nuclei più pesanti, ad esempio, nuclei degli isotopi dell'elio.

Le testate di missili e siluri, gli aerei e le cariche di profondità, i proiettili di artiglieria e le mine possono essere equipaggiati con cariche nucleari. In base alla loro potenza, le armi nucleari si dividono in ultrapiccole (meno di 1 kt), piccole (1-10 kt), medie (10-100 kt), grandi (100-1000 kt) e super-grandi (più di 1 kt). 1000kt). A seconda dei compiti da risolvere, è possibile utilizzare armi nucleari sotto forma di esplosioni sotterranee, terrestri, aeree, subacquee e superficiali. Le caratteristiche dell'effetto distruttivo delle armi nucleari sulla popolazione sono determinate non solo dalla potenza delle munizioni e dal tipo di esplosione, ma anche dal tipo di ordigno nucleare. A seconda della carica si distinguono: armi atomiche, che si basano sulla reazione di fissione; arma termonucleare- quando si utilizza una reazione di sintesi; oneri combinati; armi a neutroni.

L'unica sostanza fissile presente in natura in quantità apprezzabili è l'isotopo dell'uranio con una massa nucleare di 235 unità di massa atomica (uranio-235). Il contenuto di questo isotopo nell'uranio naturale è solo dello 0,7%. Il resto è uranio-238. Poiché le proprietà chimiche degli isotopi sono esattamente le stesse, la separazione dell'uranio-235 dall'uranio naturale richiede un processo piuttosto complesso di separazione isotopica. Il risultato può essere uranio altamente arricchito contenente circa il 94% di uranio-235, adatto per l'uso nelle armi nucleari.

Le sostanze fissili possono essere prodotte artificialmente, e la meno difficile dal punto di vista pratico è la produzione di plutonio-239, che si forma a seguito della cattura di un neutrone da parte di un nucleo di uranio-238 (e della successiva catena di sostanze radioattive decadimenti dei nuclei intermedi). Un processo simile può essere condotto in un reattore nucleare che funziona con uranio naturale o leggermente arricchito. In futuro, il plutonio potrà essere separato dal combustibile esaurito del reattore nel processo di ritrattamento chimico del combustibile, che è notevolmente più semplice del processo di separazione isotopica effettuato durante la produzione di uranio per armi.

Per creare ordigni esplosivi nucleari, è possibile utilizzare altre sostanze fissili, ad esempio l'uranio-233, ottenuto mediante irradiazione del torio-232 in un reattore nucleare. Tuttavia, solo l’uranio-235 e il plutonio-239 hanno trovato un utilizzo pratico, principalmente a causa della relativa facilità di ottenere questi materiali.

La possibilità di utilizzo pratico dell'energia rilasciata durante la fissione nucleare è dovuta al fatto che la reazione di fissione può avere una natura a catena e autosufficiente. Ogni evento di fissione produce circa due neutroni secondari che, quando catturati dai nuclei del materiale fissile, possono provocarne la fissione, che a sua volta porta alla formazione di ancora più neutroni. Quando si creano condizioni speciali, il numero di neutroni, e quindi gli eventi di fissione, aumenta di generazione in generazione.

Il primo ordigno esplosivo nucleare fu fatto esplodere dagli Stati Uniti il ​​16 luglio 1945 ad Alamogordo, nel Nuovo Messico. Il dispositivo era una bomba al plutonio che utilizzava un'esplosione diretta per creare criticità. La potenza dell'esplosione fu di circa 20 kt. Nell'URSS, il primo ordigno esplosivo nucleare simile a quello americano esplose il 29 agosto 1949.

La storia della creazione di armi nucleari.

All'inizio del 1939, il fisico francese Frédéric Joliot-Curie concluse che era possibile una reazione a catena che avrebbe portato a un'esplosione di mostruosa forza distruttiva e che l'uranio avrebbe potuto diventare una fonte di energia come un normale esplosivo. Questa conclusione è diventata l'impulso per gli sviluppi nella creazione di armi nucleari. L'Europa era alla vigilia della Seconda Guerra Mondiale e il potenziale possesso di armi così potenti dava a qualsiasi proprietario enormi vantaggi. Fisici provenienti da Germania, Inghilterra, Stati Uniti e Giappone hanno lavorato alla creazione di armi atomiche.

Nell'estate del 1945, gli americani riuscirono ad assemblare due bombe atomiche, chiamate "Baby" e "Fat Man". La prima bomba pesava 2.722 kg ed era piena di uranio-235 arricchito.

La bomba "Fat Man" con una carica di plutonio-239 con una potenza di oltre 20 kt aveva una massa di 3175 kg.

Il presidente degli Stati Uniti G. Truman è diventato il primo leader politico a decidere di utilizzare le bombe nucleari. I primi gol per attacchi nucleari Sono state scelte le città giapponesi (Hiroshima, Nagasaki, Kokura, Niigata). Da un punto di vista militare, non era necessario un simile bombardamento delle città giapponesi densamente popolate.

La mattina del 6 agosto 1945 il cielo era limpido e senza nuvole sopra Hiroshima. Come prima, l'avvicinamento di due aerei americani da est (uno di loro si chiamava Enola Gay) ad un'altitudine di 10-13 km non ha causato allarme (poiché apparivano ogni giorno nel cielo di Hiroshima). Uno degli aerei si è tuffato e ha lasciato cadere qualcosa, quindi entrambi gli aerei si sono voltati e sono volati via. L'oggetto caduto scese lentamente con il paracadute ed esplose improvvisamente ad un'altitudine di 600 m dal suolo. Era la Babybomba. Il 9 agosto un'altra bomba fu sganciata sulla città di Nagasaki.

La perdita totale di vite umane e l'entità della distruzione causata da questi bombardamenti sono caratterizzate dalle seguenti cifre: 300mila persone morirono sul colpo a causa della radiazione termica (temperatura di circa 5000 gradi C) e dell'onda d'urto, altre 200mila rimasero ferite, ustionate e colpite dalle radiazioni. malattia. Su una superficie di 12 mq. km, tutti gli edifici furono completamente distrutti. Nella sola Hiroshima, su 90mila edifici, 62mila furono distrutti.

Dopo i bombardamenti atomici americani, il 20 agosto 1945, per ordine di Stalin, fu formato un comitato speciale sull'energia atomica sotto la guida di L. Beria. Il comitato comprendeva eminenti scienziati A.F. Ioffe, P.L. Kapitsa e I.V. Kurcatov. Comunista per convinzione, lo scienziato Klaus Fuchs, un importante impiegato del centro nucleare americano di Los Alamos, fornì un ottimo servizio agli scienziati nucleari sovietici. Durante il periodo 1945-1947, trasmise quattro volte informazioni su questioni pratiche e teoriche sulla creazione di bombe atomiche e all'idrogeno, che ne accelerarono la comparsa nell'URSS.

Nel 1946-1948, nell'URSS fu creata l'industria nucleare. Un sito di prova è stato costruito nell'area di Semipalatinsk. Nell’agosto del 1949 lì venne fatto esplodere il primo ordigno nucleare sovietico. Prima di ciò, il presidente degli Stati Uniti Henry Truman era stato informato che l’Unione Sovietica aveva padroneggiato il segreto delle armi nucleari, ma che non avrebbe creato una bomba nucleare fino al 1953. Questo messaggio ha indotto gli ambienti dominanti degli Stati Uniti a voler iniziare una guerra preventiva il più rapidamente possibile. Fu sviluppato il piano Troyan, che prevedeva l'inizio delle ostilità all'inizio del 1950. A quel tempo gli Stati Uniti avevano 840 bombardieri strategici e oltre 300 bombe atomiche.

Fattori dannosi esplosione nucleare Sono: onda d'urto, radiazione luminosa, radiazione penetrante, contaminazione radioattiva e impulso elettromagnetico.

Onda d'urto. Il principale fattore dannoso di un'esplosione nucleare. Circa il 60% dell'energia di un'esplosione nucleare viene spesa su di essa. È un'area di forte compressione dell'aria, che si diffonde in tutte le direzioni dal luogo dell'esplosione. L'effetto dannoso di un'onda d'urto è caratterizzato dall'entità della sovrappressione. L’eccesso di pressione è la differenza tra la pressione massima sul fronte dell’onda d’urto e la normale pressione atmosferica antistante. Si misura in kilopascal - 1 kPa = 0,01 kgf/cm2.

Con una pressione eccessiva di 20-40 kPa, le persone non protette possono subire lesioni lievi. L'esposizione a un'onda d'urto con una sovrappressione di 40-60 kPa provoca danni moderati. Lesioni gravi si verificano quando la pressione in eccesso supera i 60 kPa e sono caratterizzate da gravi contusioni dell'intero corpo, fratture degli arti e rotture degli organi parenchimali interni. Con una pressione eccessiva superiore a 100 kPa si osservano lesioni estremamente gravi, spesso mortali.

Radiazione luminosa è un flusso di energia radiante, compresi i raggi ultravioletti e infrarossi visibili.

