Kas izstrādāja atomu ieročus. Ūdeņraža (termonukleārā) bumba: masu iznīcināšanas ieroču pārbaude

Atoma pasaule ir tik fantastiska, ka tās izpratnei ir nepieciešams radikāls pārtraukums ierastajos telpas un laika jēdzienos. Atomi ir tik mazi, ka, ja ūdens pilienu varētu palielināt līdz Zemes izmēram, katrs atoms šajā pilē būtu mazāks par apelsīnu. Faktiski viens ūdens piliens sastāv no 6000 miljardiem miljardu (60000000000000000000000) ūdeņraža un skābekļa atomu. Un tomēr, neskatoties uz tā mikroskopiskajiem izmēriem, atomam ir zināmā mērā līdzīga mūsu struktūrai. saules sistēma. Tā neaptverami mazajā centrā, kura rādiuss ir mazāks par vienu triljono daļu no centimetra, atrodas salīdzinoši milzīga “saule” - atoma kodols.

Sīkas "planētas" - elektroni - riņķo ap šo atomu "sauli". Kodols sastāv no diviem galvenajiem Visuma celtniecības blokiem – protoniem un neitroniem (tiem ir vienojošs nosaukums – nukleoni). Elektrons un protons ir lādētas daļiņas, un lādiņa daudzums katrā no tām ir tieši vienāds, taču lādiņi atšķiras pēc zīmes: protons vienmēr ir pozitīvi uzlādēts, bet elektrons – negatīvi. Neitrons nenes elektriskais lādiņš un rezultātā tam ir ļoti augsta caurlaidība.

Mērījumu atomu skalā protona un neitrona masa tiek uzskatīta par vienotību. Tāpēc jebkura ķīmiskā elementa atomu svars ir atkarīgs no protonu un neitronu skaita, kas atrodas tā kodolā. Piemēram, ūdeņraža atomam, kura kodols sastāv tikai no viena protona, atomu masa ir 1. Hēlija atomam, kura kodols ir divi protoni un divi neitroni, atomu masa ir 4.

Viena un tā paša elementa atomu kodolos vienmēr ir vienāds protonu skaits, bet neitronu skaits var atšķirties. Atomus, kuriem ir kodoli ar vienādu protonu skaitu, bet atšķiras neitronu skaits un ir viena un tā paša elementa šķirnes, sauc par izotopiem. Lai tos atšķirtu vienu no otra, elementa simbolam tiek piešķirts numurs, vienāds ar summu visas daļiņas noteiktā izotopa kodolā.

Var rasties jautājums: kāpēc atoma kodols nesadalās? Galu galā tajā iekļautie protoni ir elektriski lādētas daļiņas ar vienādu lādiņu, kurām vienai otru jāatgrūž ar lielu spēku. Tas izskaidrojams ar to, ka kodola iekšpusē ir arī tā sauktie intranukleārie spēki, kas pievelk kodoldaļiņas viena otrai. Šie spēki kompensē protonu atgrūdošos spēkus un neļauj kodolam spontāni izlidot.

Intranukleārie spēki ir ļoti spēcīgi, bet darbojas tikai ļoti tuvu attālumos. Tāpēc smago elementu kodoli, kas sastāv no simtiem nukleonu, izrādās nestabili. Kodola daļiņas šeit atrodas nepārtrauktā kustībā (kodola tilpuma ietvaros), un, ja tām pievieno kādu papildu enerģijas daudzumu, tās var pārvarēt iekšējos spēkus - kodols sadalīsies daļās. Šīs liekās enerģijas daudzumu sauc par ierosmes enerģiju. Starp smago elementu izotopiem ir tādi, kas, šķiet, atrodas uz pašas pašiznīcināšanās robežas. Pietiek ar nelielu “spiedienu”, piemēram, vienkārši neitronam ietriecoties kodolā (un tam pat nav jāpaātrina līdz liels ātrums), lai notiktu kodola skaldīšanas reakcija. Dažus no šiem “skaldošajiem” izotopiem vēlāk iemācījās ražot mākslīgi. Dabā ir tikai viens šāds izotops - urāns-235.

Urānu 1783. gadā atklāja Klaprots, kurš to izdalīja no urāna darvas un nosauca nesen atklātās planētas Urāns vārdā. Kā izrādījās vēlāk, patiesībā tas nebija pats urāns, bet gan tā oksīds. Tika iegūts tīrs urāns, sudrabaini balts metāls
tikai 1842. gadā Peligo. Jaunajam elementam nebija nekādu ievērojamu īpašību un tas piesaistīja uzmanību tikai 1896. gadā, kad Bekerels atklāja radioaktivitātes fenomenu urāna sāļos. Pēc tam urāns kļuva par objektu zinātniskie pētījumi un eksperimenti, bet praktisks pielietojums joprojām nebija.

Kad 20. gadsimta pirmajā trešdaļā fiziķi vairāk vai mazāk izprata atoma kodola uzbūvi, viņi pirmām kārtām mēģināja piepildīt alķīmiķu seno sapni - mēģināja vienu ķīmisko elementu pārveidot citā. 1934. gadā franču pētnieki, dzīvesbiedri Frederiks un Irēna Žolio-Kirī, Francijas Zinātņu akadēmijai ziņoja par šādu pieredzi: bombardējot alumīnija plāksnes ar alfa daļiņām (hēlija atoma kodoliem), alumīnija atomi pārvērtās par fosfora atomiem, bet ne. parastās, bet radioaktīvās, kas savukārt kļuva par stabilu silīcija izotopu. Tādējādi alumīnija atoms, pievienojot vienu protonu un divus neitronus, pārvērtās par smagāku silīcija atomu.

Šī pieredze liecināja, ka, "bombardējot" ar neitroniem smagākā dabā esošā elementa - urāna - kodolus, var iegūt elementu, kas dabiskos apstākļos neeksistē. 1938. gadā Vācu ķīmiķi Otto Hāns un Frics Strasmans vispārīgi atkārtoja Džolio-Kirī dzīvesbiedru pieredzi, alumīnija vietā izmantojot urānu. Eksperimenta rezultāti nepavisam nebija tādi, kā viņi gaidīja - jauna supersmagā elementa vietā, kura masas skaitlis ir lielāks par urāna masu, Hāns un Štrasmans ieguva vieglus elementus no vidusdaļas. periodiskā tabula: bārijs, kriptons, broms un daži citi. Paši eksperimentētāji novēroto fenomenu nespēja izskaidrot. Tikai nākamajā gadā fiziķe Līze Meitnere, kurai Hāns ziņoja par savām grūtībām, atrada pareizu izskaidrojumu novērotajai parādībai, liekot domāt, ka, bombardējot urānu ar neitroniem, tā kodols sadalās (skaldās). Šajā gadījumā vajadzēja izveidoties vieglāku elementu kodoliem (no kurienes nāca bārijs, kriptons un citas vielas), kā arī jāizdalās 2-3 brīviem neitroniem. Turpmākie pētījumi ļāva detalizēti noskaidrot notiekošā priekšstatu.

Dabiskais urāns sastāv no trīs izotopu maisījuma ar masām 238, 234 un 235. Galvenais urāna daudzums ir izotops-238, kura kodolā ir 92 protoni un 146 neitroni. Urāns-235 ir tikai 1/140 no dabiskā urāna (0,7% (tā kodolā ir 92 protoni un 143 neitroni), un urāns-234 (92 protoni, 142 neitroni) ir tikai 1/17 500 kopējā masa urāns (0,006%. Visnestabilākais no šiem izotopiem ir urāns-235.

Ik pa laikam tās atomu kodoli spontāni sadalās daļās, kā rezultātā veidojas vieglāki periodiskās tabulas elementi. Procesu pavada divu vai trīs brīvu neitronu izdalīšanās, kas steidzas ar milzīgu ātrumu - aptuveni 10 tūkstoši km/s (tos sauc par ātrajiem neitroniem). Šie neitroni var ietriekties citos urāna kodolos, izraisot kodolreakcijas. Katrs izotops šajā gadījumā darbojas atšķirīgi. Urāna-238 kodoli vairumā gadījumu vienkārši uztver šos neitronus bez jebkādām turpmākām transformācijām. Bet aptuveni vienā no pieciem gadījumiem, kad ātrais neitrons saduras ar izotopa-238 kodolu, notiek dīvaina kodolreakcija: viens no urāna-238 neitroniem izstaro elektronu, pārvēršoties par protonu, tas ir, urāna izotops pārvēršas par vairāk
smagais elements - neptūnijs-239 (93 protoni + 146 neitroni). Taču neptūnijs ir nestabils – pēc dažām minūtēm viens no tā neitroniem izstaro elektronu, pārvēršoties par protonu, pēc kā neptūnija izotops pārvēršas par nākamo elementu periodiskajā tabulā – plutoniju-239 (94 protoni + 145 neitroni). Ja neitrons ietriecas nestabilā urāna-235 kodolā, tad nekavējoties notiek skaldīšanās - atomi sadalās, izdalot divus vai trīs neitronus. Ir skaidrs, ka dabiskajā urānā, kura atomu lielākā daļa pieder 238. izotopam, šai reakcijai nav redzamu seku – visi brīvie neitroni galu galā tiks absorbēti šajā izotopā.

Nu, ja mēs iedomājamies diezgan masīvu urāna gabalu, kas pilnībā sastāv no izotopa-235?

Šeit process noritēs citādi: vairāku kodolu skaldīšanas laikā izdalītie neitroni, savukārt, ietriecoties blakus esošajos kodolos, izraisa to skaldīšanu. Rezultātā tiek atbrīvota jauna neitronu daļa, kas sadala nākamos kodolus. Labvēlīgos apstākļos šī reakcija norit kā lavīna, un to sauc par ķēdes reakciju. Lai to sāktu, var pietikt ar dažām bombardējošām daļiņām.

