Атомна бомба

Введення

Атомна бомба - снаряд для отримання вибуху великої сили в результаті досить швидкого виділення ядерної (атомної) енергії.

Вікіпедія том 2

Перша атомна проблема .

Наприкінці 1938 А.Ф. Іоффе отримав лист від Фредеріко Кюрі: відкритий принципово новий вид ядерної реакції - під дією нейтронів ядро урану розпадається на два радіоактивних осколки. Лист бурхливо обговорювалося на інститутському семінарі.

Кожного тижня приходили нові статті, що свідчать про величезний інтерес, викликаному відкриттям нової ядерної реакції - розподіл урану і торію. Інтерес межувала з ажіотажем, небаченим раніше в науці. Кожного тижня відомості доповнювалися важливими експериментальними фактами. Радянських фізиків і радіохіміки надзвичайно схвилювало це відкриття. Дослідження розподілу урану нейтронами зайняли з цього моменту центральне місце в лабораторії І. В. Курчатова. Радієвий інститут на чолі з В.Г. Хлопін розгорнув Радіохімічні дослідження поділу. Нова проблема захопила І.М. Франка в Москві і А.І. Лейпунський в Харкові.

У пресі стали з'являтися міркування про умови, в яких самопідтримується ядерна реакція могла б розвиватися. Перші абсолютно грубі оцінки розмірів уранового кулі, нагрівається за рахунок енергії реакції поділу, опублікував французький фізик Ф. Перрен. Користуючись мала тоді дуже неточними даними про перетині реакції поділу і числі звільнених нейтронів, Перрен прийшов до висновку, що необхідну кількість урану аж ніяк не велике - достатньо 7,5 тонн чистої смоляної уранової руди, щоб в урановій кулі розвивалася самопідтримується ядерна реакція. Обговорювалося також питання, з якою швидкістю розвиватиметься реакція, чи станеться вибух чи можна забезпечити спокійний плин її.

Тепер ми знаємо в який жах призвели ці відкриття Сціларда, Теллера, Вігнера, Вайскопф, Фермі. Ці вчені емігрували з Європи до США, коли до влади прийшли фашисти і в Німеччині та Італії почали переслідувати найбільших діячів науки. Вони боялися, що німецькі фізики зроблять і передадуть до рук Гітлера бомбу небаченої руйнує сили.

У цей час Курчатов все більше розширював дослідження. Організував семінар, що обговорювала питання поділу урану і торію. До роботи семінару привернув всіх Ленінградських фізиків, які цікавилися поділом урану і пов'язаними з ним проблемами. Склав перший проект організації робіт з дослідження урану. Разом з учасниками семінару писав листи до Академії наук, намічав заходи, необхідні для отримання ланцюгової реакції.

На проведеному 15-20 ноября 39 р. у Харкові черговій нараді фізико-математичного відділення АН СРСР з атомного ядра кілька доповідей була присвячена поділу урану і торію. Ігор Васильович брав активну участь у дискусії. Однак для надійного обгрунтування висновків не вистачало знання перетинів ділення на нейтронах різних енергій, поглинання і непружного розсіювання нейтронів в матеріалах, необхідних для конструкції уранового котла (пізніше він став називатися атомним реактором)

Після наради Курчатов всі сили спрямував на вирішення цих питань. Разом з вимірюванням елементарних констант він почав підготовку вирішального досвіду, який повинен був прямо відповісти на головне запитання: чи відбувається розмноження нейтронів в різних композиціях урану і сповільнювача. Для всіх цих дослідів необхідний був індикатор нейтронів, що викликають поділ урану, з чутливістю, у багато десятків разів перевершує чутливість зазвичай застосовуються індикаторів. Цю тонку експериментальну задачу Курчатов доручив своїм молодим співробітникам Флерова і Петржаку.

Винахідливий в постановки дослідів Флеров і тонкий рукоділля-художник Петржак добре доповнювали один одного і, за висловом Курчатова, на спільній науковій праці «становили величину більшу ніж два» робота в них кипіла. Незабаром вони вже спостерігали поділ урану фотонейтронамі. Як то вже пізно вночі вони прибрали джерело нейтронів, збираючись йти додому, і здивувалися: розподіл тривало. Подзвонили Курчатова. Обговорили дивовижний результат і продовжували спостерігати. О другій годині ночі Курчатов дзвонить в лабораторію:

- Ретельно перевірте. Це не відкриття а яка то бруд.

Курчатов в своїй стихії: виявлена аномалія! На протязі декількох місяців він змушує своїх учнів міняти умови дослідів і добувати неспростовні факти. Може бути лабораторія забруднена радіоактивністю? Ні, не один радіоактивний елемент не дає таких сильних імпульсів. Може бути поділ викликають космічні промені? Негайно досліди переносяться під землю, на глибину 40 м. На станцію «Динамо» московського метро. Ні, космічні промені тут не причому ... Коли всі сумніви були дозволені, Курчатов погодився на опублікування відкриття.

