История создания атомного оружия

В данном реферате я рассматриваю историю создания атомного оружия в Германии, Британии, США, СССР и во Франции. Также мною рассмотрены проблемы, с которыми они столкнулись на пути его создания или не создания. Я не рассматриваю поражающие факторы и последствия, которые может вызвать этот вид оружия.

Развитие атомного оружия.

Франции

В данной главе рассмотрим, роль французов в создании и развитии атомного оружия. Что касается французов, то остается неясным, какое место занимала в их намерениях бомба, и какое место занимала – производство промышленной энергии. Каждый член коллектива, работавшего тогда в Коллеж де Франс, имел по этому поводу свое мнение, так же как и правительственные чиновники, ученые, поддерживавшие предпринятое дело. Несомненно, что мысль, зародившаяся у Халбана, О медленных нейтронах, а не о быстрых, вела скорее к ядерному реактору, а не к бомбе.

Жолио-Кюри со своим коллективом работал примерно в течение года (до лета 1940 г.) над проблемой самоподдерживающейся цепной реакции, которую хотел использовать как источник промышленной энергии.

В течение всего лета 1939 года французы продолжали эксперименты, используя блоки различной формы и размера из окиси урана и размещая их по-разному. В качестве замедлителя они сначала пробовали применить простую воду, затем уголь и даже большие блоки из твердой углекислоты. В августе 1939 года Жолио-Кюри начал новый эксперимент, собрав блоки из окиси урана размером 3 на 15 дюймов в виде сферы. Вся сфера поливалась водой, которая девствовала как замедлитель. Было обнаружено, что деление одиночного ядра урана в середине всей такой сборки вызывало цепную реакцию. Но реакция не поддавалась контролю с помощью различных методов, доступных экспериментаторам. Тем не менее, этот эксперимент, проведенный в августе 1939 года (результаты его были опубликованы в следующем месяце), показал, что цепную реакцию можно вызвать искусственно. Жолио-Кюри и его коллектив готовы взялись за разрешение этой проблемы, но до конца решить ее во Франции не смогут в связь с начавшейся войной. До полной оккупации Франции их коллектив будет работать. Первые эксперименты были не удачны, так как не было хорошего замедлителя. Одному из сотрудников коллектива, а именно Халбану пришла в голову мысль использовать в качестве замедлителя графит. Существенная особенность любого замедлителя – высокая степень чистоты. Так как именно графит выпускался в промышленности с большой степенью чистоты, чем какой-либо другой материал. Тогда Жолио отправился к Дотри, французскому министру вооружений, и попросил обеспечить его коллектив графитом. Министр подыскал источник снабжения графитом в Гренобле и получил разрешения пользоваться им. Вскоре после этого Халбан и его помощники работали в сердцевине глыбы чистого графита десять футов высотой, и пять квадратных футов сечением. Ученые предполагали, что графит и уран, смешанный вместе в виде гомогенной (однородной) массы, не вызовут цепную реакцию, но такую реакцию можно получить в гетерогенной (неоднородной) системе – системе, в которой урановые блоки были бы установлены внутри графитовой решетки. Относительно последнего предположения существовали некоторые сомнения.

Вскоре после этого бесплотного эксперимента Халбану пришла в голову мысль использовать в качестве замедлителя тяжелую воду. Впервые ее получил проф. Г. Юри, награжденный за это Нобелевской премией. Тяжелая вода уменьшает скорость нейтронов, но редко поглощает их. В обычной воде на каждые 5000 атомов водорода содержится только один более тяжелый изотоп. К 1939 году были разработаны различные методы отделения тяжелого водорода от обычного, и поэтому в очень небольших количествах тяжелая вода стала доступной для исследований. Расчеты показали, что тяжелая вода в качестве замедлителя была бы идеальным веществом, так как она способна замедлять свободные нейтроны до нужной степени, не поглощая их. Поэтому необходимо было получить тяжелую воду и при этом в достаточно большом количестве. Жолио-Кюри снова обратился к министру вооружений.

В то время, в первую зиму войны, тяжелая вода производилась в промышленном масштабе только в местечке Рьюкан (центральная Норвегия), где фирма «Норск Хайдро» в 1934 году пустила завод по ее выработке. Производство росло медленно, и к началу войны было изготовлено очень небольшое количество этого продукта. Большую часть его фирма продала в различные европейские лаборатории для научных экспериментов. До конца лета 1939 года немцы закупили тяжелой воды очень немного, и казалось, проявляют мало интереса к ней.

На встречи с министром Жолио-Кюри сказал, что, по его подсчетам, существующий в Норвегии запас дал бы ему возможность выполнить «решающий эксперимент».

Но нужно было спешить, так как в 1940 году германские власти полностью изменили свое отношение к ядерным исследованиям: если раньше они проявляли мало интереса к продукции Рьюкана, то теперь создалось впечатление, что они срочно решили обеспечить себя, наличным запасом тяжелой води из Норвегии. И заказ на воду был уже получен от германских властей, но директор завод заказ не принял, и заключил договор, согласно которому Франция могла во время войны свободно пользоваться всей тяжелой водой (всего около 185 килограммов), имевшейся на заводе в Рьюкане. Теперь возникла сложность с доставкой этой воды во Францию. В результате спецоперации около тридцати канистр перевезли в Британию самолетом, потом провезли через все страну поездом и доставили на побережье. К 16 марту в 1940 году весь мировой запас воды был упрятан в подвалах Колледж да Франс. Работа началась с новым рвением.

Недолго пришлось Жолио-Кюри и его коллегам работать с тяжелой водой в Колледж де Франс: им помешало наступление немцев. За шесть дней противник заставил капитулировать Голландию и продвигался через северную Бельгию по направлению к Брюсселю. 15 мая 1940 года немцы пересекли реку Мез (Маас) в трех местах между Намюром и Мезьером. Тогда министр вооружений Дотри приказал Жолио-Кюри сделать все необходимое, чтобы тяжелая вода не попала в руки немцев. В начале вода хранилась в подвалах Французского банка в Клермон-Ферране. Затем Халбан перевез ее в Мон Доре –курорт в центральной Франции, где она были помещена в тюрьме, также была сделана небольшая лаборатория из оборудования которое можно было быстро перевести. Однако к 12 июня немцы форсировали Марну возле Шатто-Тьерри, всего в 50 милях от Парижа. В Коллеж де Франс Жолио-Кюри, предупрежденный о решении объявить Париж открытым городом и уже знающий о неизбежности немецкой оккупации, готовился к отъезду. Перед отъездом он начал отбирать наиболее важную техническую документацию. Документы, необходимые для дальнейших исследований, он положил в портфель, который брал с собой. Другие, не столь необходимые для дальнейших исследований, были сожжены. В связи с продолжающимся отступлением правительство приказало, перевести тяжелую воду в Бордо и оттуда в Англию.

Воду с помощью судна перевезли в Британию вместе с некоторой частью коллектива Жолио-Кюри. Он же сам остался во Франции и продолжал работать в Париже в лаборатории Колледж де Франс, которая позднее была частично занята немцами. Ученый исследовал одну из областей ядерной науки, которой давно собирался уделить внимание, - применение излучений и меченых атомов в биологии. И под носом у немцев (соседняя дверь вела в комнату, занятую ими) он впоследствии помогал изготовлять радиостанции, зажигательные бомбы и другое оборудование для подпольного Национального фронта, главой которого он позднее стал. Дважды подвергался ученый арестам гестапо (один раз после того, как провел в музее естественной истории встречу лидеров Сопротивления). Оба раза ему удалось освободиться. Позднее Жолио-Кюри первым возглавил Французскую комиссию по атомной энергии. Этот пост он занимал до тех пор, пока его поддержка коммунистов не зашла слишком далеко, и он был смещен.

Те ученые, которые сумели выехать в Британию, были радушно приняты. Английские ученые выслушали их доклады, при этом их ожидания не оправдались. Так как не было еще достаточно ясно, что между самоподдерживающейся цепной реакцией на медленных нейтронах и изготовлением ядерного оружия могла существовать прямая связь. В результате среди английских ученых возникли расхождения в том, следует ли и каким образом использовать французов в британских исследованиях. Французским ученым, а именно Халбану и Коварски сообщили, что они могут работать в Кавендишской лаборатории в Кембридже, куда уже была доставлена тяжелая вода. Условия в, которых они работали, стараясь впервые в мире доказать возможность работы ядерного реактора, были тяжелыми. Так как не хватала персонала, оборудования было не достаточное финансирование. Но все равно в этих тяжелых условиях был поставлен эксперимент, который показал что окись урана, применяемая вместе с тяжелой водой в качестве замедлителя, могла обеспечивать самоподдерживающуюся цепную реакцию. После доклада французских коллег английские ученые стали приходить к выводу, что реактор, мог бы производить в своем «чреве» взрывчатое сырье, которое будет в такой же степени делящимся, как и уран-235.