Patiešām, lai urānu-235 bombardē tikai 100 neitroni. Tie atdalīs 100 urāna kodolus. Šajā gadījumā tiks atbrīvoti 250 jauni otrās paaudzes neitroni (vidēji 2,5 vienā skaldīšanās laikā). Otrās paaudzes neitroni radīs 250 skaldīšanas gadījumus, kas atbrīvos 625 neitronus. Nākamajā paaudzē tas kļūs par 1562, tad 3906, tad 9670 utt. Ja process netiks apturēts, nodaļu skaits pieaugs bezgalīgi.

Tomēr patiesībā tikai neliela neitronu daļa sasniedz atomu kodolus. Pārējie, ātri steidzoties starp tiem, tiek aiznesti apkārtējā telpā. Pašpietiekama ķēdes reakcija var notikt tikai pietiekami lielā urāna-235 masīvā, kam ir kritiskā masa. (Šī masa normālos apstākļos ir 50 kg.) Svarīgi atzīmēt, ka katra kodola skaldīšanu pavada milzīga enerģijas daudzuma izdalīšanās, kas izrādās aptuveni 300 miljonus reižu vairāk nekā sadalīšanai iztērētā enerģija. ! (Tiek lēsts, ka pilnīga 1 kg urāna-235 sadalīšanās izdala tādu pašu siltuma daudzumu kā 3 tūkstošu tonnu ogļu sadegšana.)

Šis kolosālais enerģijas uzliesmojums, kas izdalās dažos mirkļos, izpaužas kā zvērīga spēka sprādziens un ir kodolieroču darbības pamatā. Bet, lai šis ierocis kļūtu par realitāti, ir nepieciešams, lai lādiņš sastāvētu nevis no dabiskā urāna, bet gan no reta izotopa - 235 (šādu urānu sauc par bagātinātu). Vēlāk tika atklāts, ka tīrs plutonijs ir arī skaldāms materiāls un to var izmantot atomu lādiņā urāna-235 vietā.

Visas šīs svarīgi atklājumi tika izgatavoti Otrā pasaules kara priekšvakarā. Drīz vien Vācijā un citās valstīs sākās slepens darbs pie atombumbas radīšanas. ASV šī problēma tika risināta 1941. gadā. Visam darbu kompleksam tika dots nosaukums “Manhetenas projekts”.

Projekta administratīvo vadību veica ģenerālis Grovs, bet zinātnisko vadību veica Kalifornijas universitātes profesors Roberts Oppenheimers. Abi labi apzinājās viņu sagaidāmā uzdevuma milzīgo sarežģītību. Tāpēc Oppenheimera pirmā rūpe bija ļoti inteliģentas zinātniskās komandas pieņemšana darbā. ASV tajā laikā bija daudz fiziķu, kas emigrēja no fašistiskā Vācija. Viņus nebija viegli piesaistīt, lai radītu ieročus, kas vērsti pret viņu bijušo dzimteni. Openheimers runāja ar visiem personīgi, izmantojot visu sava šarma spēku. Drīz vien viņam izdevās sapulcināt nelielu teorētiķu grupu, ko viņš jokojot sauca par "gaismeņiem". Patiešām, tajā bija tā laika lielākie speciālisti fizikas un ķīmijas jomā. (Starp tiem ir 13 Nobela prēmijas laureāti, tostarp Bors, Fermi, Frenks, Čedviks, Lorenss.) Bez viņiem bija arī daudzi citi dažāda profila speciālisti.

ASV valdība ar izdevumiem neskopojās, un darbs jau no paša sākuma bija vērienīgs. 1942. gadā Losalamosā tika dibināta pasaulē lielākā pētniecības laboratorija. Šīs zinātniskās pilsētas iedzīvotāju skaits drīz sasniedza 9 tūkstošus cilvēku. Zinātnieku sastāva, zinātnisko eksperimentu apjoma un darbā iesaistīto speciālistu un strādnieku skaita ziņā Losalamos laboratorijai pasaules vēsturē nebija līdzvērtīgu. Manhetenas projektam bija sava policija, pretizlūkošana, sakaru sistēma, noliktavas, ciemati, rūpnīcas, laboratorijas un savs kolosāls budžets.

Projekta galvenais mērķis bija iegūt pietiekami daudz skaldāmā materiāla, no kura varētu izveidot vairākas atombumbas. Papildus urānam-235 bumbas lādiņš, kā jau minēts, varētu būt mākslīgais elements plutonijs-239, tas ir, bumba varētu būt vai nu urāns, vai plutonijs.

Groves un Oppenheimer bija vienisprātis, ka darbs būtu jāveic vienlaikus divos virzienos, jo iepriekš nebija iespējams izlemt, kurš no tiem būs daudzsološāks. Abas metodes būtiski atšķīrās viena no otras: urāna-235 uzkrāšana bija jāveic, atdalot to no lielākās daļas dabiskā urāna, un plutoniju varēja iegūt tikai kontrolētas kodolreakcijas rezultātā, kad urāns-238 tika apstarots. ar neitroniem. Abi ceļi šķita neparasti grūti un nesolīja vieglus risinājumus.

Patiesībā, kā var atdalīt divus izotopus, kas tikai nedaudz atšķiras pēc svara un ķīmiski izturas tieši tāpat? Ne zinātne, ne tehnoloģijas nekad nav saskārušās ar šādu problēmu. Arī plutonija ražošana sākotnēji šķita ļoti problemātiska. Pirms tam visa kodolpārveidojumu pieredze aprobežojās ar dažiem laboratorijas eksperimentiem. Tagad viņiem bija jāapgūst kilogramu plutonija ražošana rūpnieciskā mērogā, jāizstrādā un jāizveido šim nolūkam īpaša iekārta - kodolreaktors, kā arī jāiemācās kontrolēt kodolreakcijas gaitu.

Gan tur, gan šeit bija jāatrisina vesels sarežģītu problēmu komplekss. Tāpēc Manhetenas projekts sastāvēja no vairākiem apakšprojektiem, kurus vadīja ievērojami zinātnieki. Pats Openheimers bija Los Alamos zinātniskās laboratorijas vadītājs. Lorenss vadīja Kalifornijas universitātes Radiācijas laboratoriju. Fermi veica pētījumus Čikāgas Universitātē, lai izveidotu kodolreaktoru.

Sākumā vissvarīgākā problēma bija urāna iegūšana. Pirms kara šim metālam praktiski nebija nekādas nozīmes. Tagad, kad vajadzēja uzreiz milzīgos daudzumos, izrādījās, ka nav rūpnieciskā metode tā ražošana.

Uzņēmums Westinghouse sāka savu attīstību un ātri guva panākumus. Pēc urāna sveķu attīrīšanas (urāns dabā sastopams šādā formā) un urāna oksīda iegūšanas, tie tika pārvērsti tetrafluorīdā (UF4), no kura elektrolīzes ceļā tika atdalīts urāna metāls. Ja 1941. gada beigās amerikāņu zinātnieku rīcībā bija tikai daži grami urāna metāla, tad jau 1942. gada novembrī tā rūpnieciskā ražošana Westinghouse rūpnīcās sasniedza 6000 mārciņu mēnesī.

Tajā pašā laikā notika darbs pie kodolreaktora izveides. Plutonija ražošanas process faktiski beidzās ar urāna stieņu apstarošanu ar neitroniem, kā rezultātā daļa urāna-238 pārvērstos plutonijā. Šajā gadījumā neitronu avoti varētu būt skaldāmie urāna-235 atomi, kas pietiekamā daudzumā ir izkliedēti starp urāna-238 atomiem. Bet, lai uzturētu pastāvīgu neitronu ražošanu, bija jāsāk urāna-235 atomu sadalīšanās ķēdes reakcija. Tikmēr, kā jau minēts, katram urāna-235 atomam bija 140 urāna-238 atomi. Ir skaidrs, ka neitroniem, kas izkliedējas visos virzienos, bija daudz lielāka iespēja tos satikt savā ceļā. Tas ir, izrādījās, ka galvenais izotops absorbēja milzīgu skaitu atbrīvoto neitronu bez jebkāda labuma. Acīmredzot šādos apstākļos ķēdes reakcija nevarētu notikt. Kā tas var būt?

Sākumā šķita, ka bez divu izotopu atdalīšanas reaktora darbība kopumā nav iespējama, taču drīz vien tika konstatēts viens svarīgs apstāklis: izrādījās, ka urāns-235 un urāns-238 ir uzņēmīgi pret dažādas enerģijas neitroniem. Urāna-235 atoma kodolu var sadalīt ar salīdzinoši zemas enerģijas neitronu, kura ātrums ir aptuveni 22 m/s. Šādus lēnus neitronus neuztver urāna-238 kodoli - šim nolūkam to ātrumam ir jābūt simtiem tūkstošu metru sekundē. Citiem vārdiem sakot, urāns-238 ir bezspēcīgs, lai novērstu ķēdes reakcijas sākšanos un progresu urānā-235, ko izraisa neitroni, kas palēnināti līdz ārkārtīgi zemam ātrumam - ne vairāk kā 22 m/s. Šo fenomenu atklāja itāļu fiziķis Fermi, kurš kopš 1938. gada dzīvoja ASV un vadīja darbu, lai izveidotu pirmo reaktoru. Fermi nolēma izmantot grafītu kā neitronu moderatoru. Pēc viņa aprēķiniem, no urāna-235 emitētajiem neitroniem, izejot cauri 40 cm grafīta slānim, vajadzēja samazināt ātrumu līdz 22 m/s un sākt pašpietiekamu ķēdes reakciju urānā-235.

Vēl viens moderators varētu būt tā sauktais “smagais” ūdens. Tā kā tajā iekļautie ūdeņraža atomi pēc izmēra un masas ir ļoti līdzīgi neitroniem, tie vislabāk tos varētu palēnināt. (Ar ātrajiem neitroniem notiek aptuveni tas pats, kas ar bumbiņām: ja maza bumbiņa atsitas pret lielu, tā ripo atpakaļ, gandrīz nezaudējot ātrumu, bet, sastopoties ar mazu bumbiņu, tā nodod tai ievērojamu enerģijas daļu. - tādā pašā veidā neitrons elastīgās sadursmes laikā atlec no smagā kodola, tikai nedaudz palēninot ātrumu, un, saduroties ar ūdeņraža atomu kodoliem, ļoti ātri zaudē visu savu enerģiju.) tīrs ūdens nav piemērots mērenībai, jo tā ūdeņradis mēdz absorbēt neitronus. Tāpēc šim nolūkam ir jāizmanto deitērijs, kas ir daļa no “smagā” ūdens.