Учень не знаходить спокою.

У липні 1941 року Г.М. Флеров потрапив в ленінградське ополчення, потім був направлений у військово-повітряної академії в Йошкар-Олу. Наприкінці грудня 41 р. після успішного наступу наших військ під Москвою, він виклопотав поїздку до Казані, куди були евакуйовані багато інститути, для зустрічі з Курчатовим. Але Курчатов тоді ще не повернувся з півдня. Флеров виступив з доповіддю перед Іоффе, Капицею та іншими фізиками. З грунтовним викладом дослідів, які, на його думку, необхідно терміново ставити в Казані: треба досліджувати в «динамітні» ланцюгові ядерні реакції - реакції на швидких нейтронах. У доповіді він навів ряд аргументів в док-во того що для створення ядерного вибуху годяться легкий ізотоп урану і Протактиній. Детально розібрав ефекти, які можуть завадити вибуху і, вважаючи ядерний вибух реальним, перерахував найважливіші напрямки досліджень.

Про це він написав Курчатова. Однак лист потрапив Ігорю Васильовичу тільки після одужання.

Поточні справи відволікали Курчатова: його знову вимагають на флот (на початку війни він проводив різні роботи по розмагнічування кораблів т тд.), він виїжджає в Мурманськ і відповідь Флерова затримується.

«Одержимий» Флеров не відступає; виїхавши на фронт, він пише Іоффе: «Не можна залишати надії на успіх у здійсненні уранового зброї, але для цих військових цілей необхідно виділити легкий ізотоп урану. »Проїжджаючи через Воронеж, Флеров має можливість відвідати університетську бібліотеку. Переглядаючи американські журнали, він ще раз переконується, що американці не публікують відомостей з досліджень урану. Це зміцнює його рішення: відкладати більше не можна.

У травні 42 г. Флеров пише до Державної ради оборони, що «треба, не гаючи часу, робити уранову бомбу ». Повторює аргументи, наведені в листі Курчатова, призводить начерки плану організації робіт.

У цей час радянське керівництво вже мало інформацію про те, що у Німеччини і США в умовах особливої секретності ведуться термінові роботи по створенню нового надпотужного зброї.

До Москви викликані академіки Іоффе, Вернадський, Хлопін і Капіца для обговорення отриманої інформації та визначення перспектив розвитку відповідних робіт в СРСР. Хто із вчених міг би очолити наукове керівництво над роботами? З усіх запрошених ніхто атомного ядра не досліджував, але кращі ядерні лабораторії СРСР були в інституті керованому Іоффе. Коли звернулися за порадою до нього, він без вагань назвав Курчатова.

Курчатов був негайно викликаний до Москви. Через три дні, отримавши завдання очолити роботи зі створення уранової бомби, він повернувся до Казані схвильований і мовчазний.

Час сумнівів скоро пройшло. Не всім, правда, було до душі, коли Курчатов почав міцно брати справу у свої руки. Але він не знав відступів.

Проблеми йдуть, проблеми

повертаються.

Наприкінці 42 г. Держком оборони знайшов в країні сили, щоб підготувати і розвинути наступ під Сталінградом і одночасно почати наступ на атомному фронті. Курчатов був призначений науковим керівником уранової проблеми, і отримав завдання почати роботи в Москві. Звістка про призначення Курчатова до літа 43г. облетіла не тільки всі фізичні але і багато заводські лабораторії.

Фізики передавали один одному хвилюючу новина: «Курчатов створює урановий інститут!»

Незабаром число фізиків, які працюють з Курчатовим, сягає двох десятків. Однак не всі вірять в успіх розпочатих робіт. Є і мали сумніви, є і злі язики, що пророкує безнадія розпочатого великої справи. До Курчатова доходять всі ці розмови. Але він не полемізує: він зайнятий справою. Робота починається відразу. Президія Академії наук дозволяє розмістити лабораторії в Пижевском провулку в будинку Сейсмологічного інституту. Тут організовано штаб майбутнього інституту обговорюються головні завдання, проводяться семінари, де найбільше сперечаються Флеров, Зельдович, Померанчук, Харитон. У роботу включається Козодаев. Незабаром Джелепов і Не менш приймаються за проект нового циклотрону і розміщують на заводах у Москві замовлення на виготовлення його вузлів.

Але вже не вистачає місця. Курчатов займає незайняті приміщення в будівлі інституту загальної неорганічної хімії на Великий Калузької.

На калужской вперше біля дверей лабораторії фізиків, зайнятих атомним ядром з'являється озброєна охорона.

У червні 43 р. наші війська в запеклих боях на Курській дузі завдали нищівного удару гітлерівської армії, і погнали її до Дніпра, звільнили Харків.