Позднее американские ученые познакомились с работами Халбаном и его коллегами. И предложат ему сотрудничество. Об этом будет идти речь в следующих главах.

Можно сказать, что французы внесли свой вклад как в разработку ядерного реактора, так же и в разработку ядерной бомбы. Если бы не война, возможно, что во Франции был бы построен первый ядерный реактор, а значит и первое атомное оружие.

Германия

В данной главе речь пойдет о разработках немецких ученых. Ядерное деление впервые было открыли в лаборатории Гана. Уже несколькими месяцами позже Флюгге обронил намек относительно ядерного оружия. Германская наука отличалась методичностью и серьезностью и обладала широкими возможностями. И государственная философия, которая все подчиняла завоевательным целям, несомненно, поспешила бы использовать столь ценное потенциальное открытие Гана. Все это вызывала тревожные мысли, поэтому было приняты серьезные меры к выяснению того, как далеко продвинулись немцы в этом направлении.

На официальном уровне широкой огласки не было. Только по небольшим отрывкам можно было сказать, что разработки ведутся. В одном германском журнале, выходившем два раза в год, помещался перечень лекций, из которого было видно, кто читал лекции, где и когда. Большинство немецких физиков-ядерщиков работало в своих обычных университетах, выполняя обычную работу и публикуя обычные статьи, и ничего особенно важного там не происходило. Несколько статей, касающихся атомной энергии, в том числе и написанные Флюгге, также было опубликовано, но их содержание позволяло предполагать, что они не имели особенного военного значения для немцев.

В 1940 году появились некоторые признаки работы над бомбой. Во-первых, создавалось впечатление, что Гейзенберг был занят чем-то необычным. Так как один из его сотрудников опубликовал докторскую диссертацию, в конце которой автор благодарит за помощь нескольких люде, но имени Гейзенберга не называл, хотя диссертация относилась именно к его области. Во-вторых обратили внимание на имена людей, составлявших аннотации по тематике ядерной физики, и по проблеме разделения изотопов. Все это наводило на мысль что немцы если и работают над каким-то проектом ядерного оружия, то они еще не взялись за него по-настоящему.

После 1940 года немцы дали указание руководству фирмы “Норск Хайдро” довести поставки тяжелой воды до 3000 фунтов в год. В начале 1942 года это число было увеличено до 10000 фунтов. Йомар Друм , один из руководящих инженеров на заводе “Норск Хайдро” , по этому поводу выезжал в Германию. Он подтвердил, что тяжелая вода нужна немцам для ядерных исследований, и сумел переслать в Лондон доклад о современном состоянии норвежского завода. Это сообщение было очень важное по следующей причине. Так как в больших количествах тяжелая вода фактически не имела промышленного применения, то полученное сведения, казалось, подтверждали, что противник продолжает ядерные исследования. Поэтому завод в Рьюкане для Британии стал потенциальной целью, которую она должна была уничтожить. Первая попытка уничтожения этого завода окончилась катастрофой. Никаких повреждений причинить не удалось, часть людей была захвачена в плен, и впоследствии расстреляна немцами. Вторая попытка оказалась успешной. К тому времени, когда завод отстроили заново, советская авиация разбомбила его еще раз. В конце концов, поняв, что восстановление завода почти невозможно, немцы отдали приказ переправить в Германию весь уцелевший запас тяжелой воды. На середине пароход Тиннньсо-Фьорда, перевозивший драгоценный груз на юг, был потоплен бомбой замедленного действия. Целые серии экспериментов в Германии были отложены из-за недостатка тяжелой воды; в конце концов, немцы были вынуждены обратиться к обычной воде. Эта замена, конечно, сильно сократила их возможности.

Неудача германской науки в попытки изготовить ядерное оружие была следствием сложной комбинации различных фактов. Существует, например, распространенная в послевоенные годы среди немцев теория, согласна которой, германские ученые не хотели дать в руки Гитлеру столь чудовищное оружие. Кроме того, как стало известно теперь, некоторые физики, не поддавшиеся обольщению нацисткой философией, в течение войны не принимали участие в ядерных исследованиях, и их лаборатории дали мало ценных результатов. Также известно, что многие ученные пытались, даже усиленно пытались создать ядерное оружие, но потерпели неудачу. Одной из вероятных причин неудачи был, если можно так выразиться, интеллектуальный климат Германии, не стимулировавший независимости мышления. Немцы добились успеха в создании многих хитроумных навигационных устройств, управляемые снарядов и дальнобойных ракет. Может интеллектуальный климат, более важен для полного понимания новой идеи и менее важен, когда проблема превращается скорее в технологическую задачу.

Кроме ограничений, берущих начало от политических догм, были и другие, связанные с тем, что у немецких физиков существовала тенденция жить в своем собственном академическом мирке, изолированном от остальных нации. Как бы там ни было, проблема изготовления урановой бомбы после 1941 года стала неразрешимой в Германии из-за бомбежек и других военных ударов, а это вынудило Альберта Шпеера, германского министра вооружения, решительно ограничить ядерные исследования после 1942 года.

До 1942 года, когда время было уже упущено, вся проблема никогда серьезно не рассматривалась ни Гитлером, ни германским высшим командованием. Не допускалась сама мысль, что германия армия могла нуждаться в поддержке ядерным оружием. Во многом по той же причине немцы никогда не создавали самостоятельной бомбардировочной авиации, а вместо нее строили самолеты, прежде всего для взаимодействия с пехотой не поле боя. Хотя проекты четырехмоторных бомбардировщиков дальнего действия были разработаны. Но по разным причинам такие бомбардировщики так не были никогда пущены в производство.

Изучение «урановой бомбы» в Германии началось в 1939 году на довольно бессистемной основе двумя отдельными группами, не знавшими даже о существовании друг друга. Одна из них возглавлялась проф. Эрихом Шуманом. В начале весны 1939 году Шуман вместе с немногими немецкими физиками-ядерщиками попытался изготовить ядерный реактор на военном испытательном полигоне. К началу войны был достигнут небольшой прогресс, вызвавший некоторый интерес. По славам Гейзенберга, в эту группу направляли более крупных ученых включая, Гана, Гейгера, фон Вейцзекера и Боте. Тем временем проф. Абрахам Эзау, ведавший вопросами физики в германском министерстве просвещения, сформировал совершенно независимую группу. На некоторых людей, привлеченных для исследований в области ядерного деления, претендовал также и Шуман. В общем, однако, обе группы работали отдельно до тех пор, пока не вспыхнула войны, после чего между ними был достигнут компромисс по таким вопросам, как приоритет и обеспечение материалами.

Можно выделить следующее. Первое, у немецких ученых и всех других причастных к работе над бомбой, не было сознания жизненной необходимости этого дела. Во-вторых, немцы не знали, что ключ к бомбе заключается скорее в быстрых, чем в медленных нейтронах. По немецким представлениям, первой задачей являлось создание реактора на медленных нейтронах; выполнив ее, можно было строить другой, не такой большой, но более активный реактор, который и был бомбой. Поэтому немецкие физики, интернированные в 1945 году неподалеку от Кембриджа, считали сообщение о бомбе, сброшенной на Хиросиму, чистейшей пропагандой; позже они решили, что эта бомба представляла собой некоторую разновидность реактора на медленных нейтронах.

В 1939 году Гейзенберг пришел к выводу что тяжелая вода - наилучший вид замедлителя, поэтому фирма “Норск Хайдро” и получила указание о расширении производства.

