Millest tuumapommid on tehtud? Tuumapomm on relv, mille omamine on juba heidutav

Pärast II maailmasõja lõppu püüdsid Hitleri-vastase koalitsiooni riigid võimsama tuumapommi väljatöötamisel kiiresti üksteisest ette jõuda.

Esimene katse, mille ameeriklased Jaapanis reaalsetel objektidel läbi viisid, küttis olukorra NSV Liidu ja USA vahel viimse piirini. Jaapani linnades müristanud võimsad plahvatused, mis praktiliselt hävitasid neis kogu elu, sundisid Stalinit loobuma paljudest nõuetest maailmaareenil. Enamik nõukogude füüsikutest "visati" kiiresti tuumarelvade väljatöötamisse.

Millal ja kuidas tuumarelvad ilmusid

1896. aastat võib pidada aatomipommi sünniaastaks. Just siis avastas prantsuse keemik A. Becquerel, et uraan on radioaktiivne. Uraani ahelreaktsioon moodustab võimsa energia, mis on kohutava plahvatuse aluseks. On ebatõenäoline, et Becquerel kujutas ette, et tema avastus viib tuumarelvade loomiseni - kõige kohutavama relvani kogu maailmas.

19. sajandi lõpp – 20. sajandi algus oli pöördepunkt tuumarelvade leiutamise ajaloos. Just sel perioodil suutsid teadlased erinevatest maailma riikidest avastada järgmised seadused, kiired ja elemendid:

• Alfa-, gamma- ja beetakiired;
• On avastatud palju radioaktiivsete omadustega keemiliste elementide isotoope;
• Avastati radioaktiivse lagunemise seadus, mis määrab radioaktiivse lagunemise intensiivsuse aja ja kvantitatiivse sõltuvuse, sõltuvalt radioaktiivsete aatomite arvust uuritavas proovis;
• Sündis tuumaisomeetria.

1930. aastatel suutsid nad neutroneid neelates esimest korda uraani aatomituuma lõhestada. Samal ajal avastati positronid ja neuronid. Kõik see andis võimsa tõuke aatomienergiat kasutavate relvade väljatöötamisele. 1939. aastal patenteeriti maailma esimene aatomipommi konstruktsioon. Seda tegi prantsuse füüsik Frederic Joliot-Curie.

Selle valdkonna edasise uurimis- ja arendustegevuse tulemusena sündis tuumapomm. Kaasaegsete aatomipommide võimsus ja hävitamisulatus on nii suur, et tuumapotentsiaaliga riik praktiliselt ei vaja võimsat armeed, kuna üks aatomipomm on võimeline hävitama terve riigi.

Kuidas aatomipomm töötab

Aatomipomm koosneb paljudest elementidest, millest peamised on:

• aatomipommikorpus;
• Automatiseerimissüsteem, mis juhib plahvatusprotsessi;
• Tuumalaeng või lõhkepea.

Automatiseerimissüsteem asub aatomipommi korpuses koos tuumalaenguga. Kere konstruktsioon peab olema piisavalt töökindel, et kaitsta lõhkepead erinevate välistegurite ja mõjude eest. Näiteks mitmesugused mehaanilised, termilised või sarnased mõjud, mis võivad viia suure võimsuse planeerimata plahvatuseni, mis on võimeline hävitama kõike ümbritsevat.

Automatiseerimise ülesanne hõlmab täielikku kontrolli plahvatuse üle õigel ajal, seega koosneb süsteem järgmistest elementidest:

• Hädadetonatsiooni eest vastutav seade;
• Automaatikasüsteemi toide;
• Andurisüsteemi kahjustamine;
• keeramisseade;
• Ohutusseade.

Esimeste katsetuste tegemisel tarniti tuumapomme lennukitega, millel oli aega kahjustatud piirkonnast lahkuda. Kaasaegsed aatomipommid on nii võimsad, et neid saab kohale toimetada ainult tiibrakettide, ballistiliste või isegi õhutõrjerakettidega.

Aatomipommid kasutavad mitmesuguseid detonatsioonisüsteeme. Lihtsaim neist on lihtne seade, mis käivitub, kui mürsk tabab sihtmärki.

Tuumapommide ja rakettide üks peamisi omadusi on nende jagunemine kaliibriteks, mida on kolme tüüpi:

• Väike, selle kaliibriga aatomipommide võimsus võrdub mitme tuhande tonni trotüüliga;
• Keskmine (plahvatusvõimsus - mitukümmend tuhat tonni TNT);
• Suur, mille laadimisvõimsust mõõdetakse miljonites tonnides TNT-s.

Huvitav on see, et enamasti mõõdetakse kõigi tuumapommide võimsust täpselt TNT ekvivalendis, kuna aatomirelvade plahvatuse võimsuse mõõtmiseks pole skaalat.

Tuumapommide käitamise algoritmid

Iga aatomipomm töötab tuumaenergia kasutamise põhimõttel, mis vabaneb tuumareaktsiooni käigus. See protseduur põhineb kas raskete tuumade lõhustumisel või kopsude sünteesil. Kuna see reaktsioon vabastab tohutul hulgal energiat ja võimalikult lühikese aja jooksul, on tuumapommi hävitamise raadius väga muljetavaldav. Selle omaduse tõttu liigitatakse tuumarelvad massihävitusrelvadeks.

Aatomipommi plahvatusega algaval protsessil on kaks peamist punkti:

• See on plahvatuse vahetu kese, kus toimub tuumareaktsioon;
• Plahvatuse epitsenter, mis asub pommi plahvatuspaigas.

Aatomipommi plahvatuse käigus vabanev tuumaenergia on nii tugev, et maa peal algavad seismilised värinad. Samal ajal toovad need löögid otsest hävingut vaid mitmesaja meetri kaugusel (kuigi pommi enda plahvatuse jõudu arvestades ei mõjuta need löögid enam midagi).

Tuumaplahvatuse kahjustustegurid

Tuumapommi plahvatus toob kaasa mitte ainult kohutava hetkelise hävingu. Selle plahvatuse tagajärgi ei tunne mitte ainult kahjustatud piirkonda sattunud inimesed, vaid ka nende lapsed, kes sündisid pärast aatomiplahvatust. Aatomirelvade hävitamise tüübid jagunevad järgmistesse rühmadesse:

• Valguskiirgus, mis tekib vahetult plahvatuse ajal;
• Lööklaine, mis levis pommi poolt vahetult pärast plahvatust;
• Elektromagnetiline impulss;
• läbitungiv kiirgus;
• Radioaktiivne saaste, mis võib kesta aastakümneid.

Kuigi esmapilgul kujutab valgussähvatus kõige vähem ohtu, tekib see tegelikult tohutu hulga soojus- ja valgusenergia vabanemise tulemusena. Selle jõud ja tugevus ületavad kaugelt päikesekiirte võimsust, nii et valguse ja soojuse lüüasaamine võib mitme kilomeetri kaugusel saatuslikuks saada.

Plahvatuse käigus eralduv kiirgus on samuti väga ohtlik. Kuigi see ei kesta kaua, suudab see nakatada kõike ümbritsevat, kuna selle läbitungimisvõime on uskumatult kõrge.

Lööklaine aatomiplahvatuse korral toimib nagu sama laine tavalistes plahvatustes, ainult selle võimsus ja hävimisraadius on palju suuremad. Mõne sekundiga põhjustab see korvamatut kahju mitte ainult inimestele, vaid ka seadmetele, hoonetele ja ümbritsevale loodusele.

Läbitungiv kiirgus kutsub esile kiirgushaiguse arengu ja elektromagnetimpulss on ohtlik ainult seadmetele. Kõigi nende tegurite koosmõju pluss plahvatuse võimsus teeb aatomipommist maailma kõige ohtlikuma relva.

Maailma esimene tuumarelvakatsetus

Esimene riik, kes arendas ja katsetas tuumarelvi, oli Ameerika Ühendriigid. Just USA valitsus eraldas paljutõotavate uute relvade väljatöötamiseks suuri rahalisi toetusi. 1941. aasta lõpuks kutsuti USA-sse paljud aatomiarenduse valdkonna silmapaistvad teadlased, kes 1945. aastaks suutsid esitleda katsetamiseks sobiva aatomipommi prototüübi.

New Mexico osariigis kõrbes viidi läbi maailma esimene lõhkekehaga varustatud aatomipommi katsetus. Pomm nimega "Gadget" lõhati 16. juulil 1945. aastal. Katsetulemus oli positiivne, kuigi sõjavägi nõudis tuumapommi katsetamist reaalsetes lahingutingimustes.

Nähes, et võiduni natside koalitsioonis on jäänud vaid üks samm ja rohkem sellist võimalust ei pruugi olla, otsustas Pentagon anda tuumalöögi Natsi-Saksamaa viimasele liitlasele – Jaapanile. Lisaks pidi tuumapommi kasutamine lahendama mitu probleemi korraga:

• Vältimaks tarbetut verevalamist, mis paratamatult juhtuks, kui USA väed astuksid Jaapani keiserlikule territooriumile;
• Tõmmata kompromissitud jaapanlased ühe hoobiga põlvili, sundides neid leppima USA-le soodsate tingimustega;
• Näidake NSV Liidule (kui võimalikule rivaalile tulevikus), et USA armeel on ainulaadne relv, mis suudab iga linna maamunalt minema pühkida;
• Ja muidugi praktikas näha, milleks tuumarelvad reaalsetes lahingutingimustes võimelised on.

6. augustil 1945 visati Jaapani linnale Hiroshimale maailma esimene aatomipomm, mida kasutati sõjalistes operatsioonides. Seda pommi kutsuti "Beebiks", kuna selle kaal oli 4 tonni. Pommi kukkumine oli hoolikalt planeeritud ja see tabas täpselt sinna, kuhu oli plaanitud. Need majad, mida plahvatus ei hävinud, põlesid maha, kuna majadesse kukkunud ahjud tekitasid tulekahjusid ja kogu linn haaras leekidesse.

Pärast eredat sähvatust järgnes kuumalaine, mis põletas 4 kilomeetri raadiuses kogu elu ning sellele järgnenud lööklaine hävitas enamiku hoonetest.

Need, keda tabas kuumarabandus 800 meetri raadiuses, põletati elusalt. Lööklaine rebis paljudel maha põlenud naha. Paar minutit hiljem sadas veidrat musta vihma, mis koosnes aurust ja tuhast. Musta vihma alla sattunute nahk sai ravimatuid põletushaavu.

Need vähesed, kellel oli õnne ellu jääda, haigestusid kiiritushaigusesse, mida tol ajal mitte ainult ei uuritud, vaid ka täiesti tundmatu. Inimestel tekkis palavik, oksendamine, iiveldus ja nõrkushood.