La sua sorgente è una zona luminosa formata dai prodotti caldi dell'esplosione. La radiazione luminosa si diffonde quasi istantaneamente e dura, a seconda della potenza dell'esplosione nucleare, fino a 20 s. La sua forza è tale che, nonostante la sua breve durata, può provocare incendi, ustioni profonde della pelle e danni agli organi della vista nelle persone.

La radiazione luminosa non penetra attraverso i materiali opachi, quindi qualsiasi barriera che possa creare ombra protegge dall'azione diretta della radiazione luminosa e previene le ustioni.

La radiazione luminosa è notevolmente indebolita in presenza di aria polverosa (fumosa), nebbia e pioggia.

Radiazione penetrante.

Questo è un flusso di radiazioni gamma e neutroni. L'impatto dura 10-15 s. L'effetto primario delle radiazioni si realizza in processi fisici, fisico-chimici e chimici con la formazione di radicali liberi chimicamente attivi (H, OH, HO2) con elevate proprietà ossidanti e riducenti. Successivamente si formano vari composti perossidici, che inibiscono l'attività di alcuni enzimi e ne aumentano altri, che svolgono un ruolo importante nei processi di autolisi (autodissoluzione) dei tessuti corporei. La comparsa nel sangue di prodotti di decadimento dei tessuti radiosensibili e il metabolismo patologico quando esposti ad alte dosi di radiazioni ionizzanti è la base per la formazione di tossiemia - avvelenamento del corpo associato alla circolazione delle tossine nel sangue. Di primaria importanza nello sviluppo delle lesioni da radiazioni sono i disturbi nella rigenerazione fisiologica di cellule e tessuti, nonché i cambiamenti nelle funzioni dei sistemi regolatori.

Contaminazione radioattiva della zona

Le sue fonti principali sono i prodotti di fissione nucleare e gli isotopi radioattivi formati a seguito dell'acquisizione di proprietà radioattive da parte degli elementi di cui sono costituite le armi nucleari e di quelli che compongono il suolo. Da loro si forma nube radioattiva. Sorge ad un'altezza di molti chilometri e viene trasportato con masse d'aria per distanze considerevoli. Le particelle radioattive che cadono dalla nuvola al suolo formano una zona di contaminazione radioattiva (traccia), la cui lunghezza può raggiungere diverse centinaia di chilometri. Le sostanze radioattive rappresentano il pericolo maggiore nelle prime ore dopo la deposizione, poiché in questo periodo la loro attività è massima.

Impulso elettromagnetico .

Questo è un campo elettromagnetico a breve termine che si verifica durante l'esplosione di un'arma nucleare a seguito dell'interazione delle radiazioni gamma e dei neutroni emessi durante un'esplosione nucleare con gli atomi dell'ambiente. La conseguenza del suo impatto è il burnout o il guasto dei singoli elementi delle apparecchiature radioelettroniche ed elettriche. Le persone possono subire danni solo se entrano in contatto con i cavi al momento dell'esplosione.

Un tipo di arma nucleare è armi a neutroni e termonucleari.

Le armi ai neutroni sono munizioni termonucleari di piccole dimensioni con una potenza fino a 10 kt, progettate principalmente per distruggere il personale nemico attraverso l'azione delle radiazioni di neutroni. Le armi ai neutroni sono classificate come armi nucleari tattiche.

Il mondo dell'atomo è così fantastico che la sua comprensione richiede una rottura radicale nei consueti concetti di spazio e tempo. Gli atomi sono così piccoli che se una goccia d’acqua potesse essere ingrandita fino alle dimensioni della Terra, ogni atomo in quella goccia sarebbe più piccolo di un’arancia. Infatti, una goccia d'acqua è composta da 6000 miliardi di miliardi (60000000000000000000000) di atomi di idrogeno e ossigeno. Eppure, nonostante le sue dimensioni microscopiche, l'atomo ha una struttura in una certa misura simile alla nostra struttura. sistema solare. Nel suo centro incomprensibilmente piccolo, il cui raggio è inferiore a un trilionesimo di centimetro, c'è un "sole" relativamente enorme: il nucleo di un atomo.

Piccoli “pianeti” – gli elettroni – ruotano attorno a questo “sole” atomico. Il nucleo è costituito dai due principali elementi costitutivi dell'Universo: protoni e neutroni (hanno un nome unificante: nucleoni). Un elettrone e un protone sono particelle cariche e la quantità di carica in ciascuna di esse è esattamente la stessa, ma le cariche differiscono nel segno: il protone è sempre carico positivamente e l'elettrone è carico negativamente. Il neutrone non trasporta carica elettrica e di conseguenza ha una permeabilità molto elevata.

Nella scala atomica delle misurazioni, la massa di un protone e di un neutrone è considerata unità. Il peso atomico di qualsiasi elemento chimico dipende quindi dal numero di protoni e neutroni contenuti nel suo nucleo. Ad esempio, un atomo di idrogeno, il cui nucleo è costituito da un solo protone, ha massa atomica pari a 1. Un atomo di elio, con un nucleo di due protoni e due neutroni, ha una massa atomica pari a 4.

I nuclei degli atomi di uno stesso elemento contengono sempre lo stesso numero di protoni, ma il numero di neutroni può variare. Gli atomi che hanno nuclei con lo stesso numero di protoni, ma differiscono nel numero di neutroni e sono varietà dello stesso elemento sono chiamati isotopi. Per distinguerli tra loro, al simbolo dell'elemento viene assegnato un numero, pari alla somma tutte le particelle nel nucleo di un dato isotopo.

Potrebbe sorgere la domanda: perché il nucleo di un atomo non si disgrega? Dopotutto, i protoni in esso contenuti sono particelle elettricamente cariche con la stessa carica, che devono respingersi a vicenda grande forza. Ciò è spiegato dal fatto che all'interno del nucleo ci sono anche le cosiddette forze intranucleari che attraggono le particelle nucleari tra loro. Queste forze compensano le forze repulsive dei protoni e impediscono la separazione spontanea del nucleo.

Le forze intranucleari sono molto forti, ma agiscono solo a distanze molto ravvicinate. Pertanto, i nuclei degli elementi pesanti, costituiti da centinaia di nucleoni, risultano instabili. Le particelle del nucleo sono in movimento continuo qui (all'interno del volume del nucleo) e se aggiungi loro una quantità aggiuntiva di energia, possono superare le forze interne: il nucleo si dividerà in parti. La quantità di questa energia in eccesso è chiamata energia di eccitazione. Tra gli isotopi degli elementi pesanti ci sono quelli che sembrano sull'orlo dell'auto-disintegrazione. Basta una piccola “spinta”, ad esempio, un semplice neutrone che colpisce il nucleo (e non deve nemmeno accelerare per ad alta velocità) perché avvenga la reazione di fissione nucleare. In seguito si scoprì che alcuni di questi isotopi “fissili” venivano prodotti artificialmente. In natura esiste un solo isotopo di questo tipo: l'uranio-235.

Urano fu scoperto nel 1783 da Klaproth, che lo isolò dal catrame di uranio e gli diede il nome del pianeta Urano recentemente scoperto. Come si è scoperto in seguito, in realtà non si trattava dell'uranio stesso, ma del suo ossido. Si ottenne uranio puro, un metallo bianco-argenteo
solo nel 1842 Peligo. Il nuovo elemento non aveva proprietà notevoli e non attirò l'attenzione fino al 1896, quando Becquerel scoprì il fenomeno della radioattività nei sali di uranio. Successivamente, l'uranio è diventato un oggetto ricerca scientifica ed esperimenti, ma applicazione pratica ancora non ce l'avevo.

Quando nel primo terzo del XX secolo la struttura del nucleo atomico divenne più o meno chiara ai fisici, cercarono innanzitutto di realizzare il sogno di lunga data degli alchimisti: tentarono di trasformarne uno elemento chimico ad un altro. Nel 1934, i ricercatori francesi, i coniugi Frédéric e Irene Joliot-Curie, riferirono all'Accademia francese delle Scienze la seguente esperienza: bombardando piastre di alluminio con particelle alfa (nuclei di un atomo di elio), gli atomi di alluminio si trasformavano in atomi di fosforo, ma non quelli ordinari, ma radioattivi, che a loro volta divennero un isotopo stabile del silicio. Pertanto, un atomo di alluminio, dopo aver aggiunto un protone e due neutroni, si è trasformato in un atomo di silicio più pesante.

Questa esperienza ha suggerito che se si “bombardano” con neutroni i nuclei dell'elemento più pesante esistente in natura - l'uranio - si può ottenere un elemento che non esiste in condizioni naturali. Nel 1938 Chimici tedeschi Otto Hahn e Fritz Strassmann si ripetono schema generale l'esperienza dei coniugi Joliot-Curie, adottando l'uranio al posto dell'alluminio. I risultati dell'esperimento non furono affatto quelli attesi: invece di un nuovo elemento superpesante con un numero di massa maggiore di quello dell'uranio, Hahn e Strassmann ottennero elementi leggeri dalla parte centrale tavola periodica: bario, cripton, bromo e alcuni altri. Gli stessi sperimentatori non sono stati in grado di spiegare il fenomeno osservato. Solo l'anno successivo la fisica Lise Meitner, alla quale Hahn riferì le sue difficoltà, trovò la spiegazione corretta del fenomeno osservato, suggerendo che quando l'uranio viene bombardato da neutroni, il suo nucleo si divide (fissioni). In questo caso si sarebbero dovuti formare nuclei di elementi più leggeri (da cui provengono bario, cripton e altre sostanze), nonché liberati 2-3 neutroni liberi. Ulteriori ricerche hanno permesso di chiarire in dettaglio il quadro di ciò che stava accadendo.