Благодаря спецоперациям Германия не смогла получить тяжелую воду в количествах, достаточных для серьезных экспериментов. Когда в 1945 году впервые стало известно, что тяжелая вода требовалась немцам только для исследований, направленных на разработку реактора, то некоторым стало казаться напрасным уничтожение завода в Рьюкане. Это, как установили позже, было не так. Проф. Эзау утверждал, что решающие эксперименты, которые могли показать осуществимость или, наоборот, неосуществимость цепной реакции с использование оксида урана и тяжелой воды, не были проведены ввиду неполучения тяжелой воды из Норвегии. Имея в достаточном количестве тяжелую воду, немцы могли успешно продвинуться вперед: построив реактор, они бы обнаружили, что шли неправильным путем, и наверняка открыли бы возможность получения плутония, делящегося, так же как и уран-235. Теоретически положение о получение ядреного взрывчатого вещества в реакторе было выдвинуто в Германии летом 1940 году, но проверить его не удалось. Так же было и с разделением изотопов.

К 1942 г. группы Шумана и Эзау пришли к выводу о невозможности изготовления ядерного оружия в ближайшем будущем. Не смогли они также доказать и осуществимость ядерного реактора, который можно было бы рассматривать как первый шаг на пути к бомбе.

Некоторым практическим осуществлениям помешали три обстоятельства.

Во-первых, все расширялся масштаб союзных бомбардировочных налетов, заставлял исследовательские группы переезжать из города в город, поскольку здание и оборудование разрушались.

Во-вторых, становилась все более ясной неспособность германской промышленности изготовить ядерное орудие.

В-третьих, Гитлер и его штаб признали целесообразность сконцентрировать все усилия на разработке только таких видов оружия, которые можно было быстро ввести в действие.

В течение двух лет немецкие исследователи были рассредоточены по центральной Германии и Баварии. Они еще продолжали примитивные эксперименты с обогащенным естественным ураном, в котором содержание урана-235 слегка превышало природное; в условиях растущего хаоса упрямо старались построить свой первый ядерный реактор.

Но они не сделали то, что задумывали. Если бы немцы первыми сделали бомбу, возможно, что исход войны был бы другой. Над вопросам могли или нет немцы создать атомное оружие, спорят до сих пор.

Британия

Возможно, что Британия могла стать первой ядерной державой. В апреле 1940 года был создан комитет Томсона, его субсидировало правительство (правда, не очень щедро), этой организации было поручено заниматься специально бомбой, с этого момента начинается официальное работа британских ученых. Комитет Томсона в одном очень важном отношении отличался от всех остальных исследовательских коллективов военного времени в Британии. Большая часть работ носила характер усовершенствования военной техники – танков, средств борьбы с ними, пушек, зенитных снарядов и т.п. Здесь на лицо была прочная база не только теоретическая, но и практических знаний и опыта, опираясь на которую мог работать конструктор оружия. В случае с урановой бомбой, как ее называли, такой прочной базы не существовало. Многие еще не могли точно сказать, что собой представляет урановая бомба, что она сможет сделать и какой будет силы взрыв. Это неведенье в 1940 г. того, что в действительности представляет собой ядерная энергия, - неведения, которое в то время было почти всеобщим среди ученых, начальников родов войск, промышленных и государственных деятелей.

Члены комитета впервые собрались в помещении Королевского общества. Одним из первых надо было решить вопрос о названии комитета. В разговорной речи его уже называли «комитетом Томсона» или «комитетом проф. Томсона», но такие названия не годились. Прямое указание на то, что Томсон возглавляет такую группу, говорило любому мало-мальски осведомленному человеку о работе англичан над проблемой деления урана. Нужно было придумать условное наименование в чисто военном стиле. Кто-то из присутствующих на заседании предложил назвать британскую группу «Мауд Комитти» (Комитет Мауд), т.е. словами, не имеющими никакого значения. Комитет, которому присвоили столь курьезное название, проводил свое организационное заседание в Барлингтон-Хаузе. Комитет состоял не только из постоянных членов, но также и из ученных, которых приглашали на одно - два заседания для выяснения их мнения по специальным вопросам; на отдельных заседаниях присутствовали и промышленники, от которых требовались те или иные советы, или ученые из союзной страны. Приглашение «гостей» на эти секретные совещания было очень важно для всестороннего обмена идеями, без чего проект бомбы никогда бы не смог осуществиться.

Комитет Томсона занялся разрешением трех отдельных, но взаимосвязанных проблем. Во-первых, следовало получить большие сведений относительно самого ядра урана, так как от этого зависел успех в создании урановой бомбы вообще и, в частности, определение размеров уранового взрывчатого заряда. Фриш и Пайерлс в Бирмингамском университете усилено работали над определением сечения захвата уранового ядра. Было очень важно знать степень точности этого определения. Требовалось также убедиться в справедливости многих других основных характеристик ядра – непостижимо крошечного комка частиц, плотно удерживаемых вместе внутриядерными силами.

Во-вторых, надо было исследовать невероятно сложную картину: что же происходит при многомиллионном повторении процесса деления, которое в ничтожную долю секунды должно высвободить чудовищную энергию? Предмет исследования был таков, что за разрешение его могли взяться только физики – ядерщики, в совершенстве знающие математику.

Третьей была проблема отделения от тысячи атомов природного урана таких семи атомов, которые содержат 142, а не 146 или 142 нейтрона, заключенных в ядре, - атомов, и химически и во всех других отношениях, за исключением внутреннего строения, подобных остальным 993 атомам.

Решение этих трех главных проблем, а также множества других, менее значительных, требовало денег, соответствующих условий и людей. Нужно было закупать уран и всевозможное оборудование, выплачивая жалование персоналу, находить лабораторные площади, печатать материалы, неофициально договариваться с университетскими руководителями и т.д. И все это организовывать без ущерба для других разработок военного ведомства, не вызывая у случайных свидетелей и тени подозрения о том, что физики – ядерщики включились в военные исследования. Ощущалась также острая нужда в ученых.

Однако не смотря не тревоги и сомнения среди определенных кругов ученых – ощущения, которым предстояло и дальше расти и распространяться, «новобранцы» для разработок все же нашлись, и весной 1940 г. они взялись за дело серьезно.
Наиболее важные теоретические вопросы были связаны с определением сечения захвата самого ядра и размерами критической массы для урана-235. Определение сечения проводилось сначала в Ливерпульском университете. Здесь Чедвик и его коллектив продолжали, теперь уже в официальном порядке, работу, которой они занимались несколько месяцев как частной. Несколько позже, когда работа развернулась еще больше, и возникли новые проблемы, было решено привлечь к работе и Кавендишскую лабораторию. В Кембридже в исследования включились два замечательных физика. Один из них был проф. Норманн Фезер, другим – Эгон Бретчер. Теоретические положения проблемы разрабатывались в Бирмингаме Пайерлсом.

Коллективы Чедвика в Ливерпуле и Пайерлса в Бирмингаме имели дело с относительно секретными вопросами, касавшимися ядерного оружия, характеристики взрыва и вычисления размеров разрушений, которые он мог причинить. Крайне важным был вопрос о получении самой ядерной взрывчатки. Возможность изготовления бомбы теперь зависела целиком – или это так казалось в 1940 г. – от того, удастся или нет получить в достаточном количестве уран-235. Трудность заключалась в разделении изотопа урана. В 1939 г. Фриш лично проделал некоторые эксперименты в Бирмингаме, также весьма важные попытки разделить два изотопа урана, были предприняты в Кларендонской лаборатории (Оксфорд). В Оксфорде занимался этой проблемой Франц Симон. Всю зиму 1939/40 г. Симона не оставляла мысль о различных вариантах разделения изотопов. Однажды утором Симон появился в Кларендонской лаборатории с простым кухонным ситом, сделанным из металлической сетки. Держа его против света, ученый обратил внимание своих сотрудников на множество мелких дырочек, сказав: «То, что мы ищем, представляет собой нечто подобное, только с гораздо более мелкими отверстиями». Это уже была идея промышленного использования диффузионного метода разделения изотопов, который в лабораторном масштабе применялся десять лет назад в Берлине проф. Герцем для разделения изотопов неона. Основной вклад Симона в историю создания бомбы и заключается в реализации громадных возможностей этого метода, а также в проектировании полупромышленной установки.