9. augustil 1945 visati Nagasaki linnale teine ​​Ameerika pomm nimega "Fat Man". Sellel pommil oli umbes sama võimsus kui esimesel ja selle plahvatuse tagajärjed olid sama laastavad, kuigi inimesi hukkus poole vähem.

Kaks Jaapani linnadele heidetud aatomipommi osutusid esimeseks ja ainsaks aatomirelvade kasutamise juhtumiks maailmas. Esimestel päevadel pärast pommitamist hukkus üle 300 000 inimese. Veel 150 tuhat suri kiiritushaigusesse.

Pärast Jaapani linnade tuumapommitamist sai Stalin tõelise šoki. Talle sai selgeks, et tuumarelvade arendamise küsimus Nõukogude Venemaal on kogu riigi julgeolekuküsimus. Juba 20. augustil 1945 alustas tööd aatomienergia erikomisjon, mille I. Stalin kiirkorras lõi.

Kuigi tuumafüüsikat uuris rühm entusiaste juba Tsaari-Venemaal, ei pööratud sellele nõukogude ajal piisavalt tähelepanu. 1938. aastal lõpetati kõik selle valdkonna uuringud täielikult ja paljud tuumateadlased represseeriti kui rahvavaenlased. Pärast Jaapani tuumaplahvatusi hakkas Nõukogude valitsus järsult taastama tuumatööstust riigis.

On tõendeid selle kohta, et Natsi-Saksamaal viidi läbi tuumarelvade väljatöötamist ja just Saksa teadlased lõid "toore" Ameerika aatomipommi, mistõttu USA valitsus eemaldas kõik tuumaspetsialistid ja kõik tuumarelvade arendamisega seotud dokumendid. Saksamaa.

Nõukogude luurekool, mis sõja ajal suutis kõigist välismaistest luureteenistustest mööda minna, andis juba 1943. aastal NSV Liitu üle tuumarelvade väljatöötamisega seotud salajased dokumendid. Samal ajal toodi Nõukogude agente kõikidesse suurematesse Ameerika tuumauuringute keskustesse.

Kõigi nende meetmete tulemusena valmis juba 1946. aastal lähteülesanne kahe Nõukogude Liidus toodetud tuumapommi valmistamiseks:

• RDS-1 (plutooniumilaenguga);
• RDS-2 (kahe osa uraanilaenguga).

Lühend "RDS" dešifreeriti kui "Venemaa teeb ise", mis vastas peaaegu täielikult tegelikkusele.

Uudis, et NSV Liit on valmis vabastama oma tuumarelvad, sundis USA valitsust võtma drastilisi meetmeid. 1949. aastal töötati välja Trooja plaan, mille järgi kavatseti heita aatomipommid 70 NSV Liidu suurimale linnale. Ainult hirm vastulöögi ees takistas selle plaani elluviimist.

See Nõukogude luureohvitseridelt pärit murettekitav teave sundis teadlasi töötama hädaolukorras. Juba augustis 1949 katsetati esimest NSV Liidus toodetud aatomipommi. Kui USA nendest katsetest teada sai, lükati Trooja plaan määramata ajaks edasi. Algas kahe suurriigi vastasseisu ajastu, mida ajaloos tuntakse külma sõjana.

Maailma võimsaim tuumapomm, mida tuntakse Tsar Bomby nime all, kuulub just nimelt külma sõja perioodi. Nõukogude teadlased on loonud inimkonna ajaloo võimsaima pommi. Selle võimsus oli 60 megatonni, kuigi plaanis oli luua 100 kilotonnise võimsusega pomm. Seda pommi katsetati 1961. aasta oktoobris. Tulekera läbimõõt oli plahvatuse ajal 10 kilomeetrit ning lööklaine tiirutas maakera kolm korda. Just see katse sundis enamikku maailma riike allkirjastama lepingu tuumakatsetuste lõpetamiseks mitte ainult Maa atmosfääris, vaid isegi kosmoses.

Kuigi aatomirelvad on suurepärane vahend agressiivsete riikide hirmutamiseks, on need teisest küljest võimelised kustutama kõik sõjalised konfliktid juba eos, kuna kõik konflikti osapooled võivad aatomiplahvatuses hävida.

Aatomi maailm on nii fantastiline, et selle mõistmine nõuab radikaalset murrangut tavapärastes ruumi ja aja mõistetes. Aatomid on nii väikesed, et kui tilka vett saaks suurendada Maa suuruseks, oleks selle tilga iga aatom väiksem kui oranž. Tegelikult koosneb üks tilk vett 6000 miljardist (60000000000000000000000) vesiniku- ja hapnikuaatomist. Ja vaatamata mikroskoopilisele suurusele on aatomi struktuur mingil määral sarnane meie päikesesüsteemi struktuuriga. Selle arusaamatult väikeses keskmes, mille raadius on alla ühe triljondiku sentimeetri, asub suhteliselt hiiglaslik "päike" - aatomi tuum.

Selle aatomi "päikese" ümber tiirlevad pisikesed "planeedid" - elektronid. Tuum koosneb kahest peamisest Universumi ehitusplokist – prootonitest ja neutronitest (neil on ühendav nimi – nukleonid). Elektron ja prooton on laetud osakesed ja nende laengu hulk on täpselt sama, kuid laengud erinevad märgi poolest: prooton on alati positiivselt laetud ja elektron alati negatiivne. Neutron ei kanna elektrilaengut ja seetõttu on tal väga suur läbilaskvus.

Aatomi mõõtmise skaalal võetakse prootoni ja neutroni mass ühtsusena. Seetõttu sõltub iga keemilise elemendi aatommass selle tuumas sisalduvate prootonite ja neutronite arvust. Näiteks vesinikuaatomi, mille tuum koosneb ainult ühest prootonist, aatommass on 1. Heeliumi aatomi, mille tuum koosneb kahest prootonist ja kahest neutronist, aatommass on 4.

Sama elemendi aatomite tuumad sisaldavad alati sama arvu prootoneid, kuid neutronite arv võib olla erinev. Aatomeid, millel on sama prootonite arvuga tuumad, kuid mis erinevad neutronite arvu poolest ja mis on seotud sama elemendi sortidega, nimetatakse isotoopideks. Nende üksteisest eristamiseks omistatakse elemendi sümbolile arv, mis on võrdne antud isotoobi tuuma kõigi osakeste summaga.

Võib tekkida küsimus: miks aatomi tuum ei lagune? Selles sisalduvad prootonid on ju ühesuguse laenguga elektriliselt laetud osakesed, mis peavad üksteist suure jõuga tõrjuma. Seda seletatakse sellega, et tuuma sees on ka nn tuumasisesed jõud, mis tõmbavad tuuma osakesi üksteise poole. Need jõud kompenseerivad prootonite tõukejõude ega lase tuumal spontaanselt lahku lennata.

Tuumasisesed jõud on väga tugevad, kuid toimivad ainult väga lähedalt. Seetõttu osutuvad sadadest nukleonitest koosnevad raskete elementide tuumad ebastabiilseks. Tuuma osakesed on siin (tuuma ruumala piires) pidevas liikumises ja kui neile lisada veel mingi energiahulk, saavad nad sisejõududest üle – tuum jaguneb osadeks. Selle üleliigse energia hulka nimetatakse ergastusenergiaks. Raskete elementide isotoopide hulgas on neid, mis näivad olevat iselagunemise äärel. Piisab vaid väikesest "tõukest", näiteks lihtsast löögist neutroni tuumas (ja seda ei pea isegi suureks kiiruseks kiirendama), et tuumalõhustumise reaktsioon algaks. Mõned neist "lõhustuvatest" isotoopidest valmistati hiljem kunstlikult. Looduses on ainult üks selline isotoop – see on uraan-235.

Uraani avastas 1783. aastal Klaproth, kes eraldas selle uraani pigist ja nimetas selle hiljuti avastatud planeedi Uraani järgi. Nagu hiljem selgus, polnud see tegelikult mitte uraan ise, vaid selle oksiid. Saadi puhas uraan, hõbevalge metall
alles 1842. aastal Peligot. Uuel elemendil ei olnud tähelepanuväärseid omadusi ja see äratas tähelepanu alles 1896. aastal, mil Becquerel avastas uraanisoolade radioaktiivsuse fenomeni. Pärast seda sai uraan teadusliku uurimistöö ja katsete objektiks, kuid sellel puudus ikkagi praktiline rakendus.

Kui 20. sajandi esimesel kolmandikul aatomituuma ehitus füüsikutele enam-vähem selgeks sai, prooviti ennekõike täita alkeemikute vana unistust - üht keemilist elementi teiseks muuta. 1934. aastal teatasid Prantsuse teadlased, abikaasa Frederic ja Irene Joliot-Curie, Prantsuse Teaduste Akadeemiale järgmisest eksperimendist: kui alumiiniumplaate pommitati alfaosakestega (heeliumi aatomi tuumad), muutusid alumiiniumi aatomid fosfori aatomiteks. , kuid mitte tavaline, vaid radioaktiivne, mis omakorda läks üle stabiilseks räni isotoobiks. Seega muutus alumiiniumi aatom, millele oli lisatud üks prooton ja kaks neutronit, raskemaks räni aatomiks.

See kogemus viis mõttele, et kui looduses leiduva raskeima elemendi, uraani tuumad "koorida" neutronitega, siis on võimalik saada element, mida looduslikes tingimustes ei eksisteeri. 1938. aastal kordasid Saksa keemikud Otto Hahn ja Fritz Strassmann üldiselt Joliot-Curie abikaasade kogemust, võttes alumiiniumi asemel uraani. Katse tulemused ei vastanud sugugi ootustele – uraani omast suurema massiarvuga uue üliraske elemendi asemel said Hahn ja Strassmann kergeid elemente perioodilise süsteemi keskosast: baariumi, krüptooni, broomi ja mõned teised. Katsetajad ise ei osanud vaadeldavat nähtust seletada. Alles järgmisel aastal leidis füüsik Lisa Meitner, kellele Hahn oma raskustest teatas, vaadeldud nähtusele õige seletuse, mis viitas sellele, et uraani neutronitega pommitamisel selle tuum lõhenes (lõhustub). Sel juhul oleks pidanud tekkima kergemate elementide tuumad (siit võeti baarium, krüptoon ja muud ained), samuti oleks pidanud eralduma 2-3 vaba neutronit. Edasised uuringud võimaldasid toimuvast pilti üksikasjalikult selgitada.