1942. gada sākumā Fermi vadībā tika uzsākta vēsturē pirmā kodolreaktora celtniecība tenisa kortu zonā zem Čikāgas stadiona rietumu tribīnēm. Zinātnieki visu darbu veica paši. Reakciju var kontrolēt vienīgajā veidā – regulējot neitronu skaitu, kas piedalās ķēdes reakcijā. Fermi plānoja to panākt, izmantojot stieņus, kas izgatavoti no tādām vielām kā bors un kadmijs, kas spēcīgi absorbē neitronus. Moderators bija grafīta ķieģeļi, no kuriem fiziķi uzbūvēja 3 m augstas un 1,2 m platas kolonnas ar urāna oksīdu. Visai konstrukcijai bija nepieciešamas aptuveni 46 tonnas urāna oksīda un 385 tonnas grafīta. Lai palēninātu reakciju, reaktorā tika ievadīti kadmija un bora stieņi.

Ja ar to nepietiktu, tad apdrošināšanai divi zinātnieki stāvēja uz platformas, kas atradās virs reaktora ar spaiņiem, kas bija piepildīti ar kadmija sāļu šķīdumu - tiem vajadzēja tos ieliet reaktorā, ja reakcija kļūst nekontrolējama. Par laimi, tas nebija nepieciešams. 1942. gada 2. decembrī Fermi pavēlēja pagarināt visus kontroles stieņus un sākās eksperiments. Pēc četrām minūtēm neitronu skaitītāji sāka klikšķēt arvien skaļāk. Ar katru minūti neitronu plūsmas intensitāte kļuva lielāka. Tas norādīja, ka reaktorā notiek ķēdes reakcija. Tas ilga 28 minūtes. Tad Fermi deva signālu, un nolaistie stieņi apturēja procesu. Tā cilvēks pirmo reizi atbrīvoja atoma kodola enerģiju un pierādīja, ka spēj to kontrolēt pēc vēlēšanās. Tagad vairs nebija šaubu, ka kodolieroči ir realitāte.

1943. gadā Fermi reaktors tika demontēts un nogādāts Aragonas Nacionālajā laboratorijā (50 km no Čikāgas). Drīz bija šeit
Tika uzbūvēts vēl viens kodolreaktors, kurā kā moderators tika izmantots smagais ūdens. Tas sastāvēja no cilindriskas alumīnija tvertnes, kurā bija 6,5 tonnas smagā ūdens, kurā vertikāli tika iegremdēti 120 urāna metāla stieņi, kas bija iesaiņoti alumīnija apvalkā. Septiņi kontroles stieņi bija izgatavoti no kadmija. Ap tanku bija grafīta atstarotājs, pēc tam ekrāns, kas izgatavots no svina un kadmija sakausējumiem. Visa konstrukcija bija ietverta betona apvalkā ar sienu biezumu aptuveni 2,5 m.

Eksperimenti šajos izmēģinājuma reaktoros apstiprināja plutonija rūpnieciskās ražošanas iespēju.

Par galveno Manhetenas projekta centru drīz vien kļuva Oak Ridžas pilsēta Tenesī upes ielejā, kuras iedzīvotāju skaits dažu mēnešu laikā pieauga līdz 79 tūkstošiem cilvēku. Šeit īsā laikā tika uzcelta vēsturē pirmā bagātinātā urāna ražotne. Šeit 1943. gadā tika palaists rūpnieciskais reaktors, kas ražo plutoniju. 1944. gada februārī no tā katru dienu tika iegūti aptuveni 300 kg urāna, no kura virsmas ķīmiski atdalot tika iegūts plutonijs. (Lai to izdarītu, plutonijs vispirms tika izšķīdināts un pēc tam izgulsnēts.) Pēc tam attīrītais urāns tika atgriezts reaktorā. Tajā pašā gadā tika uzsākta milzīgās Hanfordas rūpnīcas celtniecība neauglīgā, drūmajā tuksnesī Kolumbijas upes dienvidu krastā. Tajā atradās trīs jaudīgi kodolreaktori, kas katru dienu saražoja vairākus simtus gramu plutonija.

Paralēli tam pilnā sparā ritēja pētījumi, lai izstrādātu rūpniecisku procesu urāna bagātināšanai.

Ņemot vērā dažādas iespējas, Groves un Oppenheimer nolēma koncentrēt savus centienus uz divām metodēm: gāzu difūziju un elektromagnētisko.

Gāzu difūzijas metode tika balstīta uz principu, kas pazīstams kā Grehema likums (to 1829. gadā pirmo reizi formulēja skotu ķīmiķis Tomass Grehems, bet 1896. gadā to izstrādāja angļu fiziķis Reilijs). Saskaņā ar šo likumu, ja divas gāzes, no kurām viena ir vieglāka par otru, tiek izlaistas caur filtru ar nenozīmīgi maziem caurumiem, tad vairākas vairāk gaismas gāze nekā smagā gāze. 1942. gada novembrī Urijs un Danings no Kolumbijas universitātes izveidoja gāzveida difūzijas metodi urāna izotopu atdalīšanai, pamatojoties uz Reilija metodi.

Tā kā dabiskais urāns ir cieta viela, tas vispirms tika pārveidots par urāna fluorīdu (UF6). Pēc tam šī gāze tika izlaista caur mikroskopiskām — milimetra tūkstošdaļām — caurumiem filtra nodalījumā.

Tā kā gāzu molāro svaru atšķirība bija ļoti maza, aiz starpsienas urāna-235 saturs palielinājās tikai 1,0002 reizes.

Lai vēl vairāk palielinātu urāna-235 daudzumu, iegūtais maisījums atkal tiek izvadīts caur starpsienu, un urāna daudzums atkal tiek palielināts 1,0002 reizes. Tādējādi, lai palielinātu urāna-235 saturu līdz 99%, gāze bija jāizlaiž cauri 4000 filtriem. Tas notika milzīgā gāzu difūzijas rūpnīcā Oak Ridge.

1940. gadā Ernesta Lorensa vadībā Kalifornijas Universitātē tika uzsākti pētījumi par urāna izotopu atdalīšanu ar elektromagnētisko metodi. Bija jāatrod fizikāli procesi, kas ļautu izotopus atdalīt, izmantojot to masu starpību. Lorenss mēģināja atdalīt izotopus, izmantojot masu spektrogrāfa principu - instrumentu, ko izmanto atomu masas noteikšanai.

Tās darbības princips bija šāds: iepriekš jonizēti atomi tika paātrināti ar elektrisko lauku un pēc tam tika izlaisti caur magnētisko lauku, kurā tie aprakstīja apļus, kas atrodas plaknē, kas ir perpendikulāra lauka virzienam. Tā kā šo trajektoriju rādiusi bija proporcionāli to masai, vieglie joni nonāca apļos ar mazāku rādiusu nekā smagie. Ja slazdus novietotu gar atomu ceļu, tad dažādus izotopus šādā veidā varētu savākt atsevišķi.

Tāda bija metode. Laboratorijas apstākļos tas deva labus rezultātus. Taču uzbūvēt iekārtu, kurā izotopu atdalīšanu varētu veikt rūpnieciskā mērogā, izrādījās ārkārtīgi grūti. Tomēr Lorensam galu galā izdevās pārvarēt visas grūtības. Viņa pūliņu rezultāts bija kalutrona parādīšanās, kas tika uzstādīta milzu rūpnīcā Oak Ridge.

Šī elektromagnētiskā iekārta tika uzcelta 1943. gadā un izrādījās, iespējams, visdārgākā Manhetenas projekta ideja. Nepieciešama Lorensa metode liels daudzums sarežģītas, vēl neizstrādātas ierīces, kas saistītas ar augstu spriegumu, augstu vakuumu un spēcīgiem magnētiskajiem laukiem. Izmaksu apjoms izrādījās milzīgs. Calutron bija milzu elektromagnēts, kura garums sasniedza 75 m un svēra aptuveni 4000 tonnu.

Šī elektromagnēta tinumiem tika izmantoti vairāki tūkstoši tonnu sudraba stieples.

Viss darbs (neskaitot 300 miljonus dolāru sudrabā, ko Valsts kase nodrošināja tikai uz laiku) izmaksāja 400 miljonus dolāru. Aizsardzības ministrija par calutron vien patērēto elektroenerģiju samaksāja 10 miljonus. Liela daļa Oak Ridge rūpnīcas aprīkojuma bija pārāka mēroga un precizitātes ziņā par jebko, kas jebkad tika izstrādāts šajā tehnoloģiju jomā.

Taču visas šīs izmaksas nebija veltas. Kopā iztērējuši aptuveni 2 miljardus dolāru, ASV zinātnieki līdz 1944. gadam radīja unikālu tehnoloģiju urāna bagātināšanai un plutonija ražošanai. Tikmēr Los Alamos laboratorijā viņi strādāja pie pašas bumbas dizaina. Tās darbības princips kopumā bija skaidrs jau ilgu laiku: skaldāmā viela (plutonijs vai urāns-235) sprādziena brīdī bija jāpārnes kritiskā stāvoklī (lai notiktu ķēdes reakcija, lādiņa masai jābūt pat ievērojami lielākai par kritisko) un apstarota ar neitronu staru kūli, kā rezultātā sākas ķēdes reakcija.