Принцип действия такой установки прост. Изотоп урана-235 немного легче, чем изотоп уран-238, так как в ядре первого заключено на три нейтрона меньше. Поэтому если уран в какой-либо газообразной форме будет проникать через фильтр с ничтожно малыми отверстиями, то изотоп уран-235 пройдет несколько быстрее, чем более тяжелый изотоп; газ по ту сторону фильтра будет содержать несколько больше урана-235 по сравнению с газом, не прошедшим еще сквозь фильтр. Разница эта мала, и ясно, что необходимо заставлять газ проходить через очень большое количество фильтров, или мембран, чтобы получить ощутимый результат. Трудности обращения с ураном в газообразном виде, точность определения стенки обогащения газа ураном-235 на каждой стадии, проектирование аппаратуры, способной давать продукцию в нужном количестве, - все это было только одной стороной дела. Первое, что следовало сделать, это испытать сам метод. Испытание показали, как мало знали в то время о газовой диффузии. Никто тогда еще не имел ни малейшего представления о том, какие оптимальные температуры и давления требовались для работы аппаратуры. Никто не знал, какой материал наиболее подходящий для мембран. Кроме того, возникли затруднения при определении размеров отверстий: если бы они были слишком велики, то это повело бы к снижению производительности всей системы разделения; если бы они были чересчур малы, то, очевидно, уменьшили бы скорость процесса. В начале попробовали «голландское полотно», это очень тонкая медная сетка с несколькими сотнями отверстий на дюйм. Эксперименты проводились в надежде найти на основе принципа «пробуй-ошибайся, ошибайся-пробуй» наиболее подходящие размеры отверстия. Эти эксперименты продолжались все лето1940 г, также параллельно велись испытания по всем направлениям.

Работе препятствовали постоянные немецкие бомбежки. Они начались в сентябре 1940 г. и практически закончились в ночь на 10 мая 1941 г., когда палата общин, военное ведомство, 14 больниц, королевский хирургический колледж и ратуша вместе с сотнями других зданий были сожжены или превращены в развалины. Это были последние и бесплодные попытки немцев бомбежкой Лондона поставить противника на колени. В таких условиях людям нужны были крепкие нервы и непоколебимая вера в будущее, чтобы заниматься работой по созданию оружия, для изготовления которого требовалось четыре или пять лет, хотя и тогда их могла постичь неудача. В условиях бомбардировок даже простая организация заседаний комитета, переписка и обсуждение итогов встречали неожиданные трудности.

В течение всего периода бомбежек работы по трем направлениям проводились в Ливерпули, Бирмингаме и Оксфорде. Вскоре они начали давать результат. Некоторым работникам становилось ясней и ясней, что проблема изготовления бомбы принимала новую форму. Вопрос о том, можно ли было ее построить, постепенно терял свое значение; вместо него важнейшим становился вопрос о целесообразности ее изготовления: оправдаются ли колоссальные затраты людских сил, материалов и денег, которые, очевидно, потребуются?

В Ливерпуле Чедвик со своим коллективом старался получить основные ядерные величины, от которых зависела возможность срабатывания бомбы. Фриш также имел дело с проблемой исследования того, каким образом должны были соединиться вместе две «некритические» половинки, чтобы образовать критическую массу для взрыва. Ученый использовали всю свою изобретательность для придания реальной формы теоретической проблеме. С этой целью он построил оптическую модель бомбы, в которой роль нейтронов играли световые лучи. С помощью этой модели Фриш предполагал установить, что будет происходить по мере сближения двух некритических половинок. Точное значение критической массы оставалось неизвестным до начала 1941 г., когда ее определили в Ливерпуле. Фриш принимал активное участие в эксперименте, а Пайерлс и Прайс проводили вычислительную работу.

В Бирмингаме Пайерлс и его коллектив пользовались экспериментальными данными, получиными в Ливерпуле, для вычисления критического размера взрывчатой начинки бомбы, проверки механизма ее чудовищного взрыва и для вычисления количества энергии, которое должно выделиться. Кроме того, они изучали варианты различных устройств, необходимых для усиления взрыва. Пайерлс лично помогал решить многие чрезвычайно сложные математические проблемы, возникающие в процессе работы по разделению изотопов в Оксфорде. Всюду, где было возможно, вычисления одной группы проверялись другой. Все исследование неизменно стали подтверждать основную теоретическую возможность создания бомбы, т.е. если два куска некритического размера чистого урана-235 сблизить вплотную, то результатом будет взрыв ужасающей силы. Оставался нерешенным последний вопрос: можно ли получить уран-235? Чтобы ответить на него, требовалось не только умственное напряжение, но и успешное разрешение множества буквально пугающих загадок химической технологии. К началу зимы 1940 г. стало казаться, что решение всех этих вопросов возможно.

Деятельность Симона и его оксфордского коллектива по разделению изотопов покоилась на довольно шаткой базе контракт с министерством авиационной промышленности на сумму 5000 фунтов стерлингов, выданного Оксфордскому университету летом. Работа, которую начал оксфордский коллектив, шла по двум направлениям. Во-первых, нужно было определить физические и химические свойства гексафторида урана – газа, который имел наилучшие перспективы для разделения изотопов методом газовой диффузии. О нем пока мало знали, но предполагали, что этот газ обладает многими отрицательными и трудноустранимыми свойствами. Во-вторых, требовалось определить точно, каким путем, и при каких условиях можно отделить один изотоп от другого при прохождении сквозь мембраны.

К началу зимы многие из этих теоретических барьеров и некоторые другие затруднения были преодолены. Успешные результаты оксфордского коллектива нашли свое отражение в многостраничном исчерпывающем докладе, составленном Симоном в середине 1940 г. В этом докладе говорилось не только о путях преодоления многих трудностей, но и о проекте завода, необходимого для выполнения работы. Составление проекта завода для разделения редких изотопов урана было наиболее важным шагом, после чего вся проблема стала выглядеть значительно проще в техническом отношении. Симон понимал, что проект интересен, но довольно дорогой в условиях военного времени.

В письме от 15 июня 1940г. в журнале «Физикл ревю» американские ученые Макмиллан и Абельсон утверждали, что при наличии определенных условий захват нейтронов ураном-238 приводит к образованию относительно стабильного элемента с атомным номером 94 и массовым числом 239. Этот элемент в последствии назвали Плутоном. Это факт заинтересовал английских ученых, несмотря на все неопределенность, чувствовалось, что новый элемент мог приобрести большое военное значение. Согласно вычислениям, плутоний и уран-233 могли делиться примерно тем же путем, что и уран-235. В дальнейшем требовалось только отделить элемент уран от химического отличного элемента плутония вместо того, чтобы пытаться осуществить бесконечно более трудное разделение двух изотопов – урана-238 и урана-235. Несмотря на открытие нового элемента, завод по разделению изотопов урана никто не хотел отбрасывать. К 1941 г. исследование и разработки по разделению изотопов были значительно расширены. К этому времени уран-235 почти стал реальностью, в то время как с плутонием дело обстояло совершенно иначе. Ничего не было известно о его химических свойствах, - все это, как и многое другое, противопоставлялось сравнительной легкости отделения его от урана. В результате уран продолжали рассматривать как основную ядерную взрывчатку, хотя в первые месяцы 1941 г. вели исследования в обоих направлениях.

Самыми тяжелыми проблемами, были проблемы выдвигаемыми Симоном в проекте постройки завода по отделению легкого изотопа урана. Центральной проблемой являлось изготовление мембран в колоссальных количествах. Но и эта проблема со временем была решена.

Летом 1941 г. правительству был предоставлен правительству доклад от «Мауд Комитти», о создании «урановой» бомбы, количество людей, средств, ресурсов и денег которые потребуются для ее создания. Главное, доклад «Мауд Комитти» означал конец одной стадии и начало другой на пути создания оружия. Теперь правительству предстояло решить три проблемы. Во-первых, надо ли изготовлять бомбу вообще? Во-вторых, стоит ли до конца войны предпринимать что-либо для получения промышленной атомной энергии с помощью реактора, и если да, то делать ли это в порядке субсидируемых правительством работ или отдать их в руки частных предпринимателей? В-третьих, в каких пределах возможно и целесообразно привлекать к ядерному предприятию американцев? Американцы уже проявляли интерес к ядерным разработкам англичан, также как и англичане проявляли интерес к работам американцев.

Правительство приняло положительное решение в отношении разработки «урановой» бомбы. В сентябре, научно-консультативный комитет рекомендовал, что опытный завод по производству урана-235 был построен в Англии, а завод промышленного масштаба - в Канаде. Также допустили американскую компанию к работам, были достигнуты соглашения по патентным проблемам. Правительство выделило на 6 месяцев сумму равную 100000 фунтов стерлингов. Начиная с осени 1941 г. вокруг проекта в целом возникла новая атмосфера. До этого времени его участники в основном только вели разговоры относительно бомбы, отныне же они должны были помогать в изготовлении практического оружия войны.