Looduslik uraan koosneb kolme isotoobi segust massidega 238, 234 ja 235. Põhiline uraani kogus langeb isotoobile 238, mille tuumas on 92 prootonit ja 146 neutronit. Uraan-235 moodustab ainult 1/140 looduslikust uraanist (0,7% (selle tuumas on 92 prootonit ja 143 neutronit)) ja uraan-234 (92 prootonit, 142 neutronit) moodustab vaid 1/17500 uraani kogumassist ( 0 006% Nendest isotoopidest kõige vähem stabiilne on uraan-235.

Aeg-ajalt jagunevad selle aatomite tuumad spontaanselt osadeks, mille tulemusena tekivad perioodilise süsteemi kergemad elemendid. Protsessiga kaasneb kahe või kolme vaba neutroni vabanemine, mis tormavad tohutu kiirusega - umbes 10 tuhat km / s (neid nimetatakse kiireteks neutroniteks). Need neutronid võivad tabada teisi uraani tuumasid, põhjustades tuumareaktsioone. Iga isotoop käitub sel juhul erinevalt. Uraan-238 tuumad püüavad enamikul juhtudel need neutronid lihtsalt kinni ilma täiendavate transformatsioonideta. Kuid umbes ühel juhul viiest, kui kiire neutron põrkab kokku isotoobi 238 tuumaga, toimub kummaline tuumareaktsioon: üks uraan-238 neutronitest kiirgab elektroni, muutudes prootoniks, see tähendab uraani isotoobiks. muutub enamaks
raske element on neptuunium-239 (93 prootonit + 146 neutronit). Kuid neptuunium on ebastabiilne - mõne minuti pärast kiirgab üks selle neutronitest elektroni, muutudes prootoniks, mille järel neptuuniumi isotoop muutub perioodilise süsteemi järgmiseks elemendiks - plutoonium-239 (94 prootonit + 145 neutronit). Kui neutron satub ebastabiilse uraan-235 tuuma, toimub kohe lõhustumine - aatomid lagunevad kahe või kolme neutroni emissiooniga. On selge, et looduslikus uraanis, mille aatomitest enamik kuulub isotoobi 238 hulka, pole sellel reaktsioonil nähtavaid tagajärgi – lõpuks neeldub see isotoop kõik vabad neutronid.

Aga mis siis, kui kujutame ette üsna massiivset uraanitükki, mis koosneb täielikult isotoobist 235?

Siin läheb protsess teisiti: mitme tuuma lõhustumisel vabanevad neutronid, langedes omakorda naabertuumadesse, põhjustavad nende lõhustumise. Selle tulemusena vabaneb uus osa neutroneid, mis lõhestavad järgmised tuumad. Soodsates tingimustes kulgeb see reaktsioon laviinina ja seda nimetatakse ahelreaktsiooniks. Selle käivitamiseks võib piisata mõnest pommitavast osakesest.

Tõepoolest, las ainult 100 neutronit pommitavad uraan-235. Nad lõhestavad 100 uraani tuuma. Sel juhul vabaneb 250 uut teise põlvkonna neutronit (keskmiselt 2,5 lõhustumise kohta). Teise põlvkonna neutronid toodavad juba 250 lõhustumist, mille käigus vabaneb 625 neutronit. Järgmises põlvkonnas on see 1562, siis 3906, siis 9670 ja nii edasi. Jaotuste arv suureneb piiramatult, kui protsessi ei peatata.

Tegelikkuses satub aga aatomite tuumadesse vaid tühine osa neutronitest. Ülejäänud, kes kiiresti nende vahel tormavad, kanduvad ümbritsevasse ruumi. Isemajandav ahelreaktsioon saab toimuda ainult piisavalt suure hulga uraan-235 puhul, millel on väidetavalt kriitiline mass. (See mass normaaltingimustes on 50 kg.) Oluline on märkida, et iga tuuma lõhustumisega kaasneb tohutu energiahulk, mis osutub umbes 300 miljonit korda rohkem kui lõhustumisele kuluv energia. ! (Arvutatud on, et 1 kg uraan-235 täielikul lõhustumisel eraldub sama palju soojust kui 3 tuhande tonni kivisöe põletamisel.)

See mõne hetkega vabanev kolossaalne energiavoog avaldub koletu jõu plahvatusena ja on tuumarelvade toimimise aluseks. Kuid selleks, et see relv reaalsuseks saaks, on vaja, et laeng ei koosneks looduslikust uraanist, vaid haruldasest isotoobist - 235 (sellist uraani nimetatakse rikastatuks). Hiljem leiti, et puhas plutoonium on samuti lõhustuv materjal ja seda saab uraan-235 asemel kasutada aatomilaengus.

Kõik need olulised avastused tehti Teise maailmasõja eelõhtul. Peagi algas salajane töö Saksamaal ja teistes riikides aatomipommi loomisel. USA-s võeti see probleem üles 1941. aastal. Kogu tööde kompleks sai nimeks "Manhattani projekt".

Projekti administratiivset juhtimist teostas kindral Groves ja teaduslikku suunda California ülikooli professor Robert Oppenheimer. Mõlemad olid hästi teadlikud nende ees seisva ülesande tohutust keerukusest. Seetõttu oli Oppenheimeri esimene mure väga intelligentse teadusrühma omandamine. USA-s oli sel ajal palju fašistlikult Saksamaalt emigreerunud füüsikuid. Neid polnud lihtne kaasata endise kodumaa vastu suunatud relvade loomisesse. Oppenheimer rääkis kõigiga isiklikult, kasutades oma võlu täit jõudu. Peagi õnnestus tal koguda väike rühm teoreetikuid, keda ta nimetas naljaga pooleks "valgustiteks". Ja tegelikult kuulusid sellesse tolleaegsed suurimad füüsika ja keemia valdkonna asjatundjad. (Nende hulgas on 13 Nobeli preemia laureaati, sealhulgas Bohr, Fermi, Frank, Chadwick, Lawrence.) Lisaks neile oli palju teisi erineva profiiliga spetsialiste.

USA valitsus ei koonerdanud kulutustega ja töö võttis algusest peale suurejoonelise ulatuse. 1942. aastal asutati Los Alamoses maailma suurim uurimislabor. Selle teaduslinna elanikkond jõudis peagi 9 tuhande inimeseni. Teadlaste koosseisu, teaduslike katsete ulatuse, töösse kaasatud spetsialistide ja töötajate arvu poolest polnud Los Alamose laboril maailma ajaloos võrdset. Manhattani projektil oli oma politsei, vastuluure, sidesüsteem, laod, asulad, tehased, laborid ja oma kolossaalne eelarve.

Projekti põhieesmärk oli hankida piisavalt lõhustuvat materjali, millest saaks luua mitu aatomipommi. Lisaks uraan-235-le, nagu juba mainitud, võiks pommi laenguks olla tehiselement plutoonium-239 ehk pomm võib olla kas uraan või plutoonium.

Groves ja Oppenheimer leppisid kokku, et tööd tuleks teha samaaegselt kahes suunas, kuna on võimatu eelnevalt otsustada, milline neist on paljutõotavam. Mõlemad meetodid olid üksteisest põhimõtteliselt erinevad: uraan-235 akumuleerimine tuli läbi viia, eraldades selle põhiosast looduslikust uraanist ja plutooniumi oli võimalik saada ainult kontrollitud tuumareaktsiooni tulemusena, kiiritades uraan-238 neutronid. Mõlemad teed tundusid ebatavaliselt rasked ega tõotanud lihtsaid lahendusi.

Tõepoolest, kuidas saab eraldada teineteisest kaks isotoopi, mis oma kaalu poolest erinevad vaid veidi ja käituvad keemiliselt täpselt samamoodi? Ei teadus ega tehnoloogia pole kunagi sellise probleemiga silmitsi seisnud. Ka plutooniumi tootmine tundus alguses väga problemaatiline. Enne seda taandati kogu tuumatransformatsiooni kogemus mitmeks laboratoorseks katseks. Nüüd oli vaja omandada kilogrammide plutooniumi tootmine tööstuslikus mastaabis, välja töötada ja luua selle jaoks spetsiaalne seade - tuumareaktor ning õppida tuumareaktsiooni kulgu juhtima.

Ja siin-seal tuli lahendada terve kompleks keerulisi probleeme. Seetõttu koosnes "Manhattani projekt" mitmest alamprojektist, mida juhtisid silmapaistvad teadlased. Oppenheimer ise oli Los Alamose teaduslabori juhataja. Lawrence juhtis California ülikooli kiirguslaborit. Fermi juhtis Chicago ülikoolis uurimistööd tuumareaktori loomise kohta.

Esialgu oli kõige olulisem probleem uraani hankimine. Enne sõda polnud sellel metallil tegelikult mingit kasu. Nüüd, kui seda oli kohe tohututes kogustes vaja, selgus, et selle tootmiseks pole tööstuslikku võimalust.

Ettevõte Westinghouse võttis oma arengu ette ja saavutas kiiresti edu. Pärast uraanivaigu (sel kujul esineb uraani looduses) puhastamist ja uraanoksiidi saamist muudeti see tetrafluoriidiks (UF4), millest metalliline uraan eraldati elektrolüüsi teel. Kui 1941. aasta lõpus oli Ameerika teadlaste käsutuses vaid paar grammi metallilist uraani, siis juba 1942. aasta novembris ulatus selle tööstuslik toodang Westinghouse'i tehastes 6000 naela kuus.

Samal ajal käis töö tuumareaktori loomisel. Plutooniumi tootmisprotsess taandus tegelikult uraanivarraste kiiritamisele neutronitega, mille tulemusena pidi osa uraan-238-st muutuma plutooniumiks. Sel juhul võivad neutronite allikad olla lõhustuvad uraan-235 aatomid, mis on piisavas koguses uraan-238 aatomite vahel hajutatud. Kuid neutronite pideva taastootmise säilitamiseks pidi algama uraan-235 aatomite lõhustumise ahelreaktsioon. Vahepeal, nagu juba mainitud, oli iga uraan-235 aatomi kohta 140 uraan-238 aatomit. On selge, et igas suunas lendavad neutronid kohtusid palju tõenäolisemalt just nendega oma teel. See tähendab, et peamine isotoop neelas tohutul hulgal vabanenud neutroneid tulutult. Ilmselgelt ei saanud ahelreaktsioon sellistes tingimustes toimuda. Kuidas olla?