L'uranio naturale è costituito da una miscela di tre isotopi con masse 238, 234 e 235. La quantità principale di uranio è l'isotopo 238, il cui nucleo comprende 92 protoni e 146 neutroni. L'uranio-235 è solo 1/140 dell'uranio naturale (0,7% (ha 92 protoni e 143 neutroni nel nucleo), e l'uranio-234 (92 protoni, 142 neutroni) è solo 1/17500 dell'uranio naturale (0,7% (ha 92 protoni e 143 neutroni nel nucleo) massa totale uranio (0,006%. Il meno stabile di questi isotopi è l'uranio-235.

Di tanto in tanto, i nuclei dei suoi atomi si dividono spontaneamente in parti, a seguito delle quali si formano elementi più leggeri della tavola periodica. Il processo è accompagnato dal rilascio di due o tre neutroni liberi, che corrono a velocità enorme - circa 10mila km/s (sono chiamati neutroni veloci). Questi neutroni possono colpire altri nuclei di uranio, provocando reazioni nucleari. Ogni isotopo si comporta diversamente in questo caso. I nuclei di uranio-238 nella maggior parte dei casi catturano semplicemente questi neutroni senza ulteriori trasformazioni. Ma circa in un caso su cinque, quando un neutrone veloce si scontra con il nucleo dell'isotopo-238, avviene una curiosa reazione nucleare: uno dei neutroni dell'uranio-238 emette un elettrone, trasformandosi in un protone, cioè il L'isotopo dell'uranio si trasforma in un altro
elemento pesante - nettunio-239 (93 protoni + 146 neutroni). Ma il nettunio è instabile: dopo pochi minuti uno dei suoi neutroni emette un elettrone, trasformandosi in un protone, dopo di che l'isotopo del nettunio si trasforma nell'elemento successivo nella tavola periodica: il plutonio-239 (94 protoni + 145 neutroni). Se un neutrone colpisce il nucleo dell'uranio-235 instabile, si verifica immediatamente la fissione: gli atomi si disintegrano con l'emissione di due o tre neutroni. È chiaro che nell'uranio naturale, la maggior parte dei cui atomi appartengono all'isotopo 238, questa reazione non ha conseguenze visibili: tutti i neutroni liberi alla fine verranno assorbiti da questo isotopo.

Ebbene, cosa succederebbe se immaginassimo un pezzo di uranio piuttosto massiccio, costituito interamente da isotopo-235?

Qui il processo andrà diversamente: i neutroni rilasciati durante la fissione di diversi nuclei, a loro volta, colpendo i nuclei vicini, provocano la loro fissione. Di conseguenza, viene rilasciata una nuova porzione di neutroni, che divide i nuclei successivi. A condizioni favorevoli Questa reazione procede come una valanga e viene chiamata reazione a catena. Per avviarlo potrebbero bastare poche particelle bombardanti.

Infatti, supponiamo che l’uranio-235 venga bombardato da soli 100 neutroni. Separeranno 100 nuclei di uranio. In questo caso verranno rilasciati 250 nuovi neutroni di seconda generazione (in media 2,5 per fissione). I neutroni di seconda generazione produrranno 250 fissioni, che rilasceranno 625 neutroni. Nella generazione successiva diventerà 1562, poi 3906, poi 9670, ecc. Il numero di divisioni aumenterà indefinitamente se il processo non viene interrotto.

Tuttavia, in realtà solo una piccola frazione di neutroni raggiunge i nuclei degli atomi. Gli altri, correndo rapidamente tra di loro, vengono portati via nello spazio circostante. Una reazione a catena autosufficiente può verificarsi solo in una matrice sufficientemente ampia di uranio-235, che si dice abbia una massa critica. (Questa massa in condizioni normali è di 50 kg.) È importante notare che la fissione di ciascun nucleo è accompagnata dal rilascio di un'enorme quantità di energia, che risulta essere circa 300 milioni di volte superiore all'energia spesa per la fissione. ! (Si stima che la fissione completa di 1 kg di uranio-235 rilasci la stessa quantità di calore della combustione di 3mila tonnellate di carbone.)

Questa colossale esplosione di energia, rilasciata in pochi istanti, si manifesta come un'esplosione di forza mostruosa ed è alla base dell'azione delle armi nucleari. Ma affinché quest'arma diventi realtà, è necessario che la carica non sia costituita da uranio naturale, ma da un isotopo raro - 235 (tale uranio è chiamato arricchito). Successivamente si scoprì che anche il plutonio puro è un materiale fissile e potrebbe essere utilizzato in una carica atomica al posto dell'uranio-235.

Tutto questo scoperte importanti furono realizzati alla vigilia della seconda guerra mondiale. Ben presto iniziarono i lavori segreti sulla creazione di una bomba atomica in Germania e in altri paesi. Negli Stati Uniti, questo problema fu affrontato nel 1941. All'intero complesso delle opere venne dato il nome di “Progetto Manhattan”.

La guida amministrativa del progetto è stata affidata al generale Groves e la guida scientifica è stata affidata al professore dell'Università della California Robert Oppenheimer. Entrambi erano ben consapevoli dell'enorme complessità del compito che dovevano affrontare. Pertanto, la prima preoccupazione di Oppenheimer era quella di reclutare un team scientifico altamente intelligente. Negli USA a quel tempo c'erano molti fisici emigrati dalla Germania nazista. Non è stato facile convincerli a creare armi dirette contro la loro ex patria. Oppenheimer parlava personalmente a tutti, usando tutta la forza del suo fascino. Ben presto riuscì a riunire un piccolo gruppo di teorici, che chiamò scherzosamente “luminari”. E infatti comprendeva i più grandi specialisti dell'epoca nel campo della fisica e della chimica. (Tra loro ci sono 13 vincitori Premio Nobel, compresi Bohr, Fermi, Frank, Chadwick, Lawrence.) Oltre a loro, c'erano molti altri specialisti di vari profili.

Il governo degli Stati Uniti non ha lesinato sulle spese e fin dall'inizio il lavoro ha assunto dimensioni importanti. Nel 1942, a Los Alamos, fu fondato il più grande laboratorio di ricerca del mondo. La popolazione di questa città scientifica raggiunse presto le 9mila persone. Secondo la composizione degli scienziati, ambito esperimenti scientifici, il numero di specialisti e lavoratori coinvolti nel lavoro, il laboratorio di Los Alamos non ha avuto eguali nella storia del mondo. Il Progetto Manhattan aveva la propria polizia, il controspionaggio, un sistema di comunicazione, magazzini, villaggi, fabbriche, laboratori e un budget colossale.

L'obiettivo principale del progetto era ottenere abbastanza materiale fissile da cui poter creare diverse bombe atomiche. Oltre all'uranio-235, la carica per la bomba, come già accennato, potrebbe essere l'elemento artificiale plutonio-239, cioè la bomba potrebbe essere uranio o plutonio.

Groves e Oppenheimer concordarono sul fatto che il lavoro dovesse essere svolto contemporaneamente in due direzioni, poiché era impossibile decidere in anticipo quale di esse sarebbe stata più promettente. Entrambi i metodi erano fondamentalmente diversi l'uno dall'altro: l'accumulo di uranio-235 doveva essere effettuato separandolo dalla maggior parte dell'uranio naturale, e il plutonio poteva essere ottenuto solo come risultato di un processo controllato reazione nucleare durante l'irradiazione neutronica dell'uranio-238. Entrambi i percorsi sembravano insolitamente difficili e non promettevano soluzioni facili.

Come si possono infatti separare due isotopi che differiscono solo leggermente nel peso e che si comportano chimicamente esattamente allo stesso modo? Né la scienza né la tecnologia hanno mai affrontato un problema del genere. Anche la produzione del plutonio sembrava inizialmente molto problematica. Prima di ciò, l’intera esperienza delle trasformazioni nucleari era ridotta a pochi esperimenti di laboratorio. Ora era necessario padroneggiare la produzione di chilogrammi di plutonio su scala industriale, sviluppare e creare un'installazione speciale per questo - reattore nucleare e imparare a controllare il corso di una reazione nucleare.

Sia qui che qui è stato necessario risolvere tutta una serie di problemi complessi. Pertanto, il Progetto Manhattan consisteva in diversi sottoprogetti, guidati da eminenti scienziati. Lo stesso Oppenheimer era a capo del Laboratorio Scientifico di Los Alamos. Lawrence era responsabile del Laboratorio di Radiazioni dell'Università della California. Fermi condusse una ricerca presso l'Università di Chicago per creare un reattore nucleare.

All'inizio il problema più importante era la produzione dell'uranio. Prima della guerra questo metallo non aveva praticamente alcuna utilità. Ora che ce n’era bisogno immediato in grandi quantità, si scoprì che non esisteva un metodo industriale per produrlo.