«Тьюб Эллойс» - первая в мире британская организация для производства ядерного взрывчатого вещества – была создана в октябре 1941 года. Но уже через два года ее программу работ затмила несравнимо более крупная по размаху программа США, начатая с декабря 1941 года. И хотя эта программа на словах считается объединением проектом, Британия оказалась оттесненной от какого бы то ни было контроля за всем предприятием. Такое положение сложилось почти исключительно потому, что Америка, обладала значительно большим научным и промышленным потенциалом, была избавлена от угрозы бомбежек, в то время как Британия всегда находилась в опасности. Поглощение британских усилий оправдывалось здравым смыслом и взаимными потребностями.

В связи с этим Британия стала дающей стороной, со временем от английских ученных стали вскрывать некоторую информацию и постепенно переводить их на второй план. Даже переговоры между двух высших госчиновников Британии и Америки, привели к незначительным изменениям в отношениях по ядерному оружию.

Наиболее важным кажется то, что Англия поставила перед собой задачу изготовить такое оружие. В этом отношении она была первой в мире. Но с другой стороны, еще очень многое оставалось сделать ученым и инженерам. В отношении математических и расчетных выкладок Британия была на голову выше Америки. Если бы не постоянные атаки немцем, кто знает, какая бы страна испытывала первое в мире атомное оружие.

Соединенные Штаты Америки.

Америка это первая страна, которая испытала ядерное оружия, а также применила его. Перед началом Второй мировой войны США была мало активна в сфере атомного оружия. Америка, в свою очередь, чувствуя себя в безопасности за широкими просторами Атлантического океана, сожалела о нежелательной направленности событий, в Старом Свете, но пока еще мало что предпринимала.

Альберт Эйнштейн написал президенту США Франклину Рузвельту письмо, в котором якобы говорится о попытках нацистской Германии очистить Уран-235, что может привести их к созданию атомной бомбы. Сейчас известно, что германские учёные были очень далеки от проведения цепной реакции. В их планы входило изготовление "грязной", сильно радиоактивной бомбы. Это могло быть серьезной угрозой для США. Как бы то ни было, правительством Соединённых Штатов было принято решение - в кратчайшие сроки создать атомную бомбу. Название данному проекту под которым он вошел в историю дали Манхэттенский проект или "Manhattan Project". Возглавил данные проект Лесли Гровс.

Следующие шесть лет, с 1939 по 1945, на проект Манхэттен было потрачено более двух биллионов долларов. В Oak Ridge, штат Теннеси, был построен огромный завод по очистке урана.

На территории Соединенных Штатов, в Лос-Аламосе, в пустынных просторах штата Нью-Мексико, в 1942 году был создан американский ядерный центр. Над проектом работало множество учёных, главным же был Роберт Оппенгеймер. Под его началом были собраны лучшие умы того времени не только США и Англии, но практически всей Западной Европы. Над созданием ядерного оружия трудился огромный коллектив, включая 12 лауреатов Нобелевской премии. Работа в Лос-Аламосе, где находилась лаборатория, не прекращалась ни на минуту. В Европе тем временем шла Вторая мировая война, и Германия проводила массовые бомбардировки городов Англии, что подвергало опасности английский атомный проект, и Англия добровольно передала США свои разработки и ведущих ученых проекта, что позволило США занять ведущее положение в развитии ядерной физики (создания ядерного оружия).

Был создан Урановый комитет (Консультативный комитет по урану). В него вошли Л. Бриггс (председатель), два артиллерийских эксперта — капитан 3-го ранга Дж. Гувер и полковник К. Адамсом. Бриггс включил в Комитет еще нескольких человек, в том числе Ф. Молера, А. Сакса, Л. Сциларда, Э. Вагнера, Э. Теллера, и Р. Робертса. Первое заседание уранового комитета состоялось в октябре 1939 г. 1 ноября 1939 г. Комитет представил президенту Рузвельту доклад, где говорилось о реальной возможности получения и атомной энергии и атомной бомбы.

17 июня 1942 г. Буш, который был председателем исследовательского комитета национальной обороны США, представил президенту доклад, в котором изложил план расширения проекта по атомной бомбе. Доклад содержал следующие положения:

1. Несколько килограммов урана-235 или плутопия-239 представляют собой взрывчатку, эквивалентную по мощи нескольким тысячам тонн обычных взрывчатых веществ. Такую бомбу можно взрывать в нужный момент времени.

2.Существует четыре практически осуществимых метода получения делящихся веществ: электромагнитное разделение урана, диффузионное разделение урана, разделение урана на центрифугах с получением в этих случаях делящегося изотопа урана-235, а также получение плутония -239 при помощи цепной реакции. Нельзя определенно утверждать, что какой-то один из этих методов окажется лучше других.

3.Можно проектировать и строить довольно крупные промышленные установки.
4.При наличии необходимых фондов и прерогатив всю программу действий, по-видимому, можно было начать достаточно быстро, чтобы она приобрела военное значение.

Материалы были возвращены Бушу с одобрением президента: Рузвельт отдал приказ начать работы по созданию атомной бомбы. Летом 1942 г. проект был передан в ведение армии. 18 июля 1942 г. полковник Дж. Маршалл получил указание образовать новый округ инженерных войск для выполнения специальной работы — огромный комплекс организационных мероприятий, исследовательских и промышленных работ, которому придаются кадры ученых, лаборатории, промышленные установки, разведывательные органы.

Все работы по созданию атомной бомбы протекали в обстановке абсолютной секретности. Очень немногие знали о том, что скрывается за вывеской Манхэттенского проекта. Даже госдепартамент США до начала Ялтинской конференции в феврале 1945 г. ничего не знал о проекте создания атомной бомбы. О целях проекта не было известно и объединенному комитету начальников штабов. Знали лишь отдельные лица, по выбору президента Ф. Рузвельта. Манхэттенский проект имел свою полицию, контрразведку, систему связи, склады, поселки, заводы, лаборатории и свой колоссальный бюджет. По размаху работ и размерам капиталовложений он был и поныне остается самым крупным научным проектом.

В США засекретили даже опубликованные ранее книги и статьи, где говорилось о возможности создания атомной бомбы. Так, из всех библиотек США были изъяты номера газет «Нью-Йорк Таймс» и «Сатерди ивининг пост» со статьями У. Лоуренса, в которых рассказывалось об атомной бомбе. Был отдан приказ записывать фамилию каждого, кто интересовался этими номерами газет, и ФБР затем выясняло его личность.

Каждая операция в общем цикле работ была построена на принципе изолированности. Каждый работник знал только те детали проекта, которые касались его работы непосредственно. Даже в случае крайней необходимости для обмена информацией между разными отделами требовалось особое разрешение.

Для Лос-Аламосской лаборатории сделали исключение. В ее библиотеке появились отчеты других отделов и лабораторий, а с переводом в Лос-Аламос ученых из других подразделений поступило много новой ценной информации. Правда, за доступ к информации ученые заплатили ограничением личной свободы: с самого начала лаборатории были окружены оградой и охрана пропускала только имевших разрешение. Еще одна ограда окружала весь городок. При входе и выходе проводилась проверка. На все поездки требовалось разрешение, корреспонденция подвергалась цензуре. За каждым работающим велось тщательное наблюдение. Все районы Лос-Аламоса, Ок-Риджа и Хэнфорда находились под постоянным контролем служб безопасности, на его границах круглосуточно дежурили специальные патрули. Жители трех засекреченных городов могли отправлять и получать корреспонденцию только через цензуру, телефонные разговоры прослушивались. Ученым дали другие фамилии. В служебных помещениях и на многих частных квартирах были тайно установлены звукозаписывающие аппараты. К ведущим специалистам были представлены «телохранители», которые не спускали с них глаз.

Проблема привлечения нужных людей в Манхэттенский проект инженерный округ была довольно сложной. Кадры научных работников страны использовались на других важных оборонных работах. В развитии проекта, помогло то обстоятельство, что, спасаясь от фашистского террора, многие выдающиеся ученые вынуждены были эмигрировать на американский континент. Эмиграция ученых объяснялась в основном усиленным проникновением нацистской идеологии на университетские кафедры Германии, где перестали уважать способности и таланты, а провозглашали верность фашизму, прославляли чистоту «арийского» происхождения.