Algul tundus, et ilma kahe isotoobi eraldamiseta on reaktori töö üldiselt võimatu, kuid peagi tuvastati üks oluline asjaolu: selgus, et uraan-235 ja uraan-238 on vastuvõtlikud erineva energiaga neutronitele. Uraan-235 aatomi tuum on võimalik lõhestada suhteliselt madala energiaga neutroniga, mille kiirus on umbes 22 m/s. Selliseid aeglaseid neutroneid uraan-238 tuumad kinni ei püüa – selleks peab nende kiirus olema suurusjärgus sadu tuhandeid meetreid sekundis. Teisisõnu on uraan-238 jõuetu takistama uraan-235 ahelreaktsiooni algust ja edenemist, mille põhjustavad neutronid, mis on aeglustunud ülimadalaks kiiruseks – mitte rohkem kui 22 m/s. Selle nähtuse avastas Itaalia füüsik Fermi, kes elas USA-s alates 1938. aastast ja juhtis siinse esimese reaktori loomise tööd. Fermi otsustas neutronite moderaatorina kasutada grafiiti. Tema arvutuste kohaselt pidanuks uraan-235-st eraldunud neutronid, läbides 40 cm grafiidikihi, vähendama kiirust 22 m/s-ni ja käivitama uraan-235-s isemajanduva ahelreaktsiooni.

Niinimetatud "raske" vesi võiks olla veel üks moderaator. Kuna selle moodustavad vesinikuaatomid on oma suuruse ja massi poolest väga lähedased neutronitele, võiksid need kõige paremini aeglustada. (Kiirete neutronitega juhtub umbes sama, mis kuulidega: kui väike pall tabab suurt, veereb see tagasi, peaaegu kiirust kaotamata, kuid kui see kohtub väikese palliga, kannab see olulise osa oma energiast sellele üle - nii nagu neutron põrkab elastses kokkupõrkes raskelt tuumalt tagasi, aeglustades ainult veidi kiirust ja vesinikuaatomite tuumadega kokkupõrkel kaotab väga kiiresti kogu oma energia.) Tavaline vesi aga aeglustamiseks ei sobi, kuna selle vesinik kipub. neutronite neelamiseks. Seetõttu tuleks selleks kasutada deuteeriumi, mis on osa "raskest" veest.

1942. aasta alguses alustati Fermi juhtimisel Chicago staadioni läänetribüünide all asuval tenniseväljakul kõigi aegade esimese tuumareaktori ehitamist. Kogu töö tegid teadlased ise. Reaktsiooni saab juhtida ainsal viisil – reguleerides ahelreaktsioonis osalevate neutronite arvu. Fermi kavatses seda teha varrastega, mis on valmistatud sellistest materjalidest nagu boor ja kaadmium, mis neelavad tugevalt neutroneid. Moderaatoriks olid grafiittellised, millest füüsikud püstitasid 3 m kõrgused ja 1,2 m laiused sambad, mille vahele paigaldati ristkülikukujulised uraanoksiidiga plokid. Kogu konstruktsiooni läks umbes 46 tonni uraanoksiidi ja 385 tonni grafiiti. Reaktsiooni aeglustamiseks viidi reaktorisse kaadmiumi ja boori vardad.

Kui sellest veel väheks jäi, siis kindlustuse jaoks olid reaktori kohal asuval platvormil kaks teadlast, kelle ämbrid olid täidetud kaadmiumisoolade lahusega – kui reaktsioon kontrolli alt väljub, pidid nad need reaktorile valama. Õnneks seda ei nõutud. 2. detsembril 1942 andis Fermi käsu kõik kontrollvardad pikendada ja katse algas. Neli minutit hiljem hakkasid neutroniloendurid aina valjemini klõbisema. Iga minutiga muutus neutronivoo intensiivsus suuremaks. See näitas, et reaktoris toimus ahelreaktsioon. See kestis 28 minutit. Siis andis Fermi märku ja alla lastud vardad peatasid protsessi. Nii vabastas inimene esimest korda aatomituuma energia ja tõestas, et suudab seda oma suva järgi juhtida. Nüüd polnud enam kahtlust, et tuumarelvad on reaalsus.

1943. aastal demonteeriti Fermi reaktor ja transporditi Aragonese riiklikku laboratooriumisse (50 km kaugusel Chicagost). Oli varsti siin
ehitati veel üks tuumareaktor, milles kasutati moderaatorina rasket vett. See koosnes silindrilisest alumiiniumpaagist, mis sisaldas 6,5 tonni rasket vett, millesse oli vertikaalselt laaditud 120 metallist uraani varda, mis olid ümbritsetud alumiiniumkestaga. Seitse kontrollvarrast valmistati kaadmiumist. Paagi ümber oli grafiidist helkur, seejärel plii- ja kaadmiumisulamitest ekraan. Kogu konstruktsioon oli ümbritsetud betoonkest, mille seinapaksus oli umbes 2,5 m.

Nendes eksperimentaalsetes reaktorites tehtud katsed kinnitasid plutooniumi kaubandusliku tootmise võimalust.

"Manhattani projekti" peamiseks keskuseks sai peagi Tennessee jõe orus asuv Oak Ridge'i linn, mille rahvaarv kasvas mõne kuuga 79 tuhandeni. Siin ehitati lühikese aja jooksul esimene rikastatud uraani tootmise tehas. Kohe 1943. aastal käivitati tööstuslik reaktor, mis tootis plutooniumi. 1944. aasta veebruaris ekstraheeriti sellest päevas umbes 300 kg uraani, mille pinnalt saadi plutoonium keemilise eraldamise teel. (Selleks plutoonium esmalt lahustati ja seejärel sadestati.) Seejärel viidi puhastatud uraan uuesti reaktorisse tagasi. Samal aastal hakati Columbia jõe lõunakaldal viljatus mahajäetud kõrbes ehitama tohutut Hanfordi tehast. Siin asus kolm võimsat tuumareaktorit, mis andsid päevas mitusada grammi plutooniumi.

Paralleelselt käisid täies hoos uuringud uraani rikastamise tööstusliku protsessi väljatöötamiseks.

Pärast erinevate võimaluste kaalumist otsustasid Groves ja Oppenheimer keskenduda kahele meetodile: gaasi difusioon ja elektromagnetiline.

Gaaside difusioonimeetod põhines Grahami seadusena tuntud põhimõttel (selle sõnastas esmakordselt 1829. aastal Šoti keemik Thomas Graham ja 1896. aastal töötas välja inglise füüsik Reilly). Selle seaduse kohaselt, kui kaks gaasi, millest üks on teisest kergem, lastakse läbi tühiste aukudega filtri, läheb sellest läbi veidi rohkem kerget gaasi kui rasket gaasi. Novembris 1942 lõid Urey ja Dunning Columbia ülikoolis Reilly meetodil põhineva gaasilise difusiooni meetodi uraani isotoopide eraldamiseks.

Kuna looduslik uraan on tahke aine, muudeti see esmalt uraanfluoriidiks (UF6). Seejärel juhiti see gaas läbi filtri vaheseina mikroskoopiliste – suurusjärgus millimeetri tuhandeid – auke.

Kuna gaaside molaarmasside erinevus oli väga väike, suurenes deflektori taga uraan-235 sisaldus vaid 1,0002 korda.

Et uraan-235 kogust veelgi suurendada, lastakse saadud segu uuesti läbi vaheseina ning uraani kogust suurendatakse taas 1,0002 korda. Seega tuli uraan-235 sisalduse tõstmiseks 99%-ni gaas lasta läbi 4000 filtri. See toimus Oak Ridge'i tohutus gaaside difusioonitehases.

1940. aastal alustati Ernst Lawrence’i eestvedamisel California ülikoolis uuringuid uraani isotoopide eraldamise kohta elektromagnetilisel meetodil. Oli vaja leida sellised füüsikalised protsessid, mis võimaldaksid eraldada isotoope kasutades nende masside erinevust. Lawrence tegi katse isotoopide eraldamiseks massispektrograafi – aatomite massi määrava instrumendi – põhimõttel.

Selle tööpõhimõte oli järgmine: eelioniseeritud aatomeid kiirendati elektrivälja abil ja seejärel lasti need läbi magnetvälja, milles nad kirjeldasid ringe, mis paiknesid välja suunaga risti asetseval tasapinnal. Kuna nende trajektooride raadiused olid proportsionaalsed massiga, sattusid kerged ioonid väiksema raadiusega ringidele kui rasked. Kui aatomite teele asetati püünised, siis oli sel viisil võimalik erinevaid isotoope eraldi koguda.

See oli meetod. Laboratoorsetes tingimustes andis ta häid tulemusi. Kuid tehase ehitamine, kus isotoopide eraldamine saaks toimuda tööstuslikus mastaabis, osutus äärmiselt keeruliseks. Siiski suutis Lawrence lõpuks kõigist raskustest üle saada. Tema jõupingutuste tulemuseks oli kalutroni ilmumine, mis paigaldati Oak Ridge'i hiiglaslikku tehasesse.

See elektromagnetiline tehas ehitati 1943. aastal ja osutus Manhattani projekti ehk kõige kallimaks vaimusünnituseks. Lawrence'i meetod nõudis suurt hulka keerulisi, veel väljatöötamata seadmeid, mis hõlmasid kõrgepinget, kõrgvaakumit ja tugevaid magnetvälju. Kulud olid tohutud. Calutronil oli hiiglaslik elektromagnet, mille pikkus ulatus 75 meetrini ja kaalus umbes 4000 tonni.

Selle elektromagneti mähistesse läks mitu tuhat tonni hõbetraati.

Kogu töö (arvestamata 300 miljoni dollari väärtuses hõbedat, mille riigikassa andis vaid ajutiselt) läks maksma 400 miljonit dollarit. Ainult kalutroni kulutatud elektri eest maksis kaitseministeerium 10 miljonit. Suur osa Oak Ridge'i tehase seadmetest oli mastaabilt ja täpsuselt parem kui kõik, mis sellel alal kunagi välja töötatud.

Kuid kõik need kulutused ei olnud asjatud. Olles kulutanud kokku umbes 2 miljardit dollarit, lõid USA teadlased 1944. aastaks ainulaadse tehnoloogia uraani rikastamiseks ja plutooniumi tootmiseks. Samal ajal töötasid nad Los Alamose laboris pommi enda disaini kallal. Selle toimimise põhimõte oli üldjoontes juba pikka aega selge: lõhustuv aine (plutoonium või uraan-235) oleks pidanud plahvatuse ajal olema viidud kriitilisse olekusse (ahelreaktsiooni toimumiseks laeng peab olema kriitilisest isegi märgatavalt suurem) ja kiiritatud neutronkiirega, mis toob kaasa ahelreaktsiooni alguse.