L'azienda Westinghouse iniziò il suo sviluppo e raggiunse rapidamente il successo. Dopo aver purificato la resina di uranio (l'uranio si trova in natura in questa forma) e ottenuto l'ossido di uranio, questo è stato convertito in tetrafluoruro (UF4), dal quale l'uranio metallico è stato separato mediante elettrolisi. Se alla fine del 1941 gli scienziati americani avevano a loro disposizione solo pochi grammi di uranio metallico, già nel novembre 1942 la sua produzione industriale negli stabilimenti di Westinghouse raggiunse le 6.000 libbre al mese.

Allo stesso tempo, erano in corso i lavori per creare un reattore nucleare. Il processo di produzione del plutonio in realtà si riduceva all'irradiazione di barre di uranio con neutroni, a seguito dei quali parte dell'uranio-238 si trasformerebbe in plutonio. Le fonti di neutroni in questo caso potrebbero essere atomi fissili di uranio-235, sparsi in quantità sufficiente tra gli atomi di uranio-238. Ma per mantenere la produzione costante di neutroni, dovette iniziare una reazione a catena di fissione degli atomi di uranio-235. Intanto, come già accennato, per ogni atomo di uranio-235 c'erano 140 atomi di uranio-238. È chiaro che i neutroni che si diffondono in tutte le direzioni avevano una probabilità molto più alta di incontrarli nel loro cammino. Cioè, un numero enorme di neutroni rilasciati si è rivelato assorbito dall'isotopo principale senza alcun beneficio. Ovviamente in tali condizioni non potrebbe aver luogo una reazione a catena. Come può essere?

All'inizio sembrava che senza la separazione di due isotopi il funzionamento del reattore fosse generalmente impossibile, ma presto fu stabilita una circostanza importante: si scoprì che l'uranio-235 e l'uranio-238 erano suscettibili ai neutroni di energie diverse. Il nucleo di un atomo di uranio-235 può essere diviso da un neutrone di energia relativamente bassa, avente una velocità di circa 22 m/s. Tali neutroni lenti non vengono catturati dai nuclei di uranio-238: per questo devono avere una velocità dell'ordine di centinaia di migliaia di metri al secondo. In altre parole, l'uranio-238 non ha il potere di impedire l'inizio e il progresso di una reazione a catena nell'uranio-235 causata da neutroni rallentati a velocità estremamente basse - non più di 22 m/s. Questo fenomeno fu scoperto dal fisico italiano Fermi, che visse negli Stati Uniti dal 1938 e qui condusse i lavori per creare il primo reattore. Fermi decise di utilizzare la grafite come moderatore di neutroni. Secondo i suoi calcoli, i neutroni emessi dall'uranio-235, dopo aver attraversato uno strato di grafite di 40 cm, avrebbero dovuto ridurre la loro velocità a 22 m/s e iniziare una reazione a catena autosufficiente nell'uranio-235.

Un altro moderatore potrebbe essere la cosiddetta acqua “pesante”. Poiché gli atomi di idrogeno in esso contenuti sono molto simili per dimensioni e massa ai neutroni, potrebbero rallentarli meglio. (Con i neutroni veloci, accade più o meno la stessa cosa che con le palle: se una pallina ne colpisce una grande, rotola indietro, quasi senza perdere velocità, ma quando incontra una pallina, le trasferisce una parte significativa della sua energia - proprio come un neutrone in una collisione elastica rimbalza su un nucleo pesante, rallentando solo leggermente, e quando si scontra con i nuclei degli atomi di idrogeno perde molto rapidamente tutta la sua energia.) Tuttavia, acqua semplice non adatto alla moderazione poiché il suo idrogeno tende ad assorbire i neutroni. Ecco perché a questo scopo dovrebbe essere utilizzato il deuterio, che fa parte dell'acqua “pesante”.

All'inizio del 1942, sotto la guida di Fermi, iniziò la costruzione del primo reattore nucleare della storia nell'area del campo da tennis sotto le tribune ovest del Chicago Stadium. Gli scienziati hanno svolto tutto il lavoro da soli. La reazione può essere controllata nell'unico modo: regolando il numero di neutroni che partecipano alla reazione a catena. Fermi intendeva raggiungere questo obiettivo utilizzando barre costituite da sostanze come boro e cadmio, che assorbono fortemente i neutroni. Il moderatore erano mattoni di grafite, dai quali i fisici costruirono colonne alte 3 me larghe 1,2 m. Tra di loro furono installati blocchi rettangolari con ossido di uranio. L'intera struttura ha richiesto circa 46 tonnellate di ossido di uranio e 385 tonnellate di grafite. Per rallentare la reazione, nel reattore furono introdotte barre di cadmio e boro.

Se ciò non bastasse, per assicurazione, due scienziati stavano su una piattaforma situata sopra il reattore con secchi pieni di una soluzione di sali di cadmio: avrebbero dovuto versarli sul reattore se la reazione fosse andata fuori controllo. Fortunatamente, ciò non è stato necessario. Il 2 dicembre 1942 Fermi ordinò di estendere tutte le barre di controllo e l'esperimento ebbe inizio. Dopo quattro minuti, i contatori di neutroni iniziarono a suonare sempre più forte. Con ogni minuto l'intensità del flusso di neutroni diventava maggiore. Ciò indicava che nel reattore era in corso una reazione a catena. È durato 28 minuti. Quindi Fermi diede il segnale e le aste abbassate fermarono il processo. Così, per la prima volta, l'uomo liberò l'energia del nucleo atomico e dimostrò di poterlo controllare a suo piacimento. Adesso non c’erano più dubbi sul fatto che le armi nucleari fossero una realtà.

Nel 1943 il reattore Fermi fu smantellato e trasportato al Laboratorio Nazionale Aragonese (a 50 km da Chicago). È stato qui presto
Fu costruito un altro reattore nucleare in cui l'acqua pesante veniva utilizzata come moderatore. Consisteva in un serbatoio cilindrico di alluminio contenente 6,5 tonnellate di acqua pesante, nel quale erano immerse verticalmente 120 barre di uranio metallico, racchiuse in un guscio di alluminio. Le sette aste di controllo erano realizzate in cadmio. Intorno al serbatoio c'era un riflettore di grafite, poi uno schermo fatto di leghe di piombo e cadmio. L'intera struttura era racchiusa in un guscio di cemento con uno spessore di parete di circa 2,5 m.

Gli esperimenti su questi reattori pilota hanno confermato la possibilità della produzione industriale di plutonio.

Il centro principale del Progetto Manhattan divenne presto la città di Oak Ridge nella valle del fiume Tennessee, la cui popolazione crebbe fino a 79mila persone in pochi mesi. Qui venne costruito in breve tempo il primo impianto di produzione di uranio arricchito della storia. Nel 1943 qui venne lanciato un reattore industriale per la produzione di plutonio. Nel febbraio 1944 ne venivano estratti quotidianamente circa 300 kg di uranio, dalla cui superficie si otteneva il plutonio mediante separazione chimica. (Per fare ciò, il plutonio veniva prima sciolto e poi precipitato.) L'uranio purificato veniva quindi riportato al reattore. Nello stesso anno iniziò la costruzione dell'enorme stabilimento di Hanford nel deserto arido e tetro sulla riva sud del fiume Columbia. Erano tre potenti reattore nucleare, che forniva diverse centinaia di grammi di plutonio al giorno.

Parallelo in pieno svolgimento Era in corso la ricerca per sviluppare un processo industriale per l'arricchimento dell'uranio.

Avendo considerato diverse opzioni, Groves e Oppenheimer decisero di concentrare i loro sforzi su due metodi: diffusione gassosa ed elettromagnetico.

Il metodo della diffusione del gas si basava su un principio noto come legge di Graham (fu formulata per la prima volta nel 1829 dal chimico scozzese Thomas Graham e sviluppata nel 1896 dal fisico inglese Reilly). Secondo questa legge, se due gas, di cui uno più leggero dell'altro, vengono fatti passare attraverso un filtro con fori trascurabilmente piccoli, la quantità di gas leggero che passerà attraverso di esso sarà leggermente superiore a quella di gas pesante. Nel novembre 1942, Urey e Dunning della Columbia University crearono un metodo di diffusione gassosa per separare gli isotopi dell'uranio basato sul metodo Reilly.

Poiché l'uranio naturale è un solido, è stato prima convertito in fluoruro di uranio (UF6). Questo gas veniva poi fatto passare attraverso fori microscopici, dell'ordine di millesimi di millimetro, nella partizione del filtro.

Poiché la differenza nei pesi molari dei gas era molto piccola, dietro la partizione il contenuto di uranio-235 è aumentato solo di 1,0002 volte.

Per aumentare ulteriormente la quantità di uranio-235, la miscela risultante viene nuovamente fatta passare attraverso un divisorio e la quantità di uranio viene nuovamente aumentata di 1,0002 volte. Pertanto, per aumentare il contenuto di uranio-235 al 99%, è stato necessario far passare il gas attraverso 4000 filtri. Ciò è avvenuto in un enorme impianto di diffusione gassosa a Oak Ridge.