Одновременно с поисками и отбором специалистов в своей стране американцы вели настоящую охоту за секретной научно-технической информацией, а также за учеными-атомниками в Европе.

В самом начале Рузвельт и Черчилль пришли к следующему соглашению: большие атомные заводы будут строиться в США, где им не угрожают немецкие бомбы, но англичане внесут свой вклад в разработку атомной бомбы. Под этим подразумевалось участие английских ученых в работе по созданию бомбы и предоставление американцам результатов исследований. Но прошло немного времени, и от идеального замысла пришлось отказаться. Английским ученым начали чинить всяческие препятствия, их не допускали к проведению некоторых важных работ.

Гровс умышленно тормозил сотрудничество с ними, чтобы закрепить преимущество США в области производства атомного оружия на многие годы. Поэтому обмен информацией с англичанами допускался только в тех случаях, когда она могла чем-либо помочь созданию первых американских образцов атомного оружия. Как только англичане заговорили о собственной атомной бомбе, все двери для них наглухо закрылись.

Наконец из Лос-Аламоса потянулся поток грузовиков и тягачей со специальным оборудованием. Они должны были проделать путь в 450 км по пустыне на уединенную авиационную базу Аламогордо в штате Нью-Мексика, избранную местом первого испытания первой атомной бомбы, которой дали кодовое название «троица». 12 июля 1945 г. туда доставили на армейской машине самую главную деталь атомной бомбы — плутониевый заряд.

В центре полигона Аламогордо была сооружена стальная башня высотой 30 м и массой 32 т. вокруг нее на большом расстоянии была размещена регистрирующая аппаратура. В 9 км к югу, северу и востоку от башни глубоко под землей были оборудованы три наблюдательных пункта. В 16 км от стальной башни находился командный пункт, откуда должна была поступить последняя команда. Еще дальше, в 30 км был расположен базовый лагерь, откуда ученые и военные могли наблюдать за ядерным взрывом. Два дня продолжалось подготовительная работа. На башне была установлена аппаратура для контроля.

Недалеко от башни, в старом ранчо, ученые приступили к последнему этапу сборки бомбы. И хотя все составные части нового оружия прошли испытания, ученым пришлось пережить немало неприятных минут. С величайшей осторожностью готовая бомба была поднята на вершину башни в субботу 14 июля. Теперь уже все было готово к испытанию. Представители армии торжественно подписали документ, означающий формальную передачу атомного оружия из рук ученых в руки военных.

Неблагоприятная погода, стоявшая в дни подготовки, беспокоила экспертов: она затруднила бы наблюдения за взрывом.

По мере приближения момента взрыва, условно названного «ноль», общее напряжение нарастало. Всех присутствующих предупредили, что по сигналу сирены они должны немедленно лечь на землю лицом вниз, головой в сторону, противоположную месту взрыва; не разрешалось смотреть на вспышку и вставать до окончания ударной волны. Так предписывала инструкция.

За 45 секунд до взрыва было включено автоматическое взрывное устройство. С этого времени все части сложнейшего механизма действовали без контроля человека, и только у запасного выключателя дежурил сотрудник, готовый по сигналу остановить испытания.

Испытание нового оружия состоялось в 5 часов 30 минут 16июля 1945 г. Ослепительная вспышка неестественно белого света прорезала предутреннюю мглу. Казалось, будто много солнц соединилось в одном и разом осветило полигон, позади которого четко обозначились горы.

Через несколько секунд раздался оглушительный взрыв, и мощная волна пронеслась над убежищами, свалив на землю нескольких солдат, не успевших лечь. Огненный шар стал расти, все больше и больше увеличиваясь в диаметре. Вскоре его поперечник составлял уже полтора километра. Еще через несколько секунд огненный шар уступил место столбу клубящегося дыма, который поднялся на высоту 12 км, приняв форму гигантского гриба, ставшего впоследствии зловещим символом ядерного взрыва.

Потом задрожала земля, и вновь раздался грохот. Это был первый крик новорожденного: атомный век появился на свет. Мощность взорванной бомбы превзошла все ожидания.

Как только позволила обстановка, несколько танков «Шерман», выложенные изнутри свинцовыми плитами, ринулись в район взрыва. На одном из них находился Ферми, которому не терпелось увидеть результаты своего труда. Его глазам предстала мертвая, выжженная земля, на которой в радиусе полутора километров было все уничтожено все живое. Песок спекся в стекловидную зеленоватую корку, покрывающую землю. В огромной воронке лежали изуродованные остатки стальной башни. В стороне валялся исковерканный, перевернутый на бок стальной ящик. Мощность взрыва оказалась равной 20 тыс. т тринитротолуола. Такой эффект могли вызвать 2 тысячи самых крупных бомб времен второй мировой войны, которые за их небывалую по тем масштабам силу называли «разрушители кварталов».

Всего лишь через двадцать дней после Аламогордо, когда едва смолкли громовые раскаты первого ядерного взрыва, а в Сан-Франциско уже грузили на борт самого быстроходного крейсера военно-морских сил США «Индианополис» атомные бомбы, предназначенные для бомбардировки японских городов. Бомбы были доставлены на остров Тиниан, с которого американские бомбардировщики ежедневно совершали налеты на Японию. Бомбы были собраны на авиационной базе. Специальное авиационное соединение ждало приказа.

Как известно, многие ученые-атомники надеялись, что ультиматум, в котором объективно оценивалось положение Японии после капитуляции гитлеровской Германии и конкретно излагались гибельные для нее последствия, должен склонить силы рассудка в Японии к капитуляции. Ученые считали, что США обрушат на Японию свое новое оружие, обладающее ни с чем не сравнимой мощью, лишь в случае ее отказа принять ультиматум.

Кабинет Судзуки 28 июля отклонил Потсдамскую декларацию, что дало правительству США желанный предлог для атомной бомбардировки японских городов.

Через две недели на жителей двух городов — Хиросима и Нагасаки — обрушился атомный смерч, раскрыв смысл туманных формулировок ультиматума. Но те, кто взял на себя ответственность за нанесение ядерного удара и похвалялся в свое время проявленной при этом «решительностью», не прочь все же снять с себя ответственность теперь.

И вот наступила последняя ночь Хиросимы... 6 августа 1945 г. 8 часов 11 минут, огненный шар обрушился на город. В одно мгновение он сжег заживо и искалечил сотни тысяч людей. Тысячи домов превратились в пепел, который потоком воздуха был подброшен ввысь на несколько километров. Город вспыхнул как факел... Смертоносные частицы начали свою разрушительную работу в радиусе полутора километров.

Военно-воздушные командование США только 8 августа узнало о действительных масштабах разрушения Хиросимы. Результаты аэрофотосъемки показали, что на площади около 12 кв. км. 60 процентов зданий было превращено в пыль, остальные разрушены. Город перестал существовать. Командующий союзническими военно-воздушными силами на Дальнем Востоке генерал Дж. Кенней заявил, что город выглядел так, как будто его раздавила нога великана.

Бомба, сброшенная на Хиросиму, соответствовала по силе взрыва заряду в 20 тыс. т тринитротолуола. Диаметр огненного шара составлял 17 м, температура — 300 тыс. градусов. В результате атомной бомбардировки погибло свыше 240 тыс. жителей Хиросимы (в момент бомбардировки население составляло около 400 тыс. человек.

Вашингтон издал приказ — в течение 9 дней информировать население Японии о судьбе Хиросимы: составить на японском языке листовки с описанием результатов атомной бомбардировки и фотографиями разрушенного города, а затем сбросить их над территорией Японии. В листовках говорилось: «Мы обладаем мощным оружием, которого никогда не знали люди... Если у вас есть сомнения на этот счет, посмотрите, что произошло в Хиросиме, когда одна-единственная бомба была сброшена на этот город. Прежде чем мы применим еще одну такую бомбу, мы предлагаем, чтобы вы обратились к вашему императору с требованием капитулировать».

Еще до того как одна из листовок попала на территорию Японии, был отдан приказ о новой атомной бомбардировке. На пресс-конференции 7 августа генерал Спаатс на вопрос корреспондентов, будет ли сброшена вторая бомба, только улыбнулся: на 11 августа была запланирована вторая атака.

