Bom nuklear diperbuat daripada apa? Bom nuklear adalah senjata yang dimilikinya sudah menjadi penghalang

Selepas tamatnya Perang Dunia II, negara-negara gabungan anti-Hitler dengan pantas cuba mendahului satu sama lain dalam pembangunan bom nuklear yang lebih berkuasa.

Ujian pertama, yang dijalankan oleh Amerika ke atas objek sebenar di Jepun, memanaskan keadaan antara USSR dan Amerika Syarikat ke had. letupan yang kuat, yang bergemuruh di bandar-bandar Jepun dan hampir memusnahkan semua kehidupan di dalamnya, memaksa Stalin untuk meninggalkan banyak tuntutan di pentas dunia. Kebanyakan ahli fizik Soviet dengan segera "dilemparkan" kepada pembangunan senjata nuklear.

Bila dan bagaimana senjata nuklear muncul

1896 boleh dianggap sebagai tahun kelahiran bom atom. Pada masa itu ahli kimia Perancis A. Becquerel mendapati bahawa uranium adalah radioaktif. Tindak balas berantai uranium membentuk tenaga yang kuat, yang berfungsi sebagai asas untuk letupan yang dahsyat. Tidak mungkin Becquerel membayangkan bahawa penemuannya akan membawa kepada penciptaan senjata nuklear - senjata paling dahsyat di seluruh dunia.

Penghujung abad ke-19 - permulaan abad ke-20 adalah titik perubahan dalam sejarah penciptaan senjata nuklear. Dalam tempoh masa inilah para saintis dari pelbagai negara di dunia dapat menemui undang-undang, sinar dan unsur berikut:

Sinar alfa, gamma dan beta;
Banyak isotop telah ditemui unsur kimia mempunyai sifat radioaktif;
Undang-undang pereputan radioaktif telah ditemui, yang menentukan masa dan pergantungan kuantitatif keamatan pereputan radioaktif, bergantung kepada bilangan atom radioaktif dalam sampel ujian;
Isometri nuklear dilahirkan.

Pada tahun 1930-an, buat pertama kalinya, mereka dapat membelah nukleus atom uranium dengan menyerap neutron. Pada masa yang sama, positron dan neuron ditemui. Semua ini memberi dorongan yang kuat kepada pembangunan senjata yang menggunakan tenaga atom. Pada tahun 1939, reka bentuk bom atom pertama di dunia telah dipatenkan. Ini dilakukan oleh ahli fizik Perancis Frederic Joliot-Curie.

Hasil daripada penyelidikan dan pembangunan lanjut di kawasan ini, bom nuklear telah dilahirkan. Kuasa dan julat pemusnahan bom atom moden sangat hebat sehingga negara yang mempunyai potensi nuklear secara praktikalnya tidak memerlukan tentera yang kuat, kerana satu bom atom mampu memusnahkan seluruh negara.

Bagaimana bom atom berfungsi

Bom atom terdiri daripada banyak unsur, yang utamanya ialah:

Kor Bom Atom;
Sistem automasi yang mengawal proses letupan;
Caj nuklear atau kepala peledak.

Sistem automasi terletak di dalam badan bom atom, bersama dengan cas nuklear. Reka bentuk badan kapal mestilah cukup dipercayai untuk melindungi kepala peledak daripada pelbagai faktor dan pengaruh luaran. Sebagai contoh, pelbagai pengaruh mekanikal, haba atau serupa, yang boleh membawa kepada letupan kuasa besar yang tidak dirancang, yang mampu memusnahkan segala-galanya di sekeliling.

Tugas automasi termasuk kawalan sepenuhnya ke atas fakta bahawa letupan berlaku dalam masa yang betul, jadi sistem terdiri daripada unsur-unsur berikut:

Peranti yang bertanggungjawab untuk letupan kecemasan;
Bekalan kuasa sistem automasi;
Melemahkan sistem sensor;
peranti cocking;
Peranti keselamatan.

Apabila ujian pertama dijalankan, bom nuklear dihantar oleh pesawat yang mempunyai masa untuk meninggalkan kawasan terjejas. Bom atom