Nel 1940, sotto la guida di Ernest Lawrence, iniziarono le ricerche sulla separazione degli isotopi dell'uranio mediante il metodo elettromagnetico presso l'Università della California. Era necessario trovarlo processi fisici, che consentirebbe di separare gli isotopi sfruttando la differenza delle loro masse. Lawrence tentò di separare gli isotopi utilizzando il principio di uno spettrografo di massa, uno strumento utilizzato per determinare le masse degli atomi.

Il principio del suo funzionamento era il seguente: gli atomi preionizzati venivano accelerati campo elettrico, e poi attraversarono un campo magnetico, in cui descrissero cerchi situati su un piano perpendicolare alla direzione del campo. Poiché i raggi di queste traiettorie erano proporzionali alla massa, gli ioni leggeri finivano su cerchi di raggio minore rispetto a quelli pesanti. Se lungo il percorso degli atomi venissero posizionate delle trappole, in questo modo i diversi isotopi potrebbero essere raccolti separatamente.

Questo era il metodo. In condizioni di laboratorio ha dato buoni risultati. Ma costruire un impianto in cui la separazione isotopica potesse essere effettuata su scala industriale si è rivelato estremamente difficile. Tuttavia, Lawrence alla fine riuscì a superare tutte le difficoltà. Il risultato dei suoi sforzi fu la comparsa del calutron, che fu installato in un gigantesco stabilimento a Oak Ridge.

Questa centrale elettromagnetica fu costruita nel 1943 e si rivelò forse il frutto più costoso del Progetto Manhattan. Il metodo di Lawrence richiedeva un gran numero di dispositivi complessi, non ancora sviluppati, associati ad alta tensione, alto vuoto e forte campi magnetici. L’entità dei costi si è rivelata enorme. Calutron aveva un elettromagnete gigante, la cui lunghezza raggiungeva i 75 me pesava circa 4000 tonnellate.

Per gli avvolgimenti di questo elettromagnete sono state utilizzate diverse migliaia di tonnellate di filo d'argento.

L'intera opera (senza contare il costo di 300 milioni di dollari in argento, che la Tesoreria dello Stato fornì solo temporaneamente) costò 400 milioni di dollari. Il Ministero della Difesa ha pagato 10 milioni solo per l'elettricità consumata dal calutron. Gran parte dell'attrezzatura dello stabilimento di Oak Ridge era superiore in dimensioni e precisione a qualsiasi cosa fosse mai stata sviluppata in questo campo tecnologico.

Ma tutti questi costi non sono stati vani. Dopo aver speso un totale di circa 2 miliardi di dollari, nel 1944 gli scienziati statunitensi crearono una tecnologia unica per l'arricchimento dell'uranio e la produzione di plutonio. Nel frattempo, nel laboratorio di Los Alamos stavano lavorando alla progettazione della bomba vera e propria. Il principio del suo funzionamento era, in termini generali, chiaro da molto tempo: la sostanza fissile (plutonio o uranio-235) doveva essere trasferita in uno stato critico al momento dell'esplosione (affinché avvenga una reazione a catena, il massa della carica deve essere anche sensibilmente maggiore di quella critica) e irradiato con un fascio di neutroni, che comporta l'inizio di una reazione a catena.

Secondo i calcoli, la massa critica della carica ha superato i 50 chilogrammi, ma sono stati in grado di ridurla in modo significativo. In generale, il valore della massa critica è fortemente influenzato da diversi fattori. Quanto maggiore è la superficie della carica, tanto più neutroni vengono emessi inutilmente nello spazio circostante. Una sfera ha la superficie più piccola. Di conseguenza, cariche sferiche con altre pari condizioni hanno la massa critica più piccola. Inoltre, il valore della massa critica dipende dalla purezza e dal tipo dei materiali fissili. È inversamente proporzionale al quadrato della densità di questo materiale, che consente, ad esempio, raddoppiando la densità, di ridurre di quattro volte la massa critica. Il grado di subcriticità richiesto può essere ottenuto, ad esempio, compattando il materiale fissile a causa dell'esplosione di una carica di un esplosivo convenzionale realizzato sotto forma di un guscio sferico che circonda la carica nucleare. La massa critica può essere ridotta anche circondando la carica con uno schermo che rifletta bene i neutroni. Come schermo possono essere utilizzati piombo, berillio, tungsteno, uranio naturale, ferro e molti altri.

Un possibile progetto di una bomba atomica è costituito da due pezzi di uranio che, una volta combinati, formano una massa maggiore di quella critica. Per provocare l'esplosione di una bomba, devi avvicinarli il più rapidamente possibile. Il secondo metodo si basa sull'uso di un'esplosione convergente verso l'interno. In questo caso, un flusso di gas proveniente da un esplosivo convenzionale è stato diretto verso il materiale fissile situato all'interno e lo ha compresso fino a raggiungere una massa critica. Combinare una carica e irradiarla intensamente con neutroni, come già accennato, provoca una reazione a catena, a seguito della quale nel primo secondo la temperatura aumenta fino a 1 milione di gradi. Durante questo periodo, solo il 5% circa della massa critica riuscì a separarsi. Il resto della carica nei primi progetti di bombe evaporava senza
qualsiasi beneficio.

La prima bomba atomica della storia (le venne chiamata Trinity) fu assemblata nell'estate del 1945. E il 16 giugno 1945, la prima esplosione atomica sulla Terra fu effettuata nel sito dei test nucleari nel deserto di Alamogordo (Nuovo Messico). La bomba è stata collocata al centro del sito di prova in cima a una torre d'acciaio alta 30 metri. L'attrezzatura di registrazione è stata posizionata attorno ad esso a grande distanza. C'era un posto di osservazione a 9 km di distanza e un posto di comando a 16 km di distanza. L'esplosione atomica ha fatto un'impressione straordinaria su tutti i testimoni di questo evento. Secondo le descrizioni dei testimoni oculari, sembrava che molti soli si fossero uniti in uno solo e illuminassero contemporaneamente il luogo del test. Poi un'enorme palla di fuoco apparve sulla pianura e una nuvola rotonda di polvere e luce cominciò a sollevarsi lentamente e minacciosamente verso di essa.

Decollando da terra, questa palla di fuoco è salita in pochi secondi ad un'altezza di oltre tre chilometri. Ogni momento aumentava di dimensioni, presto il suo diametro raggiunse 1,5 km e lentamente salì nella stratosfera. Quindi la palla di fuoco lasciò il posto a una colonna di fumo fluttuante, che si estendeva fino a un'altezza di 12 km, assumendo la forma di un fungo gigante. Tutto ciò fu accompagnato da un terribile ruggito, da cui la terra tremò. La potenza della bomba che esplode ha superato tutte le aspettative.

Non appena la situazione delle radiazioni lo ha consentito, diversi carri armati Sherman, rivestiti all'interno con piastre di piombo, si sono precipitati nell'area dell'esplosione. Su uno di essi c'era Fermi, ansioso di vedere i risultati del suo lavoro. Ciò che apparve davanti ai suoi occhi era una terra morta e bruciata, sulla quale tutti gli esseri viventi erano stati distrutti nel raggio di 1,5 km. La sabbia aveva formato una crosta vetrosa e verdastra che ricopriva il terreno. In un enorme cratere giacevano i resti devastati di una torre di sostegno in acciaio. La forza dell'esplosione è stata stimata in 20.000 tonnellate di TNT.

Il passo successivo doveva essere uso in combattimento bombe contro il Giappone, che, dopo la resa della Germania nazista, continuò da solo la guerra con gli Stati Uniti e i suoi alleati. A quel tempo non esistevano veicoli di lancio, quindi il bombardamento dovette essere effettuato da un aereo. I componenti delle due bombe furono trasportati con grande cura dall'incrociatore Indianapolis all'isola di Tinian, dove aveva sede il 509° Gruppo aeronautico combinato. Queste bombe differivano leggermente l'una dall'altra nel tipo di carica e nel design.

La prima bomba - "Baby" - era di grandi dimensioni bomba aerea con una carica atomica di uranio-235 altamente arricchito. La sua lunghezza era di circa 3 m, diametro - 62 cm, peso - 4,1 tonnellate.

La seconda bomba - "Fat Man" - con una carica di plutonio-239 era a forma di uovo con un grande stabilizzatore. La sua lunghezza
era 3,2 m, diametro 1,5 m, peso - 4,5 tonnellate.

Il 6 agosto, il bombardiere B-29 Enola Gay del colonnello Tibbets sganciò "Little Boy" sulla principale città giapponese di Hiroshima. La bomba venne calata con il paracadute ed esplose, come previsto, ad un'altitudine di 600 m da terra.

Le conseguenze dell'esplosione furono terribili. Anche per i piloti stessi, la vista di una città pacifica da loro distrutta in un istante fece un'impressione deprimente. Più tardi, uno di loro ha ammesso di aver visto in quel momento la cosa peggiore che una persona possa vedere.