Однако бомба была сброшена раньше намеченного срока. Утром 8 августа служба погоды сообщила, что цель №2 (Кокура) 11августа будет закрыта облачностью. Приказ №39 поступил через несколько часов: боевой вылет назначался в ночь на 9 августа. На совещании летчики узнали, что главная цель второй операции — Кокура, в северной части острова Кюсю.

Запасной целью был Нагасаки... Против этой «кандидатуры» было многое: Нагасаки шесть раз подвергался бомбардировкам, хотя и не очень значительным; местность, на которой расположен город, изрезана долинами и холмами, поэтому взрыв не мог дать здесь наибольшего эффекта; в Нагасаки расположен лагерь, в котором находились американские и английские военнопленные.

В конце совещания по проведению операции полковник Тиббетс дал указания экипажам двух самолетов-разведчиков: Б-29 № 91 капитана Маркворда должен лететь на Кокуру, «Стрейт флаш» майора Изерли — на Нагасаки.

Когда самолет капитана Маркворда подлетал к Кокуре то обнаружилось, что все затянуто дымом от горевшего сталелитейного завода; и поэтому вторая бомба была сброшена на Нагасаки. В этот раз погибло около 73 тыс. человек, еще 35 тыс. умерли после долгих мучений.

СССР

В данной главе мы рассмотрим, как происходила рождение атомного оружия в Советском Союзе. Начало исследований в области атомной энергии можно считать 1938 год, когда А.Ф. Иоффе получил письмо от Фредерика Кюри: в этом письме говорилось, что открыт принципиально новый вид ядерной реакции – под действием нейтронов ядро урана распадается на два радиоактивных осколка. Письмо бурно обсуждалось на институтском семинаре.

Каждую неделю приходили новые статьи, свидетельствующие об огромном интересе, вызванном открытием новой ядерной реакции – деление урана и тория. Интерес граничил с ажиотажем, невиданным раньше в науке. Каждую неделю сведения дополнялись важными экспериментальными фактами. Советских физиков и радиохимиков чрезвычайно взволновало это открытие. Одним из выдающихся советских физиков был И. В. Курчатова, которой занимался в своей лаборатории физикой атомного ядра, после этих статей начал заниматься делением тяжелых ядер. Радиевый институт во главе с В.Г. Хлопиным развернул радиохимические исследования деления. Новая проблема захватила И.М. Франка в Москве и А.И. Лейпунского в Харькове.

В печати стали появляться рассуждения об условиях, в которых самоподдерживающаяся ядерная реакция могла бы развиваться. Первые совершенно грубые оценки размеров уранового шара, нагреваемого за счет энергии реакции деления, опубликовал французский физик Ф. Перрен. Пользуясь имевшимися тогда очень неточными сведениями о сечении реакции деления и числе освобождённых нейтронов, Перрен пришел к выводу, что необходимое кол-во урана отнюдь не велико – достаточно 7,5 тонн чистой урановой смоляной руды, чтобы в урановом шаре развивалась самоподдерживающаяся ядерная реакция. Обсуждался так же вопрос, с какой скоростью будет развиваться реакция, произойдёт ли взрыв или можно обеспечить спокойное течение её.

В это время Курчатов всё более расширяет исследования. Организовал семинар, обсуждавший вопросы деления урана и тория. К работе семинара привлёк всех Ленинградских физиков, интересовавшихся делением урана и связанными с ним проблемами. Составил первый проект организации работ по исследованию урана. Вместе с участниками семинара писал письма в Академию наук, намечал мероприятия, необходимые для получения цепной реакции. На состоявшемся 15-20 ноября 1939 г. в Харькове очередном совещании физико-математического отделения АН СССР по атомному ядру несколько докладов было посвящено делению урана и тория. Игорь Васильевич активно участвовал в дискуссии. Однако для надёжного обоснования выводов не хватало знания сечений деления на нейтронах разных энергий, поглощения и неупругого рассеяния нейтронов в материалах, необходимых для конструкции уранового котла (позднее он стал называться атомным реактором)

После совещания Курчатов все силы направил на решения этих вопросов. Вместе с измерением элементарных констант он начал подготовку решающего опыта, который должен был прямо ответить на главный вопрос: происходит ли размножение нейтронов в различных композициях урана и замедлителя. Для всех этих опытов необходим был индикатор нейтронов, вызывающих деление урана, с чувствительностью, во много десятков раз превосходящей чувствительность обычно применяющихся индикаторов. Эту тонкую экспериментальную задачу Курчатов поручил своим молодым сотрудникам Флёрову и Пётржаку.

В 1940 году под непосредственным его руководством сотрудники Г. Н. Флеров и К. А. Петржак открыли спонтанный (самопроизвольный) распад ядер радиоактивного химического элемента урана. В том же году Курчатов доказал возможность цепной ядерной реакции в системе «уран — тяжелая вода» с выделением энергии.

Дальнейшему продвижению помешала война, многих сотрудников отправили в тыл, некоторые из них были призваны на военную службу.

Не минула такая участь многих сотрудников лаборатории Курчатова. В июле 1941 года Г.Н. Флёров попал в ленинградское ополчение, потом был направлен в военно-воздушную академию в Йошкар-Олу. В конце декабря 1941 г., он отпросился в Казань, куда были эвакуированы многие институты, для встречи с Курчатовым. Но Курчатов тогда ещё не вернулся с юга. Тогда Флёров выступил с докладом перед Иоффе, Капицей и другими физиками. В докладе он привел ряд аргументов в доказательство того, что для создания ядерного взрыва годятся легкий изотоп урана и протактиний. Детально разработал эффекты, которые могут помешать взрыву и, считая ядерный взрыв реальным, перечислил важнейшие направления исследований. В мае 1942г. Флёров пишет в Государственный совет обороны, что «надо, не теряя времени, делать урановую бомбу» и приводит свои аргументы. В это время советское правительство уже располагало информацией о том, что у Германии и США в условиях особой секретности ведутся срочные работы по созданию нового сверхмощного оружия. В Москву вызваны академики Иоффе, Вернадский, Хлопин и Капица для обсуждения полученной информации и определения перспективы развития соответствующих работ, в СССР. Кто из учёных мог бы возглавить научное руководство над работами? Из всех приглашенных никто атомного ядра не исследовал, но лучшие ядерные лаборатории СССР были в институте руководимом Иоффе. Когда обратились за советом к нему, он без колебаний назвал Курчатова.

Курчатов был немедленно вызван в Москву. А. Ф. Иоффе ясно понимал, что именно И. В. Курчатов, как наиболее компетентный в вопросах ядерной физики и хороший организатор, больше других подходит для этой роли. Через три дня, получив задание возглавить работы по созданию урановой бомбы.

В 1943 году Курчатов был назначен научным руководителем урановой проблемы, и получил задание начать работы в Москве. Место для работ, было выбрано за Окружной железной дорогой на краю необъятного картофельного поля, в километре от Москвы реки, там находилось трёхэтажное кирпичное здание. На Ходынском поле, начала строиться Лаборатория №2 или ЛИПАН (сокращение от лаборатории измерительных приборов Академии наук), сыгравшая огромную роль в решении атомной проблемы. Позднее она превратилась в Институт атомной энергии. В лабораторию № 2 были вызваны с фронтов и из эвакуации все необходимые специалисты. По существу, на атомный проект работала наука и промышленность всей страны. Вскоре число физиков, работающих с Курчатовым, достигает двух десятков. Однако не все верят в успех начатых работ. Президиум Академии наук разрешает расположить лаборатории в Пыжевском переулке в здании Сейсмологического института. Здесь организован штаб будущего института, обсуждаются главные задачи, проводятся семинары, где больше всех спорят Флёров, Зельдович, Померанчук, Харитон. В работу включается Козодаев. Вскоре Джелепов и Неменов принимаются за проект нового циклотрона и размещают на заводах Москвы заказы на изготовление его узлов. Но уже не хватает места. Курчатов занимает пустующие помещения в здании института общей неорганической химии на улице Большой Калужской. Была развернута большая работа, которая еще набирала обороты.