Pēc aprēķiniem, lādiņa kritiskā masa pārsniedza 50 kilogramus, taču viņiem izdevās to ievērojami samazināt. Kopumā kritiskās masas vērtību spēcīgi ietekmē vairāki faktori. Jo lielāks ir lādiņa virsmas laukums, jo vairāk neitronu bezjēdzīgi izplūst apkārtējā telpā. Sfērai ir mazākais virsmas laukums. Līdz ar to sfēriski lādiņi ar citiem vienādos apstākļos ir vismazākā kritiskā masa. Turklāt kritiskās masas vērtība ir atkarīga no skaldāmo materiālu tīrības un veida. Tas ir apgriezti proporcionāls šī materiāla blīvuma kvadrātam, kas ļauj, piemēram, dubultojot blīvumu, četras reizes samazināt kritisko masu. Nepieciešamo subkritiskuma pakāpi var iegūt, piemēram, sablīvējot skaldāmo materiālu, uzsprāgstot parastās sprāgstvielas lādiņam, kas izgatavots sfēriska apvalka veidā, kas aptver kodollādiņu. Kritisko masu var arī samazināt, apņemot lādiņu ar ekrānu, kas labi atspoguļo neitronus. Kā šādu sietu var izmantot svinu, beriliju, volframu, dabisko urānu, dzelzi un daudzus citus.

Viena no iespējamām atombumbas konstrukcijām sastāv no diviem urāna gabaliem, kas, apvienojoties, veido masu, kas ir lielāka par kritisko. Lai izraisītu bumbas sprādzienu, jums tie pēc iespējas ātrāk jāsatuvina. Otrā metode ir balstīta uz iekšu-konverģējoša sprādziena izmantošanu. Šajā gadījumā gāzu plūsma no parastās sprāgstvielas tika vērsta uz skaldāmo materiālu, kas atrodas iekšpusē, un saspiests to, līdz tas sasniedza kritisko masu. Apvienojot lādiņu un intensīvi to apstarojot ar neitroniem, kā jau minēts, rodas ķēdes reakcija, kuras rezultātā pirmajā sekundē temperatūra paaugstinās līdz 1 miljonam grādu. Šajā laikā izdevās atdalīties tikai aptuveni 5% no kritiskās masas. Pārējais lādiņš agrīnās bumbas konstrukcijās iztvaikoja bez tā
kāds labums.

Pirmā atombumba vēsturē (tai tika dots nosaukums Trīsvienība) tika samontēta 1945. gada vasarā. Un 1945. gada 16. jūnijā kodolizmēģinājumu poligonā Alamogordo tuksnesī (Ņūmeksika) tika veikts pirmais atomsprādziens uz Zemes. Bumba tika novietota izmēģinājumu poligona centrā uz 30 metrus augsta tērauda torņa. Ap to lielā attālumā bija novietota ierakstu aparatūra. 9 km attālumā atradās novērošanas punkts, bet 16 km attālumā - komandpunkts. Atomu sprādziens atstāja satriecošu iespaidu uz visiem šī notikuma lieciniekiem. Pēc aculiecinieku aprakstiem radās sajūta, ka daudzas saules būtu apvienojušās vienā un uzreiz izgaismojušas izmēģinājuma vietu. Tad milzīgs uguns bumba un apaļš putekļu un gaismas mākonis sāka lēnām un draudīgi celties viņa virzienā.

Paceļoties no zemes, šī ugunsbumba dažu sekunžu laikā pacēlās vairāk nekā trīs kilometru augstumā. Ar katru brīdi tas pieauga, drīz tā diametrs sasniedza 1,5 km, un tas lēnām pacēlās stratosfērā. Tad ugunsbumba padevās kūpojošu dūmu kolonnai, kas stiepās līdz 12 km augstumam, iegūstot milzu sēnes formu. To visu pavadīja briesmīga rūkoņa, no kuras drebēja zeme. Sprāgstošās bumbas spēks pārsniedza visas cerības.

Tiklīdz radiācijas situācija ļāva, sprādziena zonu steidza vairāki Sherman tanki, kuru iekšpuse bija izklāta ar svina plāksnēm. Vienā no tiem atradās Fermi, kurš ļoti vēlējās redzēt sava darba rezultātus. Viņa acu priekšā parādījās izmirusi, izdegusi zeme, uz kuras 1,5 km rādiusā bija iznīcināts viss dzīvais. Smiltis bija izveidojušās stiklveida zaļganā garozā, kas klāja zemi. Milzīgā krāterī gulēja tērauda atbalsta torņa sagrauztās atliekas. Sprādziena spēks tika lēsts 20 000 tonnu trotila apmērā.

Nākamais solis bija būt kaujas izmantošana bumbas pret Japānu, kas pēc nacistiskās Vācijas kapitulācijas viena pati turpināja karu ar ASV un to sabiedrotajiem. Nesējraķešu tobrīd nebija, tāpēc bombardēšana bija jāveic no lidmašīnas. Abu bumbu sastāvdaļas ar lielu rūpību ar kreiseri Indianapolisa nogādāja Tinjanas salu, kur atradās 509. apvienoto gaisa spēku grupa. Šīs bumbas nedaudz atšķīrās viena no otras ar lādiņa veidu un dizainu.

Pirmā bumba - "Mazulis" - bija liela gaisa bumba ar augsti bagātināta urāna-235 atomu lādiņu. Tā garums bija aptuveni 3 m, diametrs - 62 cm, svars - 4,1 tonna.

Otrā bumba - "Fat Man" - ar plutonija-239 lādiņu bija olas formas ar lielu stabilizatoru. Tās garums
bija 3,2 m, diametrs 1,5 m, svars - 4,5 tonnas.

6. augustā pulkveža Tibbetsa bumbvedējs B-29 Enola Gay nometa "Little Boy" uz Japānas lielāko pilsētu Hirosimu. Bumba tika nolaista ar izpletni un eksplodēja, kā plānots, 600 m augstumā no zemes.

Sprādziena sekas bija briesmīgas. Pat pašiem pilotiem skats uz mierpilnu pilsētu, kuru viņi vienā mirklī sagrāva, radīja nospiedošu iespaidu. Vēlāk viens no viņiem atzina, ka tajā sekundē viņi redzēja ļaunāko, ko cilvēks var redzēt.

Tiem, kas bija uz zemes, notiekošais atgādināja īstu elli. Pirmkārt, pār Hirosimu pārgāja karstuma vilnis. Tā iedarbība ilga tikai dažus mirkļus, taču bija tik spēcīga, ka izkausēja pat flīzes un kvarca kristālus granīta plāksnēs, telefona stabus 4 km attālumā pārvērta oglēs un visbeidzot sadedzināja. cilvēku ķermeņi ka no tiem palikušas tikai ēnas uz ietvju asfalta vai uz māju sienām. Tad no ugunsbumbas apakšas izlauzās zvērīga vēja brāzma un ar ātrumu 800 km/h metās pāri pilsētai, iznīcinot visu savā ceļā. Mājas, kas nevarēja izturēt viņa nikno uzbrukumu, sabruka, it kā tās būtu nogāztas. Milzu aplī, kura diametrs ir 4 km, nav palikusi neviena neskarta ēka. Dažas minūtes pēc sprādziena pār pilsētu nolija melns radioaktīvais lietus - šis mitrums pārvērtās atmosfēras augstajos slāņos kondensētos tvaikos un nokrita zemē lielu pilienu veidā, kas sajaukti ar radioaktīvajiem putekļiem.

Pēc lietus pilsētu piemeklēja jauna vēja brāzma, kas šoreiz pūta epicentra virzienā. Tas bija vājāks par pirmo, bet joprojām pietiekami stiprs, lai izravētu kokus. Vējš uzpūta milzu uguni, kurā dega viss, kas varēja degt. No 76 tūkstošiem ēku pilnībā nopostītas un nodedzinātas 55 tūkstoši. Šīs šausmīgās katastrofas aculiecinieki atcerējās lāpu vīrus, no kuriem sadegušas drēbes nokrita zemē kopā ar ādas lupatām, un satrakojušos cilvēku pūļus, kas bija pārklāti ar briesmīgiem apdegumiem, kas steidzās, kliedzot pa ielām. Gaisā bija jūtama smacējoša piedegušas cilvēka miesas smaka. Visur gulēja cilvēki, miruši un mirstoši. Daudzi bija akli un nedzirdīgi, un, bāzdamies uz visām pusēm, apkārt valdošajā haosā neko nevarēja saprast.

Nelaimīgie cilvēki, kuri atradās līdz 800 m attālumā no epicentra, burtiski izdega sekundes daļā - viņu iekšpuse iztvaikoja un ķermeņi pārvērtās kūpošo ogļu kunkuļos. Tos, kas atradās 1 km attālumā no epicentra, radiācijas slimība skārusi ārkārtīgi smagā formā. Dažu stundu laikā viņiem sākās spēcīga vemšana, temperatūra uzlēca līdz 39-40 grādiem, un viņiem sākās elpas trūkums un asiņošana. Tad uz ādas parādījās nedzīstošas čūlas, krasi mainījās asins sastāvs, izkrita mati. Pēc šausmīgām ciešanām, parasti otrajā vai trešajā dienā, iestājās nāve.

Kopumā no sprādziena un staru slimības gāja bojā aptuveni 240 tūkstoši cilvēku. Apmēram 160 tūkstoši saņēma staru slimību vieglākā formā - viņu sāpīgā nāve aizkavējās par vairākiem mēnešiem vai gadiem. Kad ziņas par katastrofu izplatījās visā valstī, visa Japāna bija baiļu paralizēta. Tas vēl vairāk palielinājās pēc tam, kad majora Svīnija Box Car 9. augustā nometa otru bumbu Nagasaki. Šeit tika nogalināti un ievainoti arī vairāki simti tūkstoši iedzīvotāju. Nespēdama pretoties jaunajiem ieročiem, Japānas valdība kapitulēja – atombumba izbeidza Otro pasaules karu.

Karš ir beidzies. Tas ilga tikai sešus gadus, taču izdevās gandrīz līdz nepazīšanai mainīt pasauli un cilvēkus.

Cilvēku civilizācija pirms 1939. gada un cilvēku civilizācija pēc 1945. gada krasi atšķiras viena no otras. Tam ir daudz iemeslu, bet viens no svarīgākajiem ir kodolieroču parādīšanās. Nepārspīlējot var teikt, ka Hirosimas ēna slēpjas pār visu 20. gadsimta otro pusi. Tas kļuva par dziļu morālu apdegumu daudziem miljoniem cilvēku, piemēram bijušie laikabiedrišī katastrofa un tie, kas dzimuši gadu desmitiem pēc tās. Mūsdienu cilvēks vairs nevar domāt par pasauli tā, kā par to domāja pirms 1945. gada 6. augusta – viņš pārāk skaidri saprot, ka šī pasaule dažos mirkļos var pārvērsties par neko.