Per coloro che erano sulla terra, ciò che stava accadendo somigliava al vero inferno. Prima di tutto, un’ondata di caldo ha investito Hiroshima. Il suo effetto durò solo pochi istanti, ma fu così potente che sciolse anche le piastrelle e i cristalli di quarzo nelle lastre di granito, trasformò in carbone i pali del telefono a 4 km di distanza e infine incenerì corpi umani che di loro non restavano che ombre sull'asfalto dei marciapiedi o sui muri delle case. Poi una mostruosa folata di vento esplose da sotto la palla di fuoco e si precipitò sulla città ad una velocità di 800 km/h, distruggendo tutto sul suo cammino. Le case che non potevano resistere al suo furioso assalto crollarono come se fossero state abbattute. Nel cerchio gigante con un diametro di 4 km non è rimasto un solo edificio intatto. Pochi minuti dopo l'esplosione, una pioggia nera radioattiva cadde sulla città: questa umidità si trasformò in vapore condensato negli alti strati dell'atmosfera e cadde a terra sotto forma di grandi gocce miste a polvere radioattiva.

Dopo la pioggia, una nuova folata di vento si è abbattuta sulla città, questa volta soffiando in direzione dell'epicentro. Era più debole del primo, ma comunque abbastanza forte da sradicare gli alberi. Il vento alimentava un fuoco gigantesco in cui bruciava tutto ciò che poteva bruciare. Dei 76mila edifici, 55mila furono completamente distrutti e bruciati. Testimoni di ciò terribile disastro si ricordavano delle torce, da cui cadevano a terra vestiti bruciati insieme a brandelli di pelle, e di folle di persone impazzite, coperte di terribili ustioni, che correvano urlando per le strade. Nell'aria c'era un puzzo soffocante di carne umana bruciata. C'erano persone che giacevano ovunque, morte e morenti. C'erano molti ciechi e sordi e, frugando in tutte le direzioni, non riuscivano a distinguere nulla nel caos che regnava intorno a loro.

Le persone sfortunate, che si trovavano a una distanza massima di 800 m dall'epicentro, sono letteralmente bruciate in una frazione di secondo: le loro viscere sono evaporate e i loro corpi si sono trasformati in grumi di carboni fumanti. Quelli situati a una distanza di 1 km dall'epicentro sono stati colpiti dalla malattia da radiazioni in forma estremamente grave. Nel giro di poche ore iniziarono a vomitare violentemente, la loro temperatura salì a 39-40 gradi e iniziarono ad avvertire mancanza di respiro e sanguinamento. Poi sulla pelle sono apparse ulcere non cicatrizzate, la composizione del sangue è cambiata radicalmente e i capelli sono caduti. Dopo terribili sofferenze, di solito il secondo o il terzo giorno, sopravveniva la morte.

In totale, circa 240mila persone sono morte a causa dell'esplosione e delle malattie da radiazioni. Circa 160mila hanno contratto la malattia da radiazioni in una forma più lieve: la loro morte dolorosa è stata ritardata di diversi mesi o anni. Quando la notizia del disastro si diffuse in tutto il paese, tutto il Giappone fu paralizzato dalla paura. Aumentò ulteriormente dopo che il vagone merci del maggiore Sweeney sganciò una seconda bomba su Nagasaki il 9 agosto. Qui furono uccise e ferite anche diverse centinaia di migliaia di abitanti. Incapace di resistere alle nuove armi, il governo giapponese capitolò: la bomba atomica pose fine alla seconda guerra mondiale.

La guerra è finita. Durò solo sei anni, ma riuscì a cambiare il mondo e le persone quasi al di là del riconoscimento.

La civiltà umana prima del 1939 e la civiltà umana dopo il 1945 sono sorprendentemente diverse l’una dall’altra. Ci sono molte ragioni per questo, ma una delle più importanti è l’emergere delle armi nucleari. Si può dire senza esagerare che l'ombra di Hiroshima grava su tutta la seconda metà del XX secolo. È diventato un profondo incendio morale per molti milioni di persone, sia contemporanei di questa catastrofe che nati decenni dopo. L'uomo moderno non riesce più a pensare al mondo come lo pensava prima del 6 agosto 1945: capisce troppo chiaramente che questo mondo può trasformarsi in nulla in pochi istanti.

L'uomo moderno non può guardare alla guerra come la vedevano i suoi nonni e bisnonni: sa per certo che questa guerra sarà l'ultima e in essa non ci saranno né vincitori né vinti. Le armi nucleari hanno lasciato il segno in tutte le sfere della vita pubblica e la civiltà moderna non può vivere secondo le stesse leggi di sessanta o ottanta anni fa. Nessuno lo ha capito meglio degli stessi creatori della bomba atomica.

"Le persone del nostro pianeta , ha scritto Robert Oppenheimer, deve unirsi. L'orrore e la distruzione seminati dall'ultima guerra ci impongono questo pensiero. Le esplosioni delle bombe atomiche lo hanno dimostrato con tutta crudeltà. Altre persone hanno già detto parole simili in altri momenti, solo su altre armi e su altre guerre. Non hanno avuto successo. Ma chi oggi dice che queste parole sono inutili si lascia ingannare dalle vicissitudini della storia. Non possiamo esserne convinti. I risultati del nostro lavoro non lasciano all’umanità altra scelta se non quella di creare un mondo unito. Un mondo basato sulla legalità e sull’umanità”.

Colui che ha inventato la bomba atomica non poteva nemmeno immaginare a quali tragiche conseguenze potesse portare questa invenzione miracolosa del 20 ° secolo. È stato un viaggio molto lungo prima che gli abitanti delle città giapponesi di Hiroshima e Nagasaki sperimentassero questa superarma.

È stato fatto un inizio

Nell'aprile 1903, gli amici di Paul Langevin si riunirono nel giardino parigino di Francia. Il motivo era la difesa di una tesi da parte di un giovane e talentuoso scienziata Maria Curie. Tra gli ospiti illustri c'era il famoso fisico inglese Sir Ernest Rutherford. Nel bel mezzo del divertimento, le luci furono spente. annunciò a tutti che ci sarebbe stata una sorpresa. Con uno sguardo solenne, Pierre Curie ha portato un tubicino con sali di radio, che brillava di luce verde, provocando straordinaria gioia tra i presenti. Successivamente, gli ospiti hanno discusso animatamente del futuro di questo fenomeno. Tutti concordavano sul fatto che il radio avrebbe risolto il grave problema della penuria energetica. Ciò ha ispirato tutti per nuove ricerche e ulteriori prospettive. Se allora fosse stato detto loro che il lavoro di laboratorio con elementi radioattivi avrebbe gettato le basi per le terribili armi del 20° secolo, non si sa quale sarebbe stata la loro reazione. Fu allora che iniziò la storia della bomba atomica, che uccise centinaia di migliaia di civili giapponesi.

Giocare d'anticipo

Il 17 dicembre 1938 lo scienziato tedesco Otto Gann ottenne prove inconfutabili del decadimento dell'uranio in particelle elementari più piccole. In sostanza, è riuscito a dividere l'atomo. Nel mondo scientifico questo era considerato come nuova pietra miliare nella storia dell'umanità. Otto Gann non condivideva le opinioni politiche del Terzo Reich. Pertanto, nello stesso anno 1938, lo scienziato fu costretto a trasferirsi a Stoccolma, dove, insieme a Friedrich Strassmann, continuò le sue ricerche scientifiche. Temendo che la Germania nazista sarebbe stata la prima a riceverlo arma terribile, scrive una lettera di avvertimento a riguardo. La notizia di un possibile progresso ha allarmato molto il governo americano. Gli americani iniziarono ad agire in modo rapido e deciso.

Chi ha creato la bomba atomica? Progetto americano

Anche prima che il gruppo, molti dei quali erano rifugiati dal regime nazista in Europa, fosse incaricato dello sviluppo di armi nucleari. Vale la pena notare che le ricerche iniziali furono condotte nella Germania nazista. Nel 1940, il governo degli Stati Uniti d’America iniziò a finanziare il proprio programma per lo sviluppo di armi atomiche. Per realizzare il progetto è stata stanziata l'incredibile somma di due miliardi e mezzo di dollari. Per realizzare questo progetto segreto, furono invitati fisici eccezionali del 20 ° secolo, tra cui più di dieci premi Nobel. In totale sono stati coinvolti circa 130mila dipendenti, tra cui non solo il personale militare, ma anche i civili. Il team di sviluppo era guidato dal colonnello Leslie Richard Groves e Robert Oppenheimer divenne il direttore scientifico. È l'uomo che ha inventato la bomba atomica. Nell'area di Manhattan è stato costruito uno speciale edificio di ingegneria segreta, che conosciamo con il nome in codice "Progetto Manhattan". Negli anni successivi, gli scienziati del progetto segreto lavorarono sul problema della fissione nucleare di uranio e plutonio.

L'atomo non pacifico di Igor Kurchatov

Oggi ogni scolaro sarà in grado di rispondere alla domanda su chi ha inventato la bomba atomica in Unione Sovietica. E poi, all'inizio degli anni '30 del secolo scorso, nessuno lo sapeva.

Nel 1932, l'accademico Igor Vasilyevich Kurchatov fu uno dei primi al mondo a iniziare a studiare il nucleo atomico. Riunendo attorno a sé persone che la pensano allo stesso modo, Igor Vasilyevich creò il primo ciclotrone in Europa nel 1937. Nello stesso anno, lui e i suoi affini crearono i primi nuclei artificiali.