Одним из помощников в создании советской атомной бомбы была наша разведка. Она получала информацию от немца Клаус Фукс, который работал среди Лос-Аламовских ученых над созданием атомной бомбы. Он в течение 1945 -1947 годов четыре раза передавал сведения по практическим и теоретическим вопросам создания атомной и водородных бомб, чем ускорил их появление в СССР. Через 12 дней после сборки первой атомной бомбы в Лос-Аламосе мы получили ее описание из Вашингтона и Нью-Йорка. Первая телеграмма поступила в Центр 13 июня, вторая - 4 июля 1945 года. Детальный доклад Фукса ("Чарльз") был доставлен диппочтой после того, как он встретился 19 сентября со своим курьером Гарри Голдом. Доклад содержал тридцать три страницы текста с описанием конструкции атомной бомбы. Позднее было получено дополнительное сообщение по устройству атомной бомбы. Это значительно упростило задачу и ускорило завершение нашего атомного проекта. Во избежание утечки информации все полученные данные сообщались только одному И. В. Курчатову, который приезжал в Кремль и знакомился с ними только там. Другие участники атомного проекта не знали об этом. Это давало возможность избегать тупиковых путей, уже опробованных американскими учеными, и сразу вместо проведения многих лабораторных экспериментов организовывать промышленное производство, прежде всего расщепляющихся материалов (изотопа урана-235 и плутония — искусственного химического элемента) — «начинки» атомной бомбы. Ведь для их производства необходимо было создать целую новую отрасль промышленности — атомную. Нужно было построить целые комбинаты с ядерными реакторами, и целый ряд производств сверхчистых материалов, например графита для реакторов.

В середине 1945г. поступило сообщение о взрыве чудовищной силы на полигоне в Аламогордо США. Курчатов с товарищами встретили это сообщение со смешанным чувством досады, удовлетворения и настороженности. Досады – потому, что американцы сделали это раньше. Удовлетворения–потому, что возможность взрывной самоподдерживающейся ядерной реакции теперь доказана и усилия учёных приведут к заданной цели. Сообщение о том, что американцы взорвали атомное устройство, впечатления на И.В. Сталина не произвело. Сталин приказал Л.П. Берии продумать вопрос о создании собственного ядерного оружия. Л.П. Берия хотел монополизировать руководство этими работами и сосредоточить их в своем ведомстве. Однако, Сталин этот план не принял. По его настоянию 20 августа 1945 года был образован специальный комитет по атомной энергии под руководством Л. Берия. Его заместителем назначили наркома боеприпасов Б.Л. Ванникова. В комитет вошли видные ученые А.Ф. Иоффе, П.Л. Капица и И.В. Курчатов.

Схема атомной бомбы, в сущности, проста. Для осуществления цепной ядерной реакции деления радиоактивных материалов (изотопа урана-235 или искусственного химического элемента плутония), вызывающей взрыв атомной бомбы, нужно превзойти критическую массу этих материалов. Для этого нужно сблизить два или несколько «кусков» урана или плутония, имеющих массу меньше критической. При возникающей цепной реакции деления выделяется очень большая энергия, вызывающая атомный взрыв.

Но, как известно, «дьявол скрывается в подробностях». Во-первых, нужно накопить количество урана-235 или плутония, равное нескольким килограммам. Для их накопления пришлось создать мощные ядерные реакторы. Над проблемой уранового котла, работали сотрудники довоенной лаборатории Курчатова и другие физики старшего поколения, которые работали в разных институтах и городах. Не хватает кадров, некоторые работы Курчатов ведет сам. На первом этапе необходим металлический уран и чистейший графит в невиданных раньше количествах. Но точно указать, сколько их потребуется, Курчатов ещё не может, и он разрабатывает ясную, детально продуманную программу исследований. Несколько месяцев продолжается напряженная работа. 24 декабря 1946 года стало ясно, что цепная реакция пройдет, начали проводить испытания. В начале реакция нарастала медленно, время удвоения интенсивности её составляло десятки минут. Когда регулирующие стержни подняли выше, время удвоения сократилось до 120 секунд и счётчики «захлебнулись». Курчатов оценил мощность. После оценки мощности сказал: « Вот они, первые 100 ватт от цепной реакции деления!» Еще больше увеличить мощность реакции не хватило духу. Ночью Курчатов и его помощников опустили стержни, погасив первую в Европе цепную реакцию деления урана. Создание уранового котла, закончилось победой, и дало надежду на то, что атомное оружие будет создано.

В 1945 года были захвачены немецкие документы о высококачественных запасах урана в районе Бухово в Родопских горах, Болгария. Было создано советско-болгарское горное общество, которое занималось добычей урана. В 1946 году в СССР были открыты и сразу же стали разрабатываться крупные месторождения урана более высокого качества. Во-вторых, для осуществления атомного взрыва сблизить их нужно очень быстро. Для этого была придумана так называемая имплозия, то есть взрыв не наружу, а внутрь. Было еще, в-третьих, в-четвертых, и так далее.

Приближался завершающий этап. Горючего накоплено достаточно, свойства его атомных ядер изучены. Основываясь на расчётах физиков и математиков, конструкторы создали модели оружия. Но прежде чем произвести решающее испытание на полигоне, Курчатов привлёк лучших физиков-экспериментаторов к тщательной проверке того, как будет развиваться цепная реакция в созданной конструкции. Опыт шел за опытом с величайшими предосторожностями, что бы не выпустить реакцию из-под контроля, но в то же время что бы как можно ближе подойти к условиям, которые будут наблюдаться при взрыве. Сомнений больше нет! Всё сделано правильно. Курчатова тропят выполнить решающий эксперимент – произвести первый взрыв.

Наступил самый напряженный момент. Ответственность за испытания правительство возлагает на Курчатова. В период подготовки проведения взрыва ему подчиняются все участники испытаний: и воинские части и гражданские лица. Надо сделать всё, что бы взрыв получился ожидаемой большой мощности. Но есть небольшая вероятность, что он не удастся или будет меньшей силы. Если первое испытание сорвётся, все будут подавлены, нервы не выдержат напряжения, что бы хорошо подготовить второе испытание. Поэтому Курчатов торопит с изготовление второго экземпляра бомбы. Наступил самый напряженный момент.Окончательная сборка бомбы ведётся под неослабленным наблюдением Курчатова и Завенягина. В районе г. Семипалатинска был построен испытательный полигон. Ровно в 7.00 утра 29 августа 1949 года на этом полигоне в присутствии Верховного командования СА, руководителей Партии и Правительства, было подорвано первое советское ядерное устройство под кодовым названием "РДС-1".

Американцы были буквально поражены тем, как быстро в СССР было разработано и испытано атомное оружие. Ведь их технические эксперты были уверены, что русским не удастся создать атомную бомбу раньше середины 1950-х годов.

Для первого испытания советской бомбы в 1949 году была выбрана американская конструкция, хотя была уже готова и оригинальная советская. Причина такого решения состояла в следующем. Было уже известно об успешном применении американской схемы, а советская еще не была опробована. Ошибиться было нельзя. Руководивший проектом Л.Берия не раз угрожал ученым, что в случае неудачи он «сотрет их в лагерную пыль». Недаром, когда первое испытание советской атомной бомбы было успешно проведено, присутствовавший на нем Л.Берия обнял и расцеловал И.В. Курчатова и многозначительно сказал при этом: «Было б большой несчастье, если бы не вышло!»

Физики, создатели бомбы, увидев ослепительный свет, ярче, чем в самый яркий солнечный день и грибообразное облако, уходящее в стратосферу, с облегчением вздохнули. Свои обязательства они выполнили. После стольких усилий и напряженного труда в СССР появилось ядерное оружие. После чего монополия США была нарушена.

Заключение

В данном реферате были рассмотрены пути, по которым шли эти пяти стран, к созданию атомного оружия. Несомненно, нужда в атомной бомбе, продвинула и развила не только науку, но и промышленность тех стран, в которых произошло создание бомбы. До сих пор идут споры о том, кто же действительно сам придумал это оружия и создал хотя бы одну единицу, а не воспользовался разработками других. Мне кажется, что эти вопросы должны быть еще детально изучены, и проанализированы. На данном этапе мы знаем только общеизвестные факты, многое еще лежит в секретных архивах.

Литература

1. Р.Кларк Рождение бомбы - М.: Госатомиздат., 1962 г .- 162 стр.

2. Ф. Гернек Пионеры атомного века - М.: «Прогресс»., 1974 г.- 372 стр.

3. Советский энциклопедический словарь / Гл. ред. А.М. Прохоров.- 3-е

изд.- М.: Сов. энциклопедия, 1984.-1600 с., ил

4.Рыжков К.В. 100 великих изобретений – М.: Вече, 2002. – 528 с., ил