Arvutuste kohaselt ületas laengu kriitiline mass 50 kilogrammi, kuid seda suudeti oluliselt vähendada. Üldiselt mõjutavad kriitilise massi suurust tugevalt mitmed tegurid. Mida suurem on laengu pindala, seda rohkem neutroneid eraldub kasutult ümbritsevasse ruumi. Keral on väikseim pindala. Järelikult on sfäärilistel laengutel, kui muud tegurid on võrdsed, väikseim kriitiline mass. Lisaks sõltub kriitilise massi väärtus lõhustuvate materjalide puhtusest ja tüübist. See on pöördvõrdeline selle materjali tiheduse ruuduga, mis võimaldab näiteks tihedust kahekordistades vähendada kriitilist massi neljakordseks. Nõutava alakriitilisuse astme saab näiteks tuumalaengu ümbritseva sfäärilise kesta kujul valmistatud tavapärase lõhkelaengu plahvatuse tõttu lõhustuva materjali tihendamisel. Kriitilist massi saab vähendada ka laengu ümbritsemisega neutroneid hästi peegeldava ekraaniga. Sellise ekraanina saab kasutada pliid, berülliumi, volframi, looduslikku uraani, rauda ja paljusid teisi.

Üks võimalikest aatomipommi konstruktsioonidest koosneb kahest uraanitükist, mis kombineerituna moodustavad kriitilisest suurema massi. Pommiplahvatuse tekitamiseks peate need võimalikult kiiresti kokku viima. Teine meetod põhineb sissepoole koonduva plahvatuse kasutamisel. Sel juhul suunati tavapärase lõhkeaine gaaside vool sees asuvale lõhustuvale materjalile ja surus seda kokku kriitilise massini. Laengu ühendamine ja selle intensiivne kiiritamine neutronitega, nagu juba mainitud, põhjustab ahelreaktsiooni, mille tulemusena tõuseb temperatuur esimese sekundiga 1 miljoni kraadini. Selle aja jooksul õnnestus eralduda vaid umbes 5% kriitilisest massist. Ülejäänud osa varajases pommikujunduses aurustus ilma
mingit head.

Ajaloo esimene aatomipomm (sellele anti nimi "Kolmainsus") pandi kokku 1945. aasta suvel. Ja 16. juunil 1945 toimus Alamogordo kõrbes (New Mexico) tuumakatsetuspaigas esimene aatomiplahvatus Maal. Pomm asetati katseplatsi keskele 30-meetrise terastorni otsa. Selle ümber paigutati väga kaugele salvestusseadmed. 9 km kõrgusel asus vaatluspost ja 16 km kõrgusel komandopunkt. Aatomiplahvatus jättis kõigile selle sündmuse tunnistajatele tohutu mulje. Pealtnägijate kirjelduse järgi oli tunne, et paljud päikesed ühinesid üheks ja valgustasid polügooni korraga. Siis ilmus tasandiku kohale tohutu tulekera ning ümmargune tolmu- ja valguspilv hakkas aeglaselt ja kurjakuulutavalt selle poole kerkima.

Pärast maapinnalt õhkutõusmist lendas see tulekera mõne sekundiga enam kui kolme kilomeetri kõrgusele. Iga hetkega kasvas selle suurus, peagi ulatus selle läbimõõt 1,5 km-ni ja see tõusis aeglaselt stratosfääri. Seejärel andis tulekera teed keerlevale suitsusambale, mis ulatus 12 km kõrgusele ja võttis hiiglasliku seene kuju. Seda kõike saatis kohutav mürin, millest maa värises. Plahvatanud pommi võimsus ületas kõik ootused.

Niipea, kui kiirgusolukord lubas, tormasid plahvatusalasse mitmed seestpoolt pliiplaatidega vooderdatud Shermani tankid. Ühel neist oli Fermi, kes tahtis oma töö tulemusi näha. Tema silme ette kerkis surnud kõrbenud maa, millel 1,5 km raadiuses hävis kogu elu. Liiv paagutus klaasjaks rohekaks koorikuks, mis kattis maad. Hiiglaslikus kraatris lebasid terasest tugitorni rikutud jäänused. Plahvatuse tugevuseks hinnati 20 000 tonni trotüüli.

Järgmine samm oli pommi lahingkasutamine Jaapani vastu, mis pärast Natsi-Saksamaa alistumist jätkas üksi sõda USA ja tema liitlastega. Siis veel kanderakette polnud, mistõttu tuli pommitamine sooritada lennukilt. Kahe pommi komponendid toimetas USS Indianapolis suure hoolega Tiniani saarele, kus baseerus USA õhujõudude 509. komposiitgrupp. Laadimistüübi ja konstruktsiooni järgi olid need pommid üksteisest mõnevõrra erinevad.

Esimene pomm - "Beebi" - oli suuremõõtmeline õhupomm, mille aatomilaeng oli kõrgelt rikastatud uraan-235. Selle pikkus oli umbes 3 m, läbimõõt - 62 cm, kaal - 4,1 tonni.

Teisel pommil - "Fat Man" - koos plutoonium-239 laenguga oli munakujuline suuremõõtmeline stabilisaator. Selle pikkus
oli 3,2 m, läbimõõt 1,5 m, kaal - 4,5 tonni.

6. augustil viskas kolonel Tibbetsi pommitaja B-29 Enola Gay "Kidi" Jaapani suurlinnale Hiroshimale. Pomm visati alla langevarjuga ja plahvatas plaanipäraselt 600 m kõrgusel maapinnast.

Plahvatuse tagajärjed olid kohutavad. Isegi pilootidele endile jättis vaade nende poolt hetkega hävitatud rahulikule linnale masendava mulje. Hiljem tunnistas üks neist, et nägi tol hetkel halvimat asja, mida inimene näeb.

Nende jaoks, kes olid maa peal, tundus toimuv tõeline põrgu. Esiteks käis üle Hiroshima kuumalaine. Selle tegevus kestis vaid mõne hetke, kuid see oli nii võimas, et sulatas isegi plaadid ja kvartskristallid graniitplaatides, muutis telefonipostid 4 km kaugusel kivisöeks ja lõpuks põletas inimkehad nii, et neist jäid vaid varjud. need kõnnitee asfaldile või majaseintele. Siis pääses tulekera alt välja koletu tuulehoog ja sööstis kiirusega 800 km/h üle linna, pühkides minema kõik teele jääva. Majad, mis tema raevukale pealetungile vastu ei pidanud, kukkusid nagu maha raiutud. 4 km läbimõõduga hiiglaslikul ringil ei jäänud terveks ainsatki hoonet. Mõni minut pärast plahvatust sadas linna kohale must radioaktiivne vihm - see niiskus muutus atmosfääri kõrgetes kihtides kondenseerunud auruks ja langes radioaktiivse tolmuga segatud suurte piiskadena maapinnale.

Pärast vihma tabas linna uus tuulehoog, mis seekord puhus epitsentri suunas. Ta oli nõrgem kui esimene, kuid siiski piisavalt tugev, et puid välja juurida. Tuul tekitas hiiglaslikku tuld, milles põles kõik, mis põleda võis. 76 000 hoonest hävis täielikult ja põles maha 55 000. Selle kohutava katastroofi pealtnägijad meenutasid inimesi – tõrvikuid, millest põlenud riided koos nahakildudega maapinnale kukkusid, ja kohutavate põletushaavadega kaetud rahvahulki, kes karjudes mööda tänavaid tormasid. Õhus oli tunda lämmatavat põlenud inimliha haisu. Inimesed lebasid kõikjal, surnud ja suremas. Paljud olid pimedad ja kurdid ning igas suunas torkades ei saanud ümberringi valitsevast kaosest midagi aru.

Õnnetud, kes olid epitsentrist kuni 800 m kaugusel, põlesid selle sõna otseses mõttes sekundi murdosa jooksul läbi - nende sisemus aurustus ja keha muutus suitsevate söetükkideks. Asudes epitsentrist 1 km kaugusel, tabas neid üliraskel kujul kiiritushaigus. Mõne tunni jooksul hakkasid nad tugevalt oksendama, temperatuur hüppas 39-40 kraadini, tekkis õhupuudus ja verejooks. Seejärel tekkisid nahale mitteparanevad haavandid, vere koostis muutus dramaatiliselt ja juuksed langesid välja. Pärast kohutavaid kannatusi, tavaliselt teisel või kolmandal päeval, saabus surm.

Kokku suri plahvatuses ja kiiritushaiguses umbes 240 tuhat inimest. Umbes 160 tuhat sai kiiritushaiguse kergemal kujul – nende piinarikas surm viibis mitu kuud või aastat. Kui teade katastroofist üle riigi levis, oli kogu Jaapan hirmust halvatud. See suurenes veelgi pärast seda, kui Major Sweeney Box Car lennuk heitis 9. augustil Nagasakile teise pommi. Siin sai surma ja haavata ka mitusada tuhat elanikku. Suutmata uutele relvadele vastu seista, kapituleerus Jaapani valitsus – aatomipomm tegi lõpu Teisele maailmasõjale.

Sõda on lõppenud. See kestis vaid kuus aastat, kuid suutis maailma ja inimesi peaaegu tundmatuseni muuta.

Inimtsivilisatsioon enne 1939. aastat ja inimtsivilisatsioon pärast 1945. aastat on üksteisest silmatorkavalt erinevad. Sellel on palju põhjuseid, kuid üks olulisemaid on tuumarelvade tekkimine. Liialdamata võib öelda, et Hiroshima vari ulatub kogu 20. sajandi teisel poolel. See sai sügavaks moraalseks põletuseks paljudele miljonitele inimestele, nii neile, kes olid selle katastroofi kaasaegsed, kui ka neile, kes sündisid aastakümneid pärast seda. Tänapäeva inimene ei suuda enam mõelda maailmast nii, nagu seda arvati enne 6. augustit 1945 – ta mõistab liiga selgelt, et see maailm võib mõne hetkega muutuda eimillekski.

Kaasaegne inimene ei saa vaadata sõda nii, nagu vaatasid tema vanaisad ja vanaisad – ta teab kindlalt, et see sõda jääb viimaseks ja selles pole võitjaid ega kaotajaid. Tuumarelvad on jätnud oma jälje kõikidesse avaliku elu sfääridesse ja kaasaegne tsivilisatsioon ei saa elada samade seaduste järgi, mis kuuskümmend või kaheksakümmend aastat tagasi. Keegi ei mõistnud seda paremini kui aatomipommi loojad ise.

"Meie planeedi inimesed Robert Oppenheimer kirjutas, peaks ühinema. Viimase sõja poolt külvatud õudus ja häving dikteerib meile selle mõtte. Aatomipommide plahvatused tõestasid seda kogu julmusega. Teised inimesed on muul ajal öelnud sarnaseid sõnu – ainult teiste relvade ja muude sõdade kohta. See neil ei õnnestunud. Kuid kes täna ütleb, et need sõnad on kasutud, seda petavad ajaloo kõikumised. Me ei saa selles veenduda. Meie töö tulemused ei jäta inimkonnale muud valikut, kui luua ühtne maailm. Seadusel ja humanismil põhinev maailm."