Nel 1939, I.V. Kurchatov iniziò a studiare una nuova direzione: fisica nucleare. Dopo diversi successi di laboratorio nello studio di questo fenomeno, lo scienziato riceve a sua disposizione un centro di ricerca segreto, chiamato “Laboratorio n. 2”. Al giorno d'oggi questo oggetto classificato si chiama "Arzamas-16".

L'obiettivo di questo centro era la ricerca seria e la creazione di armi nucleari. Ora diventa ovvio chi ha creato la bomba atomica nell'Unione Sovietica. La sua squadra allora era composta da sole dieci persone.

Ci sarà una bomba atomica

Entro la fine del 1945, Igor Vasilyevich Kurchatov riuscì a mettere insieme un serio team di scienziati che contava più di cento persone. Le migliori menti di varie specializzazioni scientifiche vennero al laboratorio da tutto il paese per creare armi atomiche. Dopo che gli americani sganciarono la bomba atomica su Hiroshima, gli scienziati sovietici si resero conto che era possibile farcela Unione Sovietica. Il "Laboratorio n. 2" riceve dalla leadership del Paese un forte aumento dei finanziamenti e un grande afflusso di personale qualificato. Lavrentiy Pavlovich Beria viene nominato responsabile di un progetto così importante. Gli enormi sforzi degli scienziati sovietici hanno dato i loro frutti.

Sito di test di Semipalatinsk

La bomba atomica nell'URSS fu testata per la prima volta nel sito di test di Semipalatinsk (Kazakistan). Il 29 agosto 1949 un ordigno nucleare con una potenza di 22 kilotoni scosse il suolo kazako. Premio Nobel Il fisico Otto Hanz ha detto: “Questa è una buona notizia. Se la Russia avesse armi atomiche, non ci sarebbe guerra”. Fu questa bomba atomica nell'URSS, codificata come prodotto n. 501, o RDS-1, a eliminare il monopolio statunitense sulle armi nucleari.

Bomba atomica. Anno 1945

La mattina presto del 16 luglio si tenne il primo progetto del Manhattan Project prova di successo ordigno nucleare - una bomba al plutonio - nel sito di test di Alamogordo, New Mexico, USA.

I soldi investiti nel progetto sono stati ben spesi. Il primo nella storia dell'umanità è stato effettuato alle 5:30.

“Abbiamo fatto il lavoro del diavolo”, dirà più tardi colui che ha inventato la bomba atomica negli Stati Uniti, in seguito chiamato “il padre della bomba atomica”.

Il Giappone non capitolerà

Al momento del test finale e riuscito della bomba atomica Truppe sovietiche e gli Alleati furono finalmente sconfitti Germania fascista. Tuttavia, c’è stato uno stato che ha promesso di lottare fino alla fine per il dominio nell’Oceano Pacifico. Da metà aprile a metà luglio 1945, l’esercito giapponese effettuò ripetutamente attacchi aerei contro le forze alleate, causando così grandi perdite Esercito americano. Alla fine di luglio 1945, il militarista governo giapponese respinse la richiesta di resa degli Alleati ai sensi della Dichiarazione di Potsdam. Si affermava, in particolare, che in caso di disobbedienza, l’esercito giapponese avrebbe dovuto affrontare una rapida e completa distruzione.

Il Presidente è d'accordo

Il governo americano mantenne la parola data e iniziò un bombardamento mirato delle postazioni militari giapponesi. Gli attacchi aerei non hanno portato il risultato desiderato e il presidente degli Stati Uniti Harry Truman decide di invadere il territorio giapponese da parte delle truppe americane. Tuttavia, il comando militare dissuade il suo presidente da tale decisione, adducendo il fatto che ciò comporterebbe un'invasione americana gran numero vittime.

Su suggerimento di Henry Lewis Stimson e Dwight David Eisenhower, si decise di utilizzare un modo più efficace per porre fine alla guerra. Un grande sostenitore della bomba atomica, il segretario presidenziale degli Stati Uniti James Francis Byrnes, credeva che il bombardamento dei territori giapponesi avrebbe finalmente posto fine alla guerra e messo gli Stati Uniti in una posizione dominante, il che avrebbe avuto un effetto positivo sull'ulteriore corso degli eventi mondo del dopoguerra. Pertanto, il presidente degli Stati Uniti Harry Truman era convinto che questa fosse l’unica opzione corretta.

Bomba atomica. Hiroshima

Come primo obiettivo è stata scelta la piccola città giapponese di Hiroshima con una popolazione di poco più di 350mila abitanti, situata a cinquecento miglia dalla capitale del Giappone, Tokyo. Dopo che il bombardiere B-29 Enola Gay modificato arrivò alla base navale americana sull'isola di Tinian, a bordo dell'aereo fu installata una bomba atomica. Hiroshima avrebbe dovuto sperimentare gli effetti di 9mila libbre di uranio-235.

Quest'arma mai vista prima era destinata ai civili di una piccola città giapponese. Il comandante dell'attentatore era il colonnello Paul Warfield Tibbetts Jr. La bomba atomica americana portava il cinico nome “Baby”. La mattina del 6 agosto 1945, intorno alle 8:15, la "Little" americana fu lanciata su Hiroshima, in Giappone. Circa 15mila tonnellate di TNT hanno distrutto tutta la vita in un raggio di cinque miglia quadrate. Centoquarantamila residenti della città morirono in pochi secondi. I giapponesi sopravvissuti morirono di una morte dolorosa a causa delle radiazioni.

Furono distrutti dalla bomba atomica americana “Baby”. Tuttavia, la devastazione di Hiroshima non provocò la resa immediata del Giappone, come tutti si aspettavano. Quindi si decise di effettuare un altro bombardamento del territorio giapponese.

Nagasaki. Il cielo è in fiamme

La bomba atomica americana “Fat Man” fu installata a bordo di un aereo B-29 il 9 agosto 1945, ancora lì, nella base navale americana di Tinian. Questa volta il comandante dell'aereo era il maggiore Charles Sweeney. Inizialmente, l'obiettivo strategico era la città di Kokura.

Tuttavia condizioni meteorologiche Non ci hanno permesso di realizzare i nostri piani, grandi nuvole hanno interferito. Charles Sweeney è andato al secondo turno. Alle 11:02, la bomba nucleare americana “Fat Man” travolse Nagasaki. Fu un attacco aereo distruttivo più potente, molte volte più potente del bombardamento di Hiroshima. Nagasaki ha testato un'arma atomica del peso di circa 10mila libbre e 22 kilotoni di TNT.

La posizione geografica della città giapponese ha ridotto l'effetto atteso. Il fatto è che la città si trova in una stretta valle tra le montagne. Pertanto, la distruzione di 2,6 miglia quadrate non ha rivelato il suo pieno potenziale Armi americane. Il test della bomba atomica di Nagasaki è considerato il fallimento del Progetto Manhattan.

Il Giappone si arrese

A mezzogiorno del 15 agosto 1945, l'imperatore Hirohito annunciò la resa del suo paese in un discorso radiofonico al popolo giapponese. Questa notizia si diffuse rapidamente in tutto il mondo. Negli Stati Uniti d'America iniziarono i festeggiamenti per celebrare la vittoria sul Giappone. La gente si è rallegrata.

Il 2 settembre 1945, a bordo della corazzata americana Missouri, ancorata nella baia di Tokyo, fu firmato un accordo formale per porre fine alla guerra. Così finì la guerra più brutale e sanguinosa della storia umana.

Per sei lunghi anni, la comunità mondiale si è mossa verso questa data significativa: dal 1 settembre 1939, quando i primi colpi della Germania nazista furono sparati in Polonia.

Atomo pacifico

In totale, nell'Unione Sovietica furono effettuate 124 esplosioni nucleari. La cosa caratteristica è che tutti sono stati realizzati a beneficio economia nazionale. Solo tre di essi sono stati incidenti che hanno comportato la fuoriuscita di elementi radioattivi. I programmi per l'uso di atomi pacifici furono attuati solo in due paesi: gli Stati Uniti e l'Unione Sovietica. L'energia nucleare pacifica conosce anche un esempio di catastrofe globale, quando un reattore è esploso nella quarta unità della centrale nucleare di Chernobyl.

La questione dei creatori della prima bomba nucleare sovietica è piuttosto controversa e richiede uno studio più dettagliato, ma su chi in realtà padre della bomba atomica sovietica, Ci sono diverse opinioni radicate. La maggior parte dei fisici e degli storici ritiene che il contributo principale alla creazione delle armi nucleari sovietiche sia stato dato da Igor Vasilyevich Kurchatov. Tuttavia, alcuni hanno espresso l'opinione che senza Yuli Borisovich Khariton, il fondatore di Arzamas-16 e creatore della base industriale per ottenere isotopi fissili arricchiti, il primo test di questo tipo di arma nell'Unione Sovietica si sarebbe protratto per diversi anni. più anni.