Mūsdienu cilvēks nevar skatīties uz karu tā, kā to darīja viņa vectēvi un vecvectēvi – viņš noteikti zina, ka šis karš būs pēdējais, un tajā nebūs ne uzvarētāju, ne zaudētāju. Kodolieroči ir atstājuši savas pēdas visās jomās sabiedriskā dzīve, un mūsdienu civilizācija nevar dzīvot pēc tādiem pašiem likumiem kā pirms sešdesmit vai astoņdesmit gadiem. Neviens to nesaprata labāk kā paši atombumbas radītāji.

"Mūsu planētas cilvēki , rakstīja Roberts Oppenheimers, jāapvienojas. Sēts terors un iznīcība pēdējais karš, diktē mums šo domu. Atombumbu sprādzieni to pierādīja ar visu nežēlību. Citi cilvēki citreiz jau ir teikuši līdzīgus vārdus - tikai par citiem ieročiem un par citiem kariem. Viņiem neveicās. Bet ikvienu, kurš šodien teiktu, ka šie vārdi ir bezjēdzīgi, vēstures peripetijas maldina. Mēs par to nevaram būt pārliecināti. Mūsu darba rezultāti neatstāj cilvēcei citas izvēles, kā vien radīt vienotu pasauli. Pasaule, kuras pamatā ir likumība un cilvēcība."

PSRS ir jāiedibina demokrātiska pārvaldes forma.
Vernadskis V.I.

Atombumba PSRS tika izveidota 1949. gada 29. augustā (pirmā veiksmīgā palaišana). Projektu vadīja akadēmiķis Igors Vasiļjevičs Kurčatovs. Atomu ieroču izstrādes periods PSRS ilga no 1942. gada un beidzās ar testēšanu Kazahstānas teritorijā. Tas salauza ASV monopolu uz šādiem ieročiem, jo kopš 1945. gada tie bija vienīgā kodolvalsts. Raksts ir veltīts padomju kodolbumbas rašanās vēstures aprakstam, kā arī šo notikumu seku raksturošanai PSRS.

Radīšanas vēsture

1941. gadā PSRS pārstāvji Ņujorkā Staļinam nodeva informāciju, ka ASV notiek fiziķu sanāksme, kas bija veltīta kodolieroču izstrādei. Padomju zinātnieki 20. gadsimta 30. gados strādāja arī pie atomu izpētes, no kurām slavenākā ir L. Landau vadīto Harkovas zinātnieku veiktā atoma sadalīšana. Tomēr tas nekad nav nonācis līdz faktiskai izmantošanai ieročos. Papildus ASV pie tā strādāja nacistiskā Vācija. 1941. gada beigās ASV sāka savu atomprojektu. Par to Staļins uzzināja 1942. gada sākumā un parakstīja dekrētu par laboratorijas izveidi PSRS, lai izveidotu atomprojektu, par tās vadītāju kļuva akadēmiķis I. Kurčatovs.

Pastāv viedoklis, ka ASV zinātnieku darbu paātrināja Amerikā atbraukušo vācu kolēģu slepenie notikumi. Katrā ziņā 1945. gada vasarā Potsdamas konferencē jaunais prezidents ASV G. Trūmens informēja Staļinu par darbu pabeigšanu pie jauna ieroča - atombumbas. Turklāt, lai demonstrētu amerikāņu zinātnieku darbu, ASV valdība nolēma jauno ieroci izmēģināt kaujā: 6. un 9. augustā bumbas tika nomestas divām Japānas pilsētām Hirosimai un Nagasaki. Šī bija pirmā reize, kad cilvēce uzzināja par jaunu ieroci. Tieši šis notikums piespieda Staļinu paātrināt savu zinātnieku darbu. I. Kurčatovu izsauca Staļins un solīja izpildīt visas zinātnieka prasības, ja vien process noritēs pēc iespējas ātrāk. Turklāt tas tika izveidots valsts komiteja Tautas komisāru padomes pakļautībā, kas pārraudzīja padomju kodolprojektu. To vadīja L. Berija.

Attīstība ir pārvietota uz trim centriem:

Kirovas rūpnīcas projektēšanas birojs, kas strādā pie īpaša aprīkojuma izveides.
Difūzā rūpnīca Urālos, kurai vajadzēja strādāt pie bagātināta urāna radīšanas.
Ķīmiskie un metalurģijas centri, kuros pētīja plutoniju. Tieši šis elements tika izmantots pirmajā padomju tipa kodolbumbā.

1946. gadā tika izveidots pirmais padomju vienotais kodolcentrs. Tas bija slepens objekts Arzamas-16, kas atradās Sarovas pilsētā (Ņižņijnovgorodas apgabals). 1947. gadā viņi izveidoja pirmo kodolreaktors, uzņēmumā netālu no Čeļabinskas. 1948. gadā Kazahstānas teritorijā, netālu no Semipalatinskas-21 pilsētas, tika izveidots slepens poligons. Tieši šeit 1949. gada 29. augustā tika organizēts pirmais padomju atombumbas RDS-1 sprādziens. Šis notikums tika turēts pilnībā noslēpumā, taču amerikāņu Klusā okeāna aviācija spēja fiksēt strauju radiācijas līmeņa paaugstināšanos, kas liecināja par jauna ieroča izmēģināšanu. Jau 1949. gada septembrī G. Trūmens paziņoja par atombumbas klātbūtni PSRS. Oficiāli PSRS atzina šo ieroču klātbūtni tikai 1950. gadā.

Var identificēt vairākas galvenās padomju zinātnieku veiksmīgās atomieroču izstrādes sekas:

ASV statusa zaudēšana vienots stāvoklis ar atomu ieročiem. Tas ne tikai pielīdzināja PSRS ar ASV militāro spēku, bet arī piespieda pēdējos pārdomāt katru savu militāro soli, jo tagad viņiem bija jābaidās no PSRS vadības atbildes.
Atomu ieroču klātbūtne PSRS nodrošināja tai lielvaras statusu.
Pēc tam, kad ASV un PSRS izlīdzināja atomieroču pieejamību, sākās sacensība par to daudzumu. Valstis iztērēja milzīgas naudas summas, lai pārspētu savus konkurentus. Turklāt sākās mēģinājumi radīt vēl jaudīgākus ieročus.
Šie notikumi iezīmēja kodolsacensību sākumu. Daudzas valstis ir sākušas ieguldīt līdzekļus, lai papildinātu kodolieroču valstu sarakstu un nodrošinātu to drošību.

Senās Indijas un sengrieķu zinātnieki pieņēma, ka matērija sastāv no mazākajām nedalāmajām daļiņām, par to viņi rakstīja savos traktātos ilgi pirms mūsu ēras sākuma. 5. gadsimtā BC e. grieķu zinātnieks Leikips no Milētas un viņa skolnieks Demokrits formulēja atoma jēdzienu (grieķu atomos “nedalāms”). Daudzus gadsimtus šī teorija palika diezgan filozofiska, un tikai 1803. gadā angļu ķīmiķis Džons Daltons ierosināja zinātnisku atoma teoriju, ko apstiprināja eksperimenti.

19. gadsimta beigās un 20. gadsimta sākumā. šo teoriju savos darbos izstrādāja Džozefs Tomsons un pēc tam Ernests Raterfords, saukts par Tēvu kodolfizika. Tika konstatēts, ka atoms, pretēji tā nosaukumam, nav nedalāma ierobežota daļiņa, kā minēts iepriekš. 1911. gadā fiziķi pieņēma Rezerforda Bora "planētu" sistēmu, saskaņā ar kuru atoms sastāv no pozitīvi lādēta kodola un negatīvi lādētiem elektroniem, kas riņķo ap to. Vēlāk tika konstatēts, ka arī kodols nav nedalāms, tas sastāv no pozitīvi lādētiem protoniem un neuzlādētiem neitroniem, kas, savukārt, sastāv no elementārdaļiņām.

Tiklīdz zinātniekiem kļuva vairāk vai mazāk skaidrība par atoma kodola uzbūvi, viņi mēģināja piepildīt alķīmiķu seno sapni – vienas vielas pārtapšanu citā. 1934. gadā franču zinātnieki Frederiks un Irēna Žolio-Kirī, bombardējot alumīniju ar alfa daļiņām (hēlija atoma kodoliem), ieguva radioaktīvos fosfora atomus, kas savukārt pārvērtās par stabilu silīcija izotopu, kas ir smagāks elements par alumīniju. Radās ideja veikt līdzīgu eksperimentu ar smagāko dabas elementu urānu, ko 1789. gadā atklāja Martins Klaprots. Pēc tam, kad Anrī Bekerels 1896. gadā atklāja urāna sāļu radioaktivitāti, šis elements nopietni ieinteresēja zinātniekus.

E. Rezerfords.

Kodolsprādziena sēne.

1938. gadā vācu ķīmiķi Otto Hāns un Frics Strasmans veica eksperimentu, kas līdzīgs Džolio-Kirī eksperimentam, tomēr, alumīnija vietā izmantojot urānu, viņi cerēja iegūt jaunu supersmago elementu. Taču rezultāts bija negaidīts: supersmago vietā dabūjām vieglus elementus no vidusdaļas periodiskā tabula. Pēc kāda laika fiziķe Lise Meitnere ierosināja, ka urāna bombardēšana ar neitroniem noved pie tā kodola šķelšanās (šķelšanās), kā rezultātā veidojas vieglo elementu kodoli un atstāj noteiktu skaitu brīvu neitronu.

Turpmākie pētījumi parādīja, ka dabiskais urāns sastāv no trīs izotopu maisījuma, no kuriem vismazāk stabilais ir urāns-235. Laiku pa laikam tā atomu kodoli spontāni sadalās daļās, šo procesu pavada divu vai trīs brīvu neitronu izdalīšanās, kas skrien ar ātrumu aptuveni 10 tūkstoši km. Visizplatītākā izotopa-238 kodoli vairumā gadījumu vienkārši uztver šos neitronus, retāk notiek urāna pārvēršanās par neptūniju un pēc tam par plutoniju-239. Kad neitrons ietriecas urāna-2 3 5 kodolā, tajā nekavējoties notiek jauna skaldīšanās.