Синельников той час же їде туди, в напівзруйновані німцями лабораторії і, узгодивши план дій з Курчатовим, намічає шляхи і терміни їх відновлення. Лабораторію Синельникова назвали Лабораторія № 1.

Сам Курчатов, заручившись підтримкою Державного комітету оборони, в цей час шукає місце для нового інституту.

Він зупиняє свій вибір на недобудованому триповерховому цегляному будинку за Окружною залізницею на краю неосяжного картопляного поля, в кілометрі від Москви річки.

Тут на краю колишнього Ходинському поля, почала будуватися Лабораторія № 2 А.Н. СРСР, яка зіграла величезну роль у рішенні атомної проблеми. Пізніше вона перетворилася в Інститут атомної енергії.

Вісті з-за океану

У середині 45г. надійшло повідомлення про вибух жахливої сили на полігоні в Аламогордо США. Курчатов з товаришами зустріли це повідомлення зі змішаним почуттям досади, задоволення і настороженості. Досади - тому, що американці зробили це раніше. Задоволення - тому, що можливість вибуховою самопідтримуваної ядерної реакції тепер доведена і зусилля вчених приведуть до заданої мети. Настороженості - тому, що Америка нічого не поінформувала про свої подальші наміри щодо цього видатного досягнення науки і техніки.

Не встигли утвердиться надії на міцний мир і торжество розуму, як всього лише через двадцять днів після Аламогордо пролунали вибухи в Хіросімі і потім в Нагасакі, луною відгукнулися на дипломатичних зустрічах.

Сталін сказав тоді (17 вересня 46 р.) відповідаючи на запитання кореспондента: «... атомні бомби призначені для залякування людей зі слабкими нервами, але вони не можуть вирішувати долі війни ... »Але, напевно, він вже тоді думав по іншому.

урановий котел

Співробітники довоєнної лабораторії Курчатова та інші фізики старшого покоління розкидані по різних інститутів і містах. Сил мало, а до мети треба прийти якомога швидше.

Курчатов сам веде ті роботи, які на його думку швидше призведуть до створення атомної бомби.

На першому етапі необхідні металевий уран і найчистіший графіт в небачених раніше кол-вах. Але точно вказати, скільки їх буде потрібно, Курчатов ще не може, і він розробляє ясну, детально продуману прог-му досліджень.

Кілька місяців триває напружена робота і ось 24 грудня 1946 стало ясно, що ланцюгова реакція піде.

На початку реакція наростала поволі, час подвоєння інтенсивності її становило десятки хвилин. Коли регулюючі стрижні підняли вище, час подвоєння скоротилося до 120 секунд і лічильники «захлинулися». Курчатов оцінив потужність.

- Ось вони, перші 100 ват від ланцюгової реакції поділу! Збільшити потужність реакції не вистачило духу.

Вночі Курчатов та його помічників опустили стрижні, погасивши першу в Європі ланцюгову реакцію поділу урану.

Мета близька

Наближався завершальний етап. Пального накопичено достатньо, св-ва його атомних ядер вивчені. Грунтуючись на розрахунках фізиків і математиків конструктори створили моделі зброї.

Але перш ніж зробити вирішальний випробування на полігоні, Курчатов залучив найкращих фізиків-експериментаторів до ретельної перевірці того, як буде розвиватися ланцюгова реакція у створеній конструкції. Досвід йшов за досвідом з найбільшими обережністю, щоб не випустити реакцію з-під контролю, але в той же час що б якомога ближче підійти до умов, які будуть спостерігатися при вибуху. Сумнівів більше немає! Всі зроблено правильно. Курчатова стежка виконати вирішальний експеримент - зробити перший вибух.

Настав самий напружений момент. Відповідальність за випробування уряд покладає на Курчатова. У період підготовки проведення вибуху йому підкоряються всі учасники випробувань: і військові частини і цивільні особи. Треба зробити все, що б вибух вийшов очікуваної великої потужності. Але є невелика вірогідність, що він не вдасться чи буде меншої сили. Якщо перше випробування зірветься всі будуть пригнічені, нерви не витримають напруги, що б добре підготувати друге випробування. Тому Курчатов квапить з виготовлення другого примірника бомби.

Фінальний збір бомби ведеться під неослабленним спостереженням Курчатова та Завенягіна. Нарешті її піднімають на металеву вежу де вона буде підірвана.

Вибух

Випробування на світанку 29 августа 49 р. пройшло успішно в присутності Верховного командування СА, керівників Партії та Уряду.

Фізики, творці бомби, побачивши сліпуче світло, яскравіше, ніж в самий яскравий сонячний день і присадкуватий хмара, що йде в стратосферу, з полегшенням зітхнули. Свої зобов'язання вони виконали.

Список використаної літератури

Вікіпедія. Том 2; 4; 21. І. Н. Головін «І.В. Курчатов »Москва Атомиздат 1973

Є.І. Хлопці «Проблема 92» Москва «Молода Гвардія» 1973 р.