Tuumareaktori tööpõhimõtte ja konstruktsiooni mõistmiseks peate tegema lühikese kõrvalepõike minevikku. Tuumareaktor on inimkonna sajanditevanune, ehkki mitte täielikult kehastatud unistus ammendamatust energiaallikast. Selle iidne “eellane” on kuivadest okstest lõke, mis kunagi valgustas ja soojendas koopa võlve, kust meie kauged esivanemad külma eest pääste leidsid. Hiljem valdasid inimesed süsivesinikke – kivisütt, põlevkivi, naftat ja maagaasi.

Algas rahutu, kuid lühiajaline auruajastu, mis asendus veelgi fantastilisema elektriajastuga. Linnad täitusid valgusega ja töökojad senitundmatute elektrimootoritega töötavate masinate suminast. Siis tundus, et progress on jõudnud haripunkti.

Kõik muutus 19. sajandi lõpus, kui prantsuse keemik Antoine Henri Becquerel avastas kogemata, et uraanisoolad on radioaktiivsed. 2 aasta pärast said tema kaasmaalased Pierre Curie ja tema naine Maria Sklodowska-Curie neilt raadiumi ja polooniumi ning nende radioaktiivsuse tase oli miljoneid kordi kõrgem kui tooriumil ja uraanil.

Teatepulga võttis üles Ernest Rutherford, kes uuris üksikasjalikult radioaktiivsete kiirte olemust. Nii algas aatomi ajastu, millest sündis tema armastatud laps – tuumareaktor.

Esimene tuumareaktor

"Esmasündinu" on pärit USA-st. 1942. aasta detsembris andis reaktor esimese voolu, mis sai selle looja, sajandi ühe suurima füüsiku E. Fermi nime. Kolm aastat hiljem ärkas ZEEP-i tuumajaam Kanadas ellu. "Pronks" läks esimesele Nõukogude reaktorile F-1, mis käivitati 1946. aasta lõpus. I. V. Kurchatov sai kodumaise tuumaprojekti juhiks. Tänapäeval töötab maailmas edukalt üle 400 tuumaelektrijaama.

Tuumareaktorite tüübid

Nende peamine eesmärk on toetada kontrollitud tuumareaktsiooni, mis toodab elektrit. Mõned reaktorid toodavad isotoope. Lühidalt öeldes on need seadmed, mille sügavustes muudetakse ühed ained suure hulga soojusenergia vabanemisega teisteks. See on omamoodi "ahi", kus traditsiooniliste kütuste asemel "põletatakse" uraani isotoope - U-235, U-238 ja plutooniumi (Pu).

Erinevalt näiteks autost, mis on mõeldud mitut tüüpi bensiini jaoks, on igal radioaktiivse kütuse tüübil oma reaktoritüüp. Neid on kaks – aeglastel (U-235-ga) ja kiiretel (U-238 ja Pu-ga) neutronitel. Enamik tuumaelektrijaamu on varustatud aeglaste neutronreaktoritega. Lisaks tuumaelektrijaamadele "töötavad" rajatised uurimiskeskustes, tuumaallveelaevadel ja.

Kuidas reaktoriga läheb

Kõikidel reaktoritel on ligikaudu sama skeem. Selle "süda" on aktiivne tsoon. Seda saab umbkaudu võrrelda tavalise pliidi ahjuga. Ainult küttepuude asemel on tuumakütus moderaatoriga kütuseelementide kujul - TVEL. Aktiivne tsoon asub omamoodi kapsli – neutronreflektori – sees. Kütusevardad "pestakse" jahutusvedeliku - veega. Kuna “südamel” on väga kõrge radioaktiivsuse tase, on see ümbritsetud usaldusväärse kiirguskaitsega.

Operaatorid juhivad tehase tööd kahe kriitilise süsteemi, ahelreaktsiooni juhtimise ja kaugjuhtimissüsteemi abil. Hädaolukorra tekkimisel käivitub koheselt hädakaitse.

Kuidas reaktor töötab

Aatomi "leek" on nähtamatu, kuna protsessid toimuvad tuuma lõhustumise tasemel. Ahelreaktsiooni käigus lagunevad rasked tuumad väiksemateks fragmentideks, mis ergastatud olekus muutuvad neutronite ja muude subatomaarsete osakeste allikateks. Kuid protsess ei lõpe sellega. Neutronid jätkavad “purunemist”, mille tulemusena eraldub palju energiat ehk mis juhtub, mille jaoks tuumajaamu ehitatakse.

Personali põhiülesanne on hoida juhtvarraste abil ahelreaktsiooni konstantsel reguleeritaval tasemel. See on selle peamine erinevus aatomipommist, kus tuuma lagunemisprotsess on kontrollimatu ja kulgeb kiiresti võimsa plahvatuse kujul.

Mis juhtus Tšernobõli tuumaelektrijaamas

1986. aasta aprillis Tšernobõli tuumaelektrijaamas toimunud katastroofi üks peamisi põhjuseid oli tööohutuse reeglite jäme rikkumine 4. energiaploki korralise hoolduse käigus. Siis eemaldati südamikust korraga 203 grafiitvarda eeskirjadega lubatud 15 asemel. Selle tulemusena lõppes alanud kontrollimatu ahelreaktsioon termilise plahvatuse ja jõuallika täieliku hävimisega.

Uue põlvkonna reaktorid

Viimase kümnendi jooksul on Venemaa tõusnud üheks maailma tuumaenergia liidriks. Hetkel ehitab riiklik korporatsioon Rosatom tuumaelektrijaamu 12 riiki, kuhu ehitatakse 34 jõuplokki. Nii suur nõudlus annab tunnistust kaasaegse Venemaa tuumatehnoloogia kõrgest tasemest. Järjekorras on uued 4. põlvkonna reaktorid.

"Brest"

Üks neist on Brest, mida arendatakse Breakthrough projekti raames. Praegused avatud tsükliga süsteemid töötavad väherikastatud uraanil, jättes maha suure hulga kasutatud tuumkütust, mis tuleb tohutute kuludega kõrvaldada. "Brest" - kiire neutronreaktor on suletud tsüklis ainulaadne.

Selles muutub kasutatud tuumkütus pärast vastavat töötlemist kiirneutronreaktoris taas täisväärtuslikuks kütuseks, mida saab samasse rajatisse tagasi laadida.

Bresti eristab kõrge turvalisuse tase. See ei "plahvata" kunagi isegi kõige tõsisema õnnetuse korral, see on väga ökonoomne ja keskkonnasõbralik, kuna kasutab uuesti oma "uuendatud" uraani. Samuti ei saa seda kasutada relvade kvaliteediga plutooniumi tootmiseks, mis avab selle ekspordiks kõige laiemad väljavaated.

VVER-1200

VVER-1200 on uuenduslik 3+ põlvkonna reaktor võimsusega 1150 MW. Tänu ainulaadsetele tehnilistele võimalustele on sellel peaaegu absoluutne tööohutus. Reaktor on varustatud rohkesti passiivsete ohutussüsteemidega, mis töötavad ka automaatrežiimis toite puudumisel.

Üks neist on passiivne soojuseemaldussüsteem, mis aktiveerub automaatselt, kui reaktor on täielikult pingevaba. Sel juhul on ette nähtud avariihüdraulikapaagid. Primaarahela ebanormaalse rõhulanguse korral suunatakse reaktorisse suur kogus boori sisaldavat vett, mis summutab tuumareaktsiooni ja neelab neutroneid.

Teine oskusteave asub isolatsiooni alumises osas - sulatise "lõks". Kui sellegipoolest avarii tagajärjel südamik "lekib", ei lase "lõks" isolatsioonil kokku kukkuda ega takista radioaktiivsete toodete sattumist maapinnale.

Ja seda me sageli ei tea. Ja miks plahvatab ka tuumapomm...

Alustame kaugelt. Igal aatomil on tuum ja tuum koosneb prootonitest ja neutronitest – võib-olla teavad seda kõik. Samamoodi nägid kõik perioodilisustabelit. Kuid miks on selles sisalduvad keemilised elemendid paigutatud nii ja mitte teisiti? Kindlasti mitte sellepärast, et Mendelejev oleks tahtnud. Iga elemendi seerianumber tabelis näitab, mitu prootonit on selle elemendi aatomi tuumas. Teisisõnu, raud on tabelis number 26, kuna raua aatomis on 26 prootonit. Ja kui neid 26 pole, pole see enam raud.

Kuid sama elemendi tuumades võib olla erinev arv neutroneid, mis tähendab, et tuumade mass võib olla erinev. Sama elemendi erineva massiga aatomeid nimetatakse isotoopideks. Uraanil on mitmeid selliseid isotoope: looduses levinuim on uraan-238 (selle tuumas on 92 prootonit ja 146 neutronit, kokku 238). See on radioaktiivne, aga tuumapommi sellest teha ei saa. Kuid isotoop uraan-235, mida vähesel määral leidub uraanimaakides, sobib tuumalaenguks.

Võib-olla on lugeja kohanud mõisteid "rikastatud uraan" ja "vaesestatud uraan". Rikastatud uraan sisaldab rohkem uraan-235 kui looduslik uraan; ammendunud, vastavalt - vähem. Rikastatud uraanist saab plutooniumi – veel ühe tuumapommi jaoks sobiva elemendi (looduses seda peaaegu kunagi ei leidu). See, kuidas uraani rikastatakse ja kuidas sellest plutooniumi saadakse, on omaette arutelu teema.

Miks siis tuumapomm plahvatab? Fakt on see, et mõned rasked tuumad kipuvad lagunema, kui neid tabab neutron. Ja vaba neutronit ei pea kaua ootama – neid lendab palju. Niisiis satub selline neutron uraan-235 tuuma ja purustab selle seeläbi "fragmentideks". See vabastab veel mõned neutronid. Kas oskate arvata, mis juhtub, kui ümberringi on sama elemendi tuumad? Täpselt nii, tuleb ahelreaktsioon. Nii see juhtub.

Tuumareaktoris, kus uraan-235 on "lahustunud" stabiilsemas uraan-238-s, plahvatust tavatingimustes ei toimu. Enamik lagunevatest tuumadest välja lendavad neutronid lendavad "piima", leidmata uraan-235 tuumasid. Reaktoris on tuumade lagunemine "loid" (aga sellest piisab, et reaktor saaks energiat anda). Siin, tahkes uraan-235 tükis, kui see on piisava massiga, lõhuvad neutronid kindlasti tuumad, tekib ahelreaktsioon ja ... Stop! Kui teha ju plahvatuseks vajaliku massiga uraan-235 või plutooniumi tükk, siis see kohe plahvatab. Asi pole selles.