Bija acīmredzams: ja paņem pietiekami lielu tīra (bagātināta) urāna-235 gabalu, kodola skaldīšanas reakcija noritēs kā lavīna, šo reakciju sauca par ķēdes reakciju. Katra kodola dalīšanās atbrīvo milzīgu enerģijas daudzumu. Tika aprēķināts, ka, pilnībā sadaloties 1 kg urāna-235, izdalās tāds pats siltuma daudzums kā sadedzinot 3 tūkstošus tonnu ogļu. Šai kolosālajai enerģijas atbrīvošanai, kas tika atbrīvota dažos mirkļos, vajadzēja izpausties kā zvērīga spēka sprādzienam, kas, protams, nekavējoties ieinteresēja militāros departamentus.

Džolio-Kirī pāris. 1940. gadi

L. Meitner un O. Hāns. 1925. gads

Pirms Otrā pasaules kara sākuma Vācijā un dažās citās valstīs tika veikts augsti klasificēts darbs, lai radītu kodolieročus. Amerikas Savienotajās Valstīs pētījumi, ko dēvē par "Manhetenas projektu", sākās 1941. gadā, un gadu vēlāk Losalamosā tika nodibināta pasaulē lielākā pētniecības laboratorija. Administratīvi projekts bija pakļauts ģenerālim Grovesam, un to vadīja Kalifornijas universitātes profesors Roberts Oppenheimers. Projektā piedalījās lielākās autoritātes fizikas un ķīmijas jomā, tostarp 13 Nobela prēmijas laureāti: Enriko Fermi, Džeimss Franks, Nīls Bors, Ernests Lorenss un citi.

Galvenais uzdevums bija iegūt pietiekamu daudzumu urāna-235. Tika konstatēts, ka plutonijs-2 39 varētu kalpot arī kā bumbas lādiņš, tāpēc darbi tika veikti uzreiz divos virzienos. Urāna-235 akumulāciju bija paredzēts veikt, atdalot to no lielākās daļas dabiskā urāna, un plutoniju varēja iegūt tikai kontrolētas kodolreakcijas rezultātā, kad urāns-238 tika apstarots ar neitroniem. Dabiskā urāna bagātināšana tika veikta Vestinghausas rūpnīcās, un, lai ražotu plutoniju, bija nepieciešams uzbūvēt kodolreaktoru.

Tieši reaktorā notika urāna stieņu apstarošanas process ar neitroniem, kā rezultātā daļai urāna-238 bija jāpārvēršas plutonijā. Šajā gadījumā neitronu avoti bija skaldāmie urāna-235 atomi, bet neitronu uztveršana ar urānu-238 neļāva sākt ķēdes reakciju. Problēma tika atrisināta, atklājot Enriko Fermi, kurš atklāja, ka neitroni, kas palēnināti līdz 22 ms ātrumam, izraisa urāna-235 ķēdes reakciju, bet urāns-238 tos neuztver. Kā moderators Fermi ierosināja 40 centimetru grafīta vai smagā ūdens slāni, kas satur ūdeņraža izotopu deitēriju.

R. Openheimers un ģenerālleitnants L. Grovess. 1945. gads

Kalutrons Oak Ridžā.

1942. gadā zem Čikāgas stadiona tribīnēm tika uzbūvēts eksperimentāls reaktors. 2. decembrī notika tā veiksmīgā eksperimentālā palaišana. Gadu vēlāk Oak Ridžas pilsētā tika uzcelta jauna bagātināšanas rūpnīca un iedarbināts reaktors plutonija rūpnieciskai ražošanai, kā arī kalutrona iekārta urāna izotopu elektromagnētiskai atdalīšanai. Projekta kopējās izmaksas bija aptuveni 2 miljardi ASV dolāru. Tikmēr Losalamosā notika darbs tieši pie bumbas konstrukcijas un lādiņa detonēšanas metodēm.

1945. gada 16. jūnijā netālu no Alamogordo pilsētas Ņūmeksikā, testu laikā ar kodēto nosaukumu Trinity, pasaulē pirmais. kodolierīce ar plutonija lādiņu un sprādzienbīstamu (uzspridzināšanai izmanto ķīmiskās sprāgstvielas) detonācijas shēmu. Sprādziena spēks bija līdzvērtīgs 20 kilotonnu trotila sprādzienam.

Nākamais solis bija kodolieroču kaujas izmantošana pret Japānu, kas pēc Vācijas kapitulācijas viena pati turpināja karu pret ASV un to sabiedrotajiem. 6. augustā bumbvedējs B-29 Enola Gay, pulkveža Tibetsa vadībā, uz Hirosimu nometa bumbu Little Boy ar urāna lādiņu un lielgabalu (izmantojot divu bloku savienojumu, lai izveidotu kritisko masu) detonācijas shēmu. Bumba tika nolaista ar izpletni un eksplodēja 600 m augstumā no zemes. 9. augustā Major Sweeney's Box Car nometa Fat Man plutonija bumbu uz Nagasaki. Sprādzienu sekas bija briesmīgas. Abas pilsētas tika gandrīz pilnībā iznīcinātas, vairāk nekā 200 tūkstoši cilvēku gāja bojā Hirosimā, aptuveni 80 tūkstoši Nagasaki Vēlāk viens no pilotiem atzina, ka tajā sekundē viņi redzēja sliktāko, ko cilvēks var redzēt. Nespēdama pretoties jaunajiem ieročiem, Japānas valdība kapitulēja.

Hirosima pēc atombumbu salidojuma.

Atombumbas sprādziens pielika punktu Otrajam pasaules karam, bet patiesībā sākās jauns karš“auksts”, ko pavada neierobežotas kodolbruņošanās sacensības. Padomju zinātniekiem bija jāpanāk amerikāņi. 1943. gadā tika izveidota slepenā “laboratorija Nr. 2”, kuru vadīja slavenais fiziķis Igors Vasiļjevičs Kurčatovs. Vēlāk laboratorija tika pārveidota par Atomenerģijas institūtu. 1946. gada decembrī eksperimentālajā urāna-grafīta kodolreaktorā F1 tika veikta pirmā ķēdes reakcija. Divus gadus vēlāk Padomju Savienībā tika uzbūvēta pirmā plutonija rūpnīca ar vairākiem industriālajiem reaktoriem, bet 1949. gada augustā Semipalatinskā tika izmēģināta pirmā padomju atombumba ar plutonija lādiņu RDS-1 ar 22 kilotonnu jaudu. pārbaudes vieta.

1952. gada novembrī ASV uzspridzināja pirmo kodoltermisko lādiņu Enivetakas atolā Klusajā okeānā. iznīcinošs spēks kas radās gaismas elementu kodolsintēzes laikā izdalītās enerģijas dēļ smagākos. Deviņus mēnešus vēlāk Semipalatinskas izmēģinājumu poligonā padomju zinātnieki pārbaudīja RDS-6 kodoltermisko jeb ūdeņraža bumbu ar 400 kilotonnu jaudu, ko izstrādāja zinātnieku grupa Andreja Dmitrijeviča Saharova un Jūlija Borisoviča Haritona vadībā. 1961. gada oktobrī arhipelāga poligonā Jaunā Zeme Tika uzspridzināta 50 megatonu smagā Tsar Bomba, visspēcīgākā jebkad pārbaudītā ūdeņraža bumba.

I. V. Kurčatovs.

2000. gadu beigās ASV bija aptuveni 5000 un Krievijai 2800 kodolieroču uz stratēģiskās piegādes transportlīdzekļiem, kā arī ievērojams skaits taktisko kodolieroču. Ar šo krājumu pietiek, lai vairākas reizes iznīcinātu visu planētu. Tikai viens kodoltermiskā bumba vidējā jauda (apmēram 25 megatonnas) ir vienāda ar 1500 Hirosimas.

70. gadu beigās tika veikti pētījumi, lai radītu neitronu ieroci, mazjaudas kodolbumbas veidu. Neitronu bumba atšķiras no parastās kodolbumbas ar to, ka tā mākslīgi palielina sprādziena enerģijas daļu, kas izdalās neitronu starojuma veidā. Šis starojums ietekmē ienaidnieka darbaspēku, ietekmē viņa ieročus un rada radioaktīvo piesārņojumu apgabalā, savukārt trieciens triecienvilnis un gaismas starojums ir ierobežots. Tomēr neviena armija pasaulē nekad nav pieņēmusi neitronu lādiņus.

Lai gan atomenerģijas izmantošana ir novedusi pasauli uz iznīcības sliekšņa, tai ir arī miermīlīgs aspekts, lai gan tas ir ārkārtīgi bīstami, kad tas kļūst nekontrolējams, to skaidri parādīja avārijas Černobiļas un Fukušimas atomelektrostacijās. . Pasaulē pirmā atomelektrostacija ar jaudu tikai 5 MW tika palaista 1954. gada 27. jūnijā Kalugas apgabala Obninskoje ciemā (tagad Obninskas pilsēta). Šobrīd pasaulē darbojas vairāk nekā 400 atomelektrostaciju, no kurām 10 Krievijā. Tie saražo aptuveni 17% no visas pasaules elektroenerģijas, un šis skaitlis, visticamāk, tikai pieaugs. Šobrīd pasaule nevar iztikt bez kodolenerģijas izmantošanas, taču gribētos ticēt, ka nākotnē cilvēce atradīs drošāku enerģijas avotu.

Atomelektrostacijas vadības panelis Obninskā.

Černobiļa pēc katastrofas.

Pagājušā gadsimta 30. gados daudzi fiziķi strādāja pie atombumbas radīšanas. Oficiāli tiek uzskatīts par pirmo, kas izveidoja, testēja un izmantoja atombumba ASV. Taču nesen izlasīju Trešā reiha noslēpumu pētnieka Hansa Ulriha fon Kranca grāmatas, kur viņš apgalvo, ka bumbu izgudroja nacisti, un pasaulē pirmo atombumbu viņi izmēģināja 1944. gada martā Baltkrievijā. Amerikāņi konfiscēja visus dokumentus par atombumbu, zinātniekiem un pašus paraugus (domājams, ka tie bija 13). Tātad amerikāņiem bija pieejami 3 paraugi, un vācieši nogādāja 10 uz slepenu bāzi Antarktīdā. Krants savus secinājumus apstiprina ar to, ka pēc Hirosimas un Nagasaki ASV nebija ziņu par bumbām, kas lielākas par 1,5, un pēc tam izmēģinājumi bijuši nesekmīgi. Tas, pēc viņa domām, nebūtu bijis iespējams, ja bumbas būtu radījušas pašas ASV.

Diez vai mēs uzzināsim patiesību.

Tūkstoš deviņi simti četrdesmit gados Enriko Fermi pabeidza darbu pie teorijas, ko sauc par kodolieroču ķēdes reakciju. Pēc tam amerikāņi izveidoja savu pirmo kodolreaktoru. Tūkstoš deviņi simti četrdesmit piecos gados amerikāņi radīja trīs atombumbas. Pirmais tika uzspridzināts Ņūmeksikā, bet nākamie divi tika nomesti uz Japānu.

Diez vai ir iespējams konkrēti nosaukt kādu personu, ka viņš ir atomu (kodolieroču) radītājs. Bez priekšgājēju atklājumiem galīgais rezultāts nebūtu bijis. Taču daudzi par atombumbas tēvu sauc Otto Hānu, pēc dzimšanas vācieti, kodolķīmiķi. Acīmredzot tieši viņa atklājumus kodola skaldīšanas jomā kopā ar Fricu Strasmanu var uzskatīt par fundamentāliem kodolieroču radīšanā.

Padomju ieroču tēvs masu iznīcināšana Ir vispārpieņemts personīgi uzskatīt Igoru Kurčatovu un padomju izlūkdienestu un Klausu Fuksu. Tomēr nevajadzētu aizmirst par mūsu zinātnieku atklājumiem 30. gadu beigās. Urāna skaldīšanas darbus veica A.K.Peteržaks un G.N.

Atombumba ir produkts, kas netika izgudrots uzreiz. Lai sasniegtu rezultātu, bija vajadzīgi desmitiem gadu dažādu pētījumu. Pirms paraugu izgudrošanas 1945. gadā tika veikti daudzi eksperimenti un atklājumi. Visus ar šiem darbiem saistītos zinātniekus var pieskaitīt pie atombumbas radītājiem. Besoms tieši runā par pašas bumbas izgudrotāju komandu, tad bija vesela komanda, labāk par to palasīt Vikipēdijā.

Atombumbas izveidē piedalījās liels skaits zinātnieku un inženieru no dažādām nozarēm. Būtu negodīgi nosaukt tikai vienu. Vikipēdijas materiālos nav minēts franču fiziķis Anrī Bekerels, krievu zinātnieki Pjērs Kirī un viņa sieva Marija Sklodovska-Kirī, kas atklāja urāna radioaktivitāti, un vācu teorētiskais fiziķis Alberts Einšteins.

Diezgan interesants jautājums.

Izlasot informāciju internetā, nonācu pie secinājuma, ka PSRS un ASV vienlaicīgi sāka strādāt pie šo bumbu radīšanas.

Es domāju, ka jūs izlasīsit sīkāk rakstā. Tur viss ir uzrakstīts ļoti detalizēti.

Daudziem atklājumiem ir savi vecāki, taču izgudrojumi bieži vien ir kopīgas lietas kopīgs rezultāts, kad visi ir devuši savu ieguldījumu. Turklāt daudzi izgudrojumi ir it kā sava laikmeta produkts, tāpēc darbs pie tiem notiek vienlaicīgi dažādās laboratorijās. tātad ar atombumbu tai nav viena vecāka.

Diezgan sarežģīts uzdevums, ir grūti pateikt, kurš tieši izgudroja atombumbu, jo tās izskatā bija iesaistīti daudzi zinātnieki, kuri konsekventi strādāja pie radioaktivitātes izpētes, urāna bagātināšanas, smago kodolu sadalīšanās ķēdes reakcijas utt. tās izveides galvenie punkti:

Līdz 1945. gadam amerikāņu zinātnieki bija izgudrojuši divas atombumbas Mazulis svēra 2722 kg un bija aprīkots ar bagātinātu urānu-235 un Resnais vīrietis ar plutonija-239 lādiņu ar jaudu, kas lielāka par 20 kt, tā masa bija 3175 kg.

Šobrīd tie ir pilnīgi atšķirīgi pēc izmēra un formas.

Strādājiet tālāk kodolprojekti ASV un PSRS sākās vienlaicīgi. 1945. gada jūlijā izmēģinājumu poligonā tika uzspridzināta amerikāņu atombumba (laboratorijas vadītājs Roberts Oppenheimers), un pēc tam augustā bumbas tika nomestas arī bēdīgi slavenajās Nagasaki un Hirosimas. Pirmā padomju bumbas pārbaude notika 1949. gadā (projekta vadītājs Igors Kurčatovs), taču, kā saka, tā izveidošana bija iespējama, pateicoties lieliskajai izlūkošanai.

Ir arī informācija, ka atombumbas radītāji bija vācieši. Par to, piemēram, varat lasīt šeit.

Uz šo jautājumu vienkārši nav skaidras atbildes - daudzi talantīgi fiziķi un ķīmiķi strādāja pie nāvējošu ieroču radīšanas, kas spēj iznīcināt planētu, kuru vārdi ir uzskaitīti šajā rakstā - kā redzam, izgudrotājs nebija tālu viens.

Ūdeņraža bumba (Hydrogen Bomb, HB) ir masu iznīcināšanas ierocis ar neticamu postošu spēku (tās jauda tiek lēsta TNT megatonnās). Bumbas darbības princips un tās uzbūve balstās uz ūdeņraža kodolu kodolsintēzes enerģijas izmantošanu. Sprādziena laikā notiekošie procesi ir līdzīgi tiem, kas notiek uz zvaigznēm (ieskaitot Sauli). Pirmā pārbaude VB, kas piemērota pārvadāšanai lielos attālumos (projektēja A.D. Saharovs), tika veikta Padomju Savienībā izmēģinājumu poligonā pie Semipalatinskas.

Termonukleārā reakcija

Saule satur milzīgas ūdeņraža rezerves, kas pastāvīgi atrodas īpaši augsta spiediena un temperatūras (apmēram 15 miljoni Kelvina grādu) ietekmē. Pie tik ekstrēma plazmas blīvuma un temperatūras ūdeņraža atomu kodoli nejauši saduras viens ar otru. Sadursmju rezultāts ir kodolu saplūšana, un rezultātā veidojas smagāka elementa - hēlija - kodoli.

Šāda veida reakcijas sauc par kodolsintēzi, tām ir raksturīgs milzīgs enerģijas daudzums.

Fizikas likumi enerģijas izdalīšanos kodoltermiskās reakcijas laikā skaidro šādi: daļa no vieglo kodolu masas, kas iesaistīti smagāku elementu veidošanā, paliek neizmantota un tiek pārvērsta tīrā enerģijā kolosālos daudzumos. Tāpēc mūsu debess ķermenis zaudē aptuveni 4 miljonus tonnu vielas sekundē, vienlaikus izlaižot nepārtrauktu enerģijas plūsmu kosmosā.

Vienkāršākais no visiem esošajiem atomiem ir ūdeņraža atoms. Tas sastāv tikai no viena protona, kas veido kodolu, un viena elektrona, kas riņķo ap to. Zinātnisko ūdens (H2O) pētījumu rezultātā tika konstatēts, ka tas nelielos daudzumos satur tā saukto “smago” ūdeni. Tas satur “smagos” ūdeņraža (2H vai deitērija) izotopus, kuru kodolos papildus vienam protonam ir arī viens neitrons (daļiņa, kas pēc masas ir tuvu protonam, bet bez lādiņa).

Zinātne zina arī tritiju, trešo ūdeņraža izotopu, kura kodols satur 1 protonu un 2 neitronus. Tritijam ir raksturīga nestabilitāte un pastāvīga spontāna sabrukšana ar enerģijas (starojuma) izdalīšanos, kā rezultātā veidojas hēlija izotops. Tritija pēdas ir atrodamas Zemes atmosfēras augšējos slāņos: tas ir tur, reibumā kosmiskie stari Gāzes molekulās, kas veido gaisu, notiek līdzīgas izmaiņas. Ir iespējams arī iegūt tritiju kodolreaktors apstarojot litija-6 izotopu ar spēcīgu neitronu plūsmu.

Ūdeņraža bumbas izstrāde un pirmie testi

Rūpīgas teorētiskās analīzes rezultātā PSRS un ASV eksperti nonāca pie secinājuma, ka deitērija un tritija maisījums ļauj visvieglāk uzsākt kodolsintēzes reakciju. Apbruņojušies ar šīm zināšanām, zinātnieki no ASV pagājušā gadsimta 50. gados sāka radīt ūdeņraža bumbu. Un jau 1951. gada pavasarī Enewetak izmēģinājumu poligonā (atols Klusajā okeānā) tika veikts testa tests, bet tad tika panākta tikai daļēja kodolsintēze.

Pagāja nedaudz vairāk kā gads, un 1952. gada novembrī tika veikts otrais ūdeņraža bumbas izmēģinājums ar aptuveni 10 Mt trotila iznākumu. Tomēr šo sprādzienu diez vai var saukt par kodoltermiskās bumbas sprādzienu mūsdienu izpratnē: patiesībā ierīce bija liela tvertne (trīsstāvu ēkas lielumā), kas piepildīta ar šķidru deitēriju.