Consideriamo la sequenza storica del lavoro di ricerca e sviluppo per creare un modello pratico di una bomba atomica, lasciando da parte gli studi teorici sui materiali fissili e le condizioni per il verificarsi di una reazione a catena, senza la quale un'esplosione nucleare è impossibile.

Per la prima volta, una serie di domande per ottenere certificati di copyright per l'invenzione (brevetti) della bomba atomica fu presentata nel 1940 dai dipendenti dell'Istituto di fisica e tecnologia di Kharkov F. Lange, V. Spinel e V. Maslov. Gli autori hanno esaminato i problemi e proposto soluzioni per l'arricchimento dell'uranio e il suo utilizzo come esplosivo. La bomba proposta aveva schema classico detonazione (tipo pistola), che fu successivamente, con alcune modifiche, utilizzata per avviare un'esplosione nucleare nelle bombe nucleari americane a base di uranio.

Il Grande Inizio Guerra Patriottica rallentò la ricerca teorica e sperimentale nel campo della fisica nucleare, e i centri più grandi (Istituto di fisica e tecnologia di Kharkov e Istituto del radio - Leningrado) cessarono le loro attività e furono parzialmente evacuati.

A partire dal settembre 1941, i servizi segreti dell'NKVD e la direzione principale dei servizi segreti dell'Armata Rossa iniziarono a ricevere sempre più informazioni sull'interesse speciale mostrato negli ambienti militari britannici per la creazione di esplosivi a base di isotopi fissili. Nel maggio 1942, la Direzione principale dell'intelligence, dopo aver riassunto i materiali ricevuti, riferì al Comitato di difesa dello Stato (GKO) sullo scopo militare della ricerca nucleare condotta.

Più o meno nello stesso periodo, il tenente tecnico Georgy Nikolaevich Flerov, che nel 1940 fu uno degli scopritori della fissione spontanea dei nuclei di uranio, scrisse personalmente una lettera a I.V. Stalin. Nel suo messaggio, il futuro accademico, uno dei creatori delle armi nucleari sovietiche, richiama l'attenzione sul fatto che le pubblicazioni sui lavori relativi alla fissione del nucleo atomico sono scomparse dalla stampa scientifica di Germania, Gran Bretagna e Stati Uniti. Secondo lo scienziato ciò potrebbe indicare un riorientamento della scienza “pura” verso il campo militare pratico.

Nell'ottobre-novembre 1942, l'intelligence straniera dell'NKVD fece rapporto a L.P. Beria fornisce tutte le informazioni disponibili sul lavoro nel campo della ricerca nucleare, ottenute da ufficiali dell'intelligence illegale in Inghilterra e negli Stati Uniti, sulla base delle quali il commissario del popolo scrive una nota al capo dello stato.

Alla fine di settembre 1942, I.V. Stalin firma una risoluzione del Comitato di Difesa dello Stato sulla ripresa e l'intensificazione del "lavoro sull'uranio" e nel febbraio 1943, dopo aver studiato i materiali presentati da L.P. Beria, viene presa la decisione di trasferire tutta la ricerca sulla creazione di armi nucleari (bombe atomiche) in una “direzione pratica”. La direzione generale e il coordinamento di tutti i tipi di lavoro sono stati affidati al Vice Presidente del Comitato per la Difesa dello Stato V.M. Molotov, la gestione scientifica del progetto è stata affidata a I.V. Kurcatov. La gestione della ricerca dei giacimenti e dell'estrazione del minerale di uranio è stata affidata ad A.P. Zavenyagin, M.G. è stato responsabile della creazione di imprese per l'arricchimento dell'uranio e la produzione di acqua pesante. Pervukhin e il commissario popolare per la metallurgia non ferrosa P.F. Lomako “si fidava” di accumulare 0,5 tonnellate di uranio metallico (arricchito secondo gli standard richiesti) entro il 1944.

A questo punto è stata completata la prima fase (le cui scadenze sono state rispettate), che prevedeva la creazione di una bomba atomica in URSS.

Dopo che gli Stati Uniti sganciarono le bombe atomiche sulle città giapponesi, la leadership dell’URSS constatò in prima persona il ritardo nella ricerca scientifica e lavoro pratico creare armi nucleari dai loro concorrenti. Intensificare e creare una bomba atomica il più rapidamente possibile brevi termini Il 20 agosto 1945 fu emesso un decreto speciale del Comitato per la difesa dello Stato sulla creazione del Comitato speciale n. 1, le cui funzioni includevano l'organizzazione e il coordinamento di tutti i tipi di lavoro sulla creazione di una bomba nucleare. L.P. viene nominato capo di questo organismo di emergenza con poteri illimitati. Beria, la direzione scientifica è affidata a I.V. Kurcatov. Gestione diretta di tutte le attività di ricerca, sviluppo e imprese manifatturiere avrebbe dovuto essere eseguito dal commissario popolare agli armamenti B.L. Vannikov.

A causa del fatto che la ricerca scientifica, teorica e sperimentale è stata completata, sono stati ottenuti dati di intelligence sull'organizzazione della produzione industriale di uranio e plutonio, gli ufficiali dell'intelligence hanno ottenuto schemi per le bombe atomiche americane, la difficoltà maggiore è stata il trasferimento di tutti i tipi di lavoro a una base industriale. Per creare imprese per la produzione di plutonio, fu costruita da zero la città di Chelyabinsk-40 (direttore scientifico I.V. Kurchatov). Nel villaggio di Sarov (futura Arzamas - 16) fu costruito un impianto per l'assemblaggio e la produzione su scala industriale delle bombe atomiche stesse (supervisore scientifico - capo progettista Yu.B. Khariton).

Grazie all'ottimizzazione di tutte le tipologie di lavoro e al severo controllo su di esse da parte di L.P. Beria, che però non è intervenuto sviluppo creativo idee incluse nei progetti, nel luglio 1946 furono sviluppate le specifiche tecniche per la creazione delle prime due bombe atomiche sovietiche:

• "RDS - 1" - una bomba con carica di plutonio, la cui detonazione è stata effettuata utilizzando il tipo a implosione;
• "RDS - 2" - una bomba con la detonazione di un cannone di una carica di uranio.

I.V. è stato nominato direttore scientifico dei lavori sulla creazione di entrambi i tipi di armi nucleari. Kurcatov.

Diritti di paternità

Test della prima bomba atomica creata in URSS, “RDS-1” (l’abbreviazione in diverse fonti sta per “ motore a reazione C" o "La Russia fa da sola") ebbe luogo alla fine di agosto 1949 a Semipalatinsk sotto la guida diretta di Yu.B. Khariton. La potenza della carica nucleare era di 22 kilotoni. Tuttavia, dal punto di vista della moderna legge sul diritto d'autore, è impossibile attribuire la paternità di questo prodotto a nessuno dei cittadini russi (sovietici). In precedenza, durante lo sviluppo del primo modello pratico adatto all’uso militare, il governo dell’URSS e la direzione del Progetto Speciale n. 1 decisero di copiare il più possibile la bomba a implosione domestica con una carica di plutonio dal prototipo americano “Fat Man” sganciato su la città giapponese di Nagasaki. Pertanto, la “paternità” della prima bomba nucleare dell’URSS appartiene molto probabilmente al generale Leslie Groves, leader militare del Progetto Manhattan, e a Robert Oppenheimer, conosciuto in tutto il mondo come il “padre della bomba atomica” e che fornì leadership scientifica sul progetto "Manhattan". La principale differenza tra il modello sovietico e quello americano è l'uso dell'elettronica domestica nel sistema di detonazione e un cambiamento nella forma aerodinamica del corpo della bomba.

Il prodotto RDS-2 può essere considerato la prima bomba atomica “puramente” sovietica. Nonostante il fatto che originariamente fosse stato pianificato di copiare il prototipo americano di uranio "Baby", la bomba atomica sovietica all'uranio "RDS-2" fu creata in una versione di implosione, che all'epoca non aveva analoghi. L.P. ha partecipato alla sua creazione. Beria – direzione generale del progetto, I.V. Kurchatov è il supervisore scientifico di tutti i tipi di lavoro e Yu.B. Khariton è il direttore scientifico e capo progettista responsabile della produzione di un campione pratico di bomba e dei suoi test.

Quando si parla di chi sia il padre della prima bomba atomica sovietica, non si può perdere di vista il fatto che sia l'RDS-1 che l'RDS-2 furono esplose nel sito del test. La prima bomba atomica sganciata da un bombardiere Tu-4 fu il prodotto RDS-3. Il suo design era simile alla bomba a implosione RDS-2, ma aveva una carica combinata uranio-plutonio, che consentiva di aumentare la sua potenza, a parità di dimensioni, a 40 kilotoni. Pertanto, in molte pubblicazioni, l'accademico Igor Kurchatov è considerato il padre "scientifico" della prima bomba atomica effettivamente sganciata da un aereo, poiché il suo collega scientifico, Yuli Khariton, era categoricamente contrario a qualsiasi modifica. La “paternità” è supportata anche dal fatto che nel corso della storia dell’URSS L.P. Beria e I.V. Kurchatov furono gli unici a ricevere nel 1949 il titolo di cittadino onorario dell'URSS - "... per l'attuazione del progetto atomico sovietico, la creazione della bomba atomica".