Mida teha, kui võtta kaks alakriitilist massi ja lükata need kaugjuhitava mehhanismi abil üksteise vastu? Näiteks pange mõlemad torusse ja kinnitage ühe külge pulbrilaeng, et tulistada üks tükk õigel ajal, nagu mürsk, teise. Siin on probleemi lahendus.

Võite teha teisiti: võtke sfääriline plutooniumitükk ja fikseerige lõhkelaengud kogu selle pinnale. Kui need laengud väljastpoolt käsu peale lõhata, surub nende plahvatus plutooniumi igast küljest kokku, surub selle kriitilise tiheduseni ja tekib ahelreaktsioon. Siin on aga olulised täpsus ja töökindlus: kõik lõhkelaengud peavad töötama üheaegselt. Kui osa neist töötab ja osa mitte või osa töötab hilja, siis tuumaplahvatust sellest ei tule: plutoonium ei kahane kriitilise massini, vaid hajub õhus. Tuumapommi asemel tuleb välja nn "räpane".

Selline näeb välja implosiooni tüüpi tuumapomm. Laengud, mis peaksid tekitama suunatud plahvatuse, on valmistatud polüeedritena, et katta plutooniumikera pind võimalikult tihedalt.

Esimest tüüpi seadet nimetati kahuriks, teist tüüpi - implosiooniks.
Hiroshimale heidetud pommil "Kid" oli uraan-235 laeng ja relva tüüpi seade. Nagasaki kohal plahvatanud Paksumehe pomm kandis plutooniumilaengut ja lõhkeseadeldis oli plahvatus. Nüüd ei kasutata peaaegu kunagi relva tüüpi seadmeid; implosioonid on keerulisemad, kuid samal ajal võimaldavad teil kontrollida tuumalaengu massi ja kulutada seda ratsionaalsemalt. Ja plutoonium asendas tuumalõhkeainena uraan-235.

Möödus päris mitu aastat ja füüsikud pakkusid sõjaväele veelgi võimsamat pommi - termotuuma- või, nagu seda ka nimetatakse, vesinikku. Selgub, et vesinik plahvatab tugevamini kui plutoonium?

Vesinik on tõesti plahvatusohtlik, kuid mitte nii. Vesinikupommis pole aga "tavalist" vesinikku, see kasutab selle isotoope – deuteeriumi ja triitiumi. "Tavalise" vesiniku tuumal on üks neutron, deuteeriumil kaks ja triitiumil kolm.

Tuumapommis jagunevad raske elemendi tuumad kergemate tuumadeks. Termotuumas toimub pöördprotsess: kerged tuumad ühinevad üksteisega raskemateks. Näiteks deuteeriumi ja triitiumi tuumad ühendatakse heeliumi tuumadeks (muidu nimetatakse alfaosakesteks) ja "lisa" neutron saadetakse "vabale lennule". Sel juhul vabaneb palju rohkem energiat kui plutooniumi tuumade lagunemisel. Muide, see protsess toimub Päikesel.

Liitreaktsioon on aga võimalik ainult ülikõrgetel temperatuuridel (sellepärast nimetatakse seda THERMonucleariks). Kuidas panna deuteerium ja triitium reageerima? Jah, see on väga lihtne: peate detonaatorina kasutama tuumapommi!

Kuna deuteerium ja triitium on ise stabiilsed, võib nende laeng termotuumapommis olla meelevaldselt tohutu. See tähendab, et termotuumapommi saab muuta võrreldamatult võimsamaks kui "lihtne" tuumapommi. Hiroshimale lastud "beebi" TNT ekvivalent oli 18 kilotonni ja võimsaim vesinikupomm (nn "tsaar Bomba", tuntud ka kui "Kuzkini ema") - juba 58,6 megatonni, mis on üle 3255 korra võimsam. "Beebi"!


"Tsaar Bomba" "seene" pilv tõusis 67 kilomeetri kõrgusele ja lööklaine tiirutas maakera kolm korda.

Selline hiiglaslik jõud on aga selgelt liialdatud. Olles "piisavalt mänginud" megatonnipommidega, läksid sõjaväeinsenerid ja füüsikud teist teed – tuumarelvade miniaturiseerimise teele. Tavalisel kujul saab tuumarelvi maha visata strateegilistelt pommitajatelt, nagu õhupommid, või käivitada ballistiliste rakettidega; kui need miniatuurseks muuta, saad kompaktse tuumalaengu, mis ei hävita kõike ümber kilomeetrite kaupa ja mille saab panna suurtükimürsule või õhk-maa raketile. Suureneb liikuvus, laieneb lahendatavate ülesannete ring. Lisaks strateegilistele tuumarelvadele saame taktikalised.

Taktikaliste tuumarelvade jaoks töötati välja mitmesuguseid kandesõidukeid - tuumarelvad, mördid, tagasilöögita vintpüssid (näiteks ameeriklane Davy Crockett). NSV Liidul oli isegi tuumakuuli projekt. Tõsi, sellest tuli loobuda – tuumakuulid olid nii ebausaldusväärsed, nii keerulised ja kallid valmistada ja ladustada, et neil polnud mõtet.

"Davy Crockett". Paljud neist tuumarelvadest olid USA relvajõudude teenistuses ja Lääne-Saksamaa kaitseminister püüdis edutult Bundeswehri nendega relvastada.

Väikestest tuumarelvadest rääkides tasub mainida teist tüüpi tuumarelva – neutronpommi. Plutooniumi laeng selles on väike, kuid see pole vajalik. Kui termotuumapomm järgib plahvatusjõu suurendamise teed, siis neutron toetub teisele kahjustavale tegurile – kiirgusele. Kiirguse suurendamiseks neutronpommis on varu berülliumi isotoopi, mis plahvatades annab tohutul hulgal kiireid neutroneid.

Selle loojate idee kohaselt peaks neutronpomm tapma vaenlase tööjõu, kuid jätma puutumata varustuse, mida saab seejärel pealetungi ajal kinni püüda. Praktikas osutus see pisut teisiti: kiiritatud seadmed muutuvad kasutuskõlbmatuks - igaüks, kes julgeb seda juhtida, “teenib” peagi kiirgushaiguse. See ei muuda tõsiasja, et neutronpommi plahvatus on võimeline tabama vaenlast läbi tankisoomuse; neutronlahingumoona töötas USA välja just relvana Nõukogude tankiformatsioonide vastu. Kuid peagi töötati välja tankisoomus, mis pakkus mingit kaitset kiirete neutronite voolu eest.

1950. aastal leiutati teist tüüpi tuumarelvad, kuid seda ei toodetud (teadaolevalt). See on nn koobaltipomm – koobalti kestaga tuumalaeng. Plahvatuse käigus muutub neutronivoo poolt kiiritatud koobalt äärmiselt radioaktiivseks isotoobiks ja hajub üle ala, nakatades seda. Vaid üks selline piisava võimsusega pomm võib katta kogu maakera koobaltiga ja hävitada kogu inimkonna. Õnneks jäi see projekt projektiks.

Mida saab kokkuvõtteks öelda? Tuumapomm on tõeliselt kohutav relv ja samal ajal (milline paradoks!) aitas see säilitada suhtelist rahu suurriikide vahel. Kui teie vastasel on tuumarelv, siis mõtlete kümme korda, enne kui teda ründate. Ühtegi tuumaarsenaliga riiki pole veel väljastpoolt rünnatud ja pärast 1945. aastat ei olnud maailmas suurriikide vahel sõdu. Loodame, et nad seda ei tee.

Sellise võimsa relva nagu tuumapomm ilmumine oli objektiivse ja subjektiivse iseloomuga globaalsete tegurite koosmõju tulemus. Objektiivselt tingis selle loomise teaduse kiire areng, mis sai alguse füüsika fundamentaalsetest avastustest 20. sajandi esimesel poolel. Tugevaim subjektiivne tegur oli 40. aastate sõjalis-poliitiline olukord, mil Hitleri-vastase koalitsiooni riigid - USA, Suurbritannia, NSV Liit - püüdsid tuumarelvade arendamisel üksteisest ette jõuda.

Tuumapommi loomise eeldused

Aatomirelvade loomise teadusliku tee alguspunkt oli 1896, mil prantsuse keemik A. Becquerel avastas uraani radioaktiivsuse. Just selle elemendi ahelreaktsioon pani aluse kohutavate relvade väljatöötamisele.

19. sajandi lõpus ja 20. sajandi esimestel kümnenditel avastasid teadlased alfa-, beeta-, gammakiirguse, avastasid paljud keemiliste elementide radioaktiivsed isotoobid, radioaktiivse lagunemise seaduse ning panid aluse tuumaisomeetria uurimisele. 1930. aastatel said tuntuks neutron ja positron ning esmalt lõhestati neutronite neeldumisega uraani aatomi tuum. See oli tõuke tuumarelvade loomisele. Prantsuse füüsik Frédéric Joliot-Curie oli esimene, kes 1939. aastal leiutas ja patenteeris tuumapommi disaini.

Tuumarelvadest on edasiarendamise tulemusena saanud ajalooliselt pretsedenditu sõjalis-poliitiline ja strateegiline nähtus, mis suudab tagada valdajariigi rahvusliku julgeoleku ja minimeerida kõigi teiste relvasüsteemide võimeid.

Aatomipommi konstruktsioon koosneb mitmest erinevast komponendist, mille hulgas on kaks peamist:

• raam,
• automatiseerimissüsteem.

Automatiseerimine koos tuumalaenguga paikneb korpuses, mis kaitseb neid erinevate mõjude eest (mehaaniline, termiline jne). Automaatikasüsteem kontrollib, et plahvatus toimuks rangelt määratud ajal. See koosneb järgmistest elementidest:

• hädadetonatsioon;
• ohutus- ja klambriseade;
• jõuallikas;
• laengu detonatsiooniandurid.

Aatomilaengute kohaletoimetamine toimub lennunduse, ballistiliste ja tiibrakettide abil. Samal ajal võib tuumamoon olla maamiini, torpeedo, õhupommide jne element.

Tuumapommi detonatsioonisüsteemid on erinevad. Lihtsaim on sissepritseseade, milles plahvatuse tõukejõud on sihtmärgi tabamine ja sellele järgnev ülekriitilise massi teke.

Veel üks aatomirelvade omadus on kaliibri suurus: väike, keskmine, suur. Kõige sagedamini iseloomustatakse plahvatuse võimsust TNT ekvivalendis. Väikese kaliibriga tuumarelv eeldab mitme tuhande tonni TNT laadimisvõimsust. Keskmine kaliiber on juba võrdne kümnete tuhandete tonnide TNT-ga, suur - mõõdetuna miljonites.

Tööpõhimõte

Aatomipommi skeem põhineb tuumaahelreaktsiooni käigus vabanenud tuumaenergia kasutamise põhimõttel. See on raskete tuumade lõhustumise või kergete tuumade sünteesiprotsess. Tuumapomm klassifitseeritakse massihävitusrelvaks, kuna lühima aja jooksul vabaneb tohutul hulgal tuumaenergiat.

Sellel protsessil on kaks põhipunkti:

• tuumaplahvatuse kese, milles protsess vahetult toimub;
• epitsenter, mis on selle protsessi projektsioon pinnale (maale või veele).

Tuumaplahvatus vabastab hulga energiat, mis maapinnale projitseerides põhjustab seismilisi värinaid. Nende leviala on väga suur, kuid olulisi keskkonnakahju tekitatakse vaid mõnesaja meetri kaugusel.

Tuumarelvadel on mitut tüüpi hävitamist:

• valguse emissioon,
• radioaktiivne saaste,
• lööklaine,
• läbitungiv kiirgus,
• elektromagnetiline impulss.

Tuumaplahvatusega kaasneb ere sähvatus, mis tekib suure hulga valguse ja soojusenergia vabanemise tõttu. Selle välgu tugevus on kordades suurem kui päikesekiirte võimsus, mistõttu valgus- ja kuumakahjustuste oht ulatub mitme kilomeetrini.

Teine väga ohtlik tegur tuumapommi mõjul on plahvatuse käigus tekkiv kiirgus. See töötab ainult esimesed 60 sekundit, kuid sellel on maksimaalne läbitungimisjõud.

Lööklainel on suur võimsus ja oluline hävitav mõju, mistõttu põhjustab see mõne sekundiga suurt kahju inimestele, seadmetele ja hoonetele.

Läbitungiv kiirgus on elusorganismidele ohtlik ja põhjustab inimestel kiiritushaigust. Elektromagnetiline impulss mõjutab ainult tehnikat.

Kõik need kahjustused koos muudavad aatomipommi väga ohtlikuks relvaks.

Esimesed tuumapommi katsetused

USA oli esimene, kes näitas suurimat huvi aatomirelvade vastu. 1941. aasta lõpus eraldati riigis tohutult raha ja ressursse tuumarelvade loomiseks. Töö tulemuseks olid esimesed lõhkeseadeldise "Gadget" aatomipommi katsetused, mis toimusid 16. juulil 1945 USA New Mexico osariigis.

USA-l on aeg tegutseda. Teise maailmasõja võidukaks lõpuks otsustati alistada Natsi-Saksamaa liitlane Jaapan. Pentagon valis sihtmärgid esimesteks tuumalöökideks, mille käigus USA tahtis näidata, kui võimsaid relvi neil on.

Sama aasta 6. augustil heideti Jaapani linnale Hiroshimale esimene aatomipomm nime all "Kid" ja 9. augustil Nagasakile "Fat Man" nimeline pomm.

Hiroshimas tabamust peeti ideaalseks: tuumaseade plahvatas 200 meetri kõrgusel. Lööklaine lükkas jaapanlaste majades ümber kivisöega köetud ahjud. See on põhjustanud arvukalt tulekahjusid isegi epitsentrist kaugel asuvates linnapiirkondades.

Esialgsele sähvatusele järgnes sekundeid väldanud kuumalaine löök, kuid selle võimsus 4 km raadiuses sulatas plaadid ja kvartsi graniitplaatides, põletas telegraafipostid. Pärast kuumalainet tuli lööklaine. Tuule kiirus oli 800 km/h ja selle tuuleiil lammutas linnas peaaegu kõik. 76 000 hoonest hävis täielikult 70 000.

Mõne minuti pärast hakkas sadama kummalist suurte mustade tilkade vihma. Selle põhjustas atmosfääri külmemates kihtides aurust ja tuhast tekkinud kondensaat.

800 meetri kaugusel tulekera pihta saanud inimesed põlesid ja muutusid tolmuks. Mõnel oli lööklaine põlenud nahk maha rebinud. Musta radioaktiivse vihmapiisad jätsid ravimatuid põletushaavu.

Ellujäänud haigestusid seni teadmata haigusesse. Nad hakkasid kogema iiveldust, oksendamist, palavikku, nõrkushoogusid. Valgeliblede tase veres langes järsult. Need olid esimesed kiiritushaiguse tunnused.

3 päeva pärast Hiroshima pommitamist visati Nagasakile pomm. Sellel oli sama jõud ja see põhjustas sarnaseid tagajärgi.

Kaks aatomipommi tappis sekunditega sadu tuhandeid inimesi. Esimese linna pühkis lööklaine praktiliselt maamunalt. Rohkem kui pooled tsiviilisikutest (umbes 240 tuhat inimest) surid kohe saadud haavadesse. Paljud inimesed puutusid kokku kiirgusega, mis tõi kaasa kiiritushaiguse, vähi ja viljatuse. Nagasakis hukkus esimestel päevadel 73 tuhat inimest, mõne aja pärast suri suures piinades veel 35 tuhat elanikku.

Video: tuumapommi katsetused

RDS-37 testid

Aatomipommi loomine Venemaal

Pommitamise tagajärjed ja Jaapani linnade elanike ajalugu vapustasid I. Stalinit. Sai selgeks, et oma tuumarelvade loomine on riikliku julgeoleku küsimus. 20. augustil 1945 alustas Venemaal tööd Aatomienergia komitee eesotsas L. Beriaga.

Tuumafüüsika uuringuid on NSV Liidus tehtud alates 1918. aastast. 1938. aastal loodi Teaduste Akadeemia juurde aatomituuma komisjon. Kuid sõja puhkemisega peatati peaaegu kogu sellesuunaline töö.

1943. aastal lõpetasid Inglismaalt üle antud Nõukogude luureohvitserid aatomienergiateemalised teadusartiklid, millest järeldub, et aatomipommi loomine läänes oli edenenud kaugele. Samal ajal toodi USA-s mitmetesse Ameerika tuumauuringute keskustesse usaldusväärseid agente. Nad edastasid teavet aatomipommi kohta Nõukogude teadlastele.

Aatomipommi kahe variandi väljatöötamise lähteülesande koostas nende looja ja üks teaduse juhtidest Yu. Khariton. Selle kohaselt plaaniti luua RDS (“spetsiaalne reaktiivmootor”) indeksiga 1 ja 2:

1. RDS-1 - plutooniumilaenguga pomm, mis pidi sfäärilise kokkusurumisega õõnestama. Tema seadme andis üle Vene luure.
2. RDS-2 on kahe uraanilaengu osaga kahuripomm, mis peavad kahuritorus üksteisele lähenema, kuni tekib kriitiline mass.

Kuulsa RDS-i ajaloos leiutas kõige tavalisema dekodeerimise - "Venemaa teeb seda ise" - Yu. Kharitoni asetäitja teadustöös K. Shchelkin. Need sõnad andsid väga täpselt edasi teose olemuse.

Teave selle kohta, et NSV Liit on omandanud tuumarelvade saladused, tekitas USA-s impulsi alustada võimalikult kiiresti ennetavat sõda. 1949. aasta juulis ilmus Trooja plaan, mille järgi plaaniti sõjategevust alustada 1. jaanuaril 1950. Seejärel nihutati rünnaku kuupäev 1. jaanuarile 1957 tingimusega, et kõik NATO riigid astuvad sõtta.

Luurekanalite kaudu saadud teave kiirendas nõukogude teadlaste tööd. Lääne ekspertide hinnangul ei saanud Nõukogude tuumarelvi luua enne 1954.–1955. Esimese aatomipommi katsetamine toimus aga NSV Liidus 1949. aasta augusti lõpus.

29. augustil 1949 lasti Semipalatinski katsepolügoonis õhku tuumaseade RDS-1 – esimene Nõukogude aatomipomm, mille leiutas teadlaste rühm eesotsas I. Kurtšatovi ja Yu Kharitoniga. Plahvatuse võimsus oli 22 kt. Laengu kujundus imiteeris Ameerika "Fat Mani" ja elektroonilise täidise lõid Nõukogude teadlased.

Trooja plaan, mille kohaselt kavatsesid ameeriklased heita aatomipomme 70 NSV Liidu linnale, nurjati vastulöögi tõenäosuse tõttu. Semipalatinski katsepolügooni sündmus andis maailmale teada, et Nõukogude aatomipomm lõpetas Ameerika monopoli uute relvade omamisel. See leiutis hävitas täielikult USA ja NATO militaristliku plaani ning takistas Kolmanda maailmasõja arengut. Alanud on uus ajalugu – maailmarahu ajastu, mis eksisteerib täieliku hävingu ohus.

Maailma "tuumaklubi".

Tuumaklubi on sümbol mitmele tuumarelvi omavale osariigile. Tänapäeval on selliseid relvi:

• USA-s (alates 1945. aastast)
• Venemaal (algselt NSVL, aastast 1949)
• Ühendkuningriigis (alates 1952. aastast)
• Prantsusmaal (alates 1960. aastast)
• Hiinas (alates 1964. aastast)
• Indias (alates 1974)
• Pakistanis (alates 1998)
• Põhja-Koreas (alates 2006)

Tuumarelvi peetakse ka Iisraelil, kuigi riigi juhtkond selle kohalolekut ei kommenteeri. Lisaks asuvad NATO liikmesriikide (Saksamaa, Itaalia, Türgi, Belgia, Holland, Kanada) ja liitlaste (Jaapan, Lõuna-Korea, vaatamata ametlikule keeldumisele) territooriumil USA tuumarelvad.

Kasahstan, Ukraina, Valgevene, kellele kuulus osa tuumarelvadest pärast NSV Liidu lagunemist, andsid selle 90ndatel üle Venemaale, kellest sai Nõukogude tuumaarsenali ainupärija.

Aatomi(tuuma)relvad on maailmapoliitika võimsaim tööriist, mis on kindlalt sisenenud riikidevaheliste suhete arsenali. Ühelt poolt on see tõhus heidutus, teisalt kaalukas argument sõjalise konflikti ärahoidmiseks ja rahu tugevdamiseks neid relvi omavate võimude vahel. See on terve ajastu sümbol inimkonna ajaloos ja rahvusvahelistes suhetes, millega tuleb väga targalt ümber käia.

Video: tuumarelvade muuseum

Video Vene tsaar Bombast

Kui teil on küsimusi - jätke need artikli all olevatesse kommentaaridesse. Meie või meie külastajad vastavad neile hea meelega.