Krievija arī uzņēmās uzdevumu uzlabot atomieročus un pirmo A.D. projekta ūdeņraža bumbu. Saharovs tika pārbaudīts Semipalatinskas poligonā 1953. gada 12. augustā. RDS-6 (šāda veida masu iznīcināšanas ieroči tika saukti par Saharova "dūšām", jo tā dizains ietvēra secīgu deitērija slāņu izvietojumu ap iniciatora lādiņu) bija 10 Mt. Tomēr atšķirībā no amerikāņu “trīsstāvu mājas” padomju bumba Tas bija kompakts un ar stratēģisku bumbvedēju ātri tika nogādāts uz kritiena vietu ienaidnieka teritorijā.

Pieņemot izaicinājumu, ASV 1954. gada martā uzspridzināja jaudīgāku aviācijas bumbu (15 Mt) izmēģinājuma vietā Bikini atolā ( Klusais okeāns). Pārbaudes rezultātā tika atbrīvots liels daudzums radioaktīvās vielas, no kuriem daži nokrita ar nokrišņiem simtiem kilometru attālumā no sprādziena epicentra.

Japāņu kuģis "Lucky Dragon" un Rogelapas salā uzstādītie instrumenti fiksēja strauju radiācijas pieaugumu.

Tā kā procesi, kas notiek ūdeņraža bumbas detonācijas laikā, rada stabilu, nekaitīgu hēliju, bija paredzēts, ka radioaktīvās emisijas nedrīkst pārsniegt atomu kodolsintēzes detonatora piesārņojuma līmeni. Taču faktisko radioaktīvo nokrišņu aprēķini un mērījumi bija ļoti atšķirīgi gan daudzuma, gan sastāva ziņā. Tāpēc ASV vadība nolēma uz laiku apturēt šī ieroča konstrukciju, līdz tiks pilnībā izpētīta tā ietekme uz vidi un cilvēkiem.

Video: testi PSRS

Cara Bomba - PSRS termokodolbumba Tauku punkts tonnāžas komplektēšanas ķēdēūdeņraža bumbas ko noteica PSRS, kad 1961. gada 30. oktobrī uz Novaja Zemļa tika izmēģināta 50 megatonu (lielākā vēsturē) “cara bumba” - daudzu gadu darba rezultāts. pētniecības grupa ELLĒ. Saharovs. Sprādziens notika 4 kilometru augstumā, un triecienvilnis trīs reizes tika fiksēts ar instrumentiem visā pasaulē. Neskatoties uz to, ka pārbaude neatklāja nekādas kļūmes, bumba nekad netika nodota ekspluatācijā.

Bet pats fakts, ka padomju rīcībā bija šādi ieroči, atstāja neizdzēšamu iespaidu uz visu pasauli, un ASV pārtrauca uzkrāt sava kodolarsenāla tonnāžu. Savukārt Krievija nolēma atteikties no kaujas galviņu ar ūdeņraža lādiņiem ieviešanas kaujas pienākumos. Ūdeņraža bumba ir vissarežģītākā tehniskā ierīce

, kuras eksplozijai ir nepieciešama virkne procesu secīga norise.

Pirmkārt, iniciatora lādiņš, kas atrodas VB (miniatūras atombumbas) korpusa iekšpusē, uzspridzina, izraisot spēcīgu neitronu izdalīšanos un augstās temperatūras radīšanu, kas nepieciešama kodolsintēzes sākšanai galvenajā lādiņā. Sākas litija deiterīda ieliktņa (iegūst, apvienojot deitēriju ar litija-6 izotopu) masveida neitronu bombardēšana.

Tritija un deitērija maisījums izraisa kodoltermisku reakciju, izraisot temperatūras strauju pieaugumu bumbas iekšpusē, un procesā tiek iesaistīts arvien vairāk ūdeņraža.
Ūdeņraža bumbas darbības princips nozīmē šo procesu īpaši ātru norisi (to veicina uzlādes ierīce un galveno elementu izkārtojums), kas novērotājam šķiet acumirklī.

Superbumba: skaldīšana, saplūšana, skaldīšana

Iepriekš aprakstītā procesu secība beidzas pēc deitērija reakcijas sākuma ar tritiju. Pēc tam tika nolemts izmantot kodola skaldīšanu, nevis smagāku kodolsintēzi. Pēc tritija un deitērija kodolu saplūšanas izdalās brīvais hēlijs un ātrie neitroni, kuru enerģija ir pietiekama, lai uzsāktu urāna-238 kodolu skaldīšanu.

Ātrie neitroni spēj sadalīt atomus no superbumbas urāna apvalka. Urāna tonnas skaldīšana rada aptuveni 18 Mt enerģiju. Šajā gadījumā enerģija tiek tērēta ne tikai sprādziena viļņa radīšanai un kolosāla siltuma daudzuma izdalīšanai. Katrs urāna atoms sadalās divos radioaktīvos "fragmentos". Veidojas vesela dažādu ķīmisko elementu (līdz 36) un aptuveni divsimt radioaktīvo izotopu “buķete”. Šī iemesla dēļ veidojas daudzi radioaktīvi nokrišņi, kas reģistrēti simtiem kilometru attālumā no sprādziena epicentra.

Pēc dzelzs priekškara krišanas kļuva zināms, ka PSRS plāno izstrādāt “cara bumbu” ar jaudu 100 Mt. Sakarā ar to, ka tajā laikā nebija neviena gaisa kuģa, kas spētu pārvadāt tik milzīgu lādiņu, ideja tika atmesta par labu 50 Mt bumbai.

Ūdeņraža bumbas sprādziena sekas

Šoka vilnis

Ūdeņraža bumbas sprādziens ir saistīts ar liela mēroga iznīcināšanu un sekām, un primārais (acīmredzams, tiešs) trieciens ir trīskāršs. Acīmredzamākā no visām tiešajām ietekmēm ir īpaši augstas intensitātes triecienvilnis. Tās iznīcinošās spējas samazinās līdz ar attālumu no sprādziena epicentra, kā arī ir atkarīgas no pašas bumbas jaudas un augstuma, kādā lādiņš detonēja.

Termiskais efekts Sprādziena termiskās ietekmes ietekme ir atkarīga no tiem pašiem faktoriem kā trieciena viļņa jauda. Bet tiem tiek pievienota vēl viena lieta - caurspīdīguma pakāpe. Migla vai pat neliels mākoņu daudzums krasi samazina bojājumu rādiusu, virs kura termiskā zibspuldze var izraisīt nopietnus apdegumus un redzes zudumu. Ūdeņraža bumbas sprādziens (vairāk nekā 20 Mt) rada neticamu siltumenerģijas daudzumu, kas ir pietiekams, lai izkausētu betonu 5 km attālumā, iztvaicētu gandrīz visu ūdeni no neliela ezera 10 km attālumā, iznīcinātu ienaidnieka personālu. , iekārtas un ēkas vienādā attālumā .

Centrā veidojas piltuve ar diametru 1-2 km un dziļumu līdz 50 m, kas pārklāta ar biezu stiklveida masas slāni (vairāki metri akmeņu ar augstu smilšu saturu kūst gandrīz acumirklī, pārvēršoties stiklā ).

Saskaņā ar aprēķiniem, kas balstīti uz reālās dzīves testiem, cilvēkiem ir 50% iespēja izdzīvot, ja viņi:
Tie atrodas dzelzsbetona nojumē (pazemē) 8 km attālumā no sprādziena epicentra (EV);
Tie atrodas dzīvojamās ēkās 15 km attālumā no EV;

Viņi atradīsies atklātā vietā vairāk nekā 20 km attālumā no EV ar sliktu redzamību (“tīrai” atmosfērai minimālais attālums šajā gadījumā būs 25 km).

Attālumam no EV strauji palielinās iespēja izdzīvot cilvēkiem, kuri atrodas atklātās vietās. Tātad 32 km attālumā tas būs 90-95%. 40–45 km rādiuss ir sprādziena primārās ietekmes robeža.

Ugunsbumba Vēl viena acīmredzama ūdeņraža bumbas sprādziena ietekme ir pašpietiekamas uguns vētras (viesuļvētras), kas veidojas, ugunsbumbā iesūcot milzīgu uzliesmojošu materiālu masu. Bet, neskatoties uz to, visbīstamākās sprādziena sekas trieciena ziņā būs radiācijas piesārņojums vidi

desmitiem kilometru apkārt.

Fallout

Rupjie putekļi nosēžas diezgan ātri, bet smalkos putekļus gaisa straumes nes lielos attālumos, pamazām izkrītot no jaunizveidotā mākoņa. Lielas un visvairāk uzlādētas daļiņas nosēžas EK tiešā tuvumā ar aci redzamās pelnu daļiņas joprojām var atrast simtiem kilometru attālumā. Tie veido vairākus centimetrus biezu nāvējošu segumu. Ikviens, kas viņam tuvojas, riskē saņemt nopietnu starojuma devu.

Mazākas un neatšķiramas daļiņas var “peldēt” atmosfērā daudzus gadus, atkārtoti riņķojot ap Zemi. Līdz brīdim, kad tie nokrīt virspusē, tie ir zaudējuši diezgan daudz radioaktivitātes. Visbīstamākais ir stroncijs-90, kura pussabrukšanas periods ir 28 gadi, un tas rada stabilu starojumu visā šajā laikā. Tās izskatu nosaka instrumenti visā pasaulē. "Nolaižoties" uz zāles un lapotnes, viņš iesaistās pārtikas ķēdes. Šī iemesla dēļ, pārbaudot cilvēkus, kas atrodas tūkstošiem kilometru no testēšanas vietām, atklājas kaulos uzkrātais stroncijs-90. Pat ja tās saturs ir ārkārtīgi mazs, izredzes kļūt par “glabāšanas vietni” radioaktīvie atkritumi“cilvēkam neliecina par labu, izraisot kaulu ļaundabīgo audzēju attīstību. Krievijas reģionos (kā arī citās valstīs), kas atrodas tuvu ūdeņraža bumbu izmēģinājumu palaišanas vietām, joprojām ir vērojams paaugstināts radioaktīvais fons, kas vēlreiz pierāda šāda veida ieroču spēju atstāt būtiskas sekas.

Video par ūdeņraža bumbu

Ja jums ir kādi jautājumi, atstājiet tos komentāros zem raksta. Mēs vai mūsu apmeklētāji ar prieku atbildēsim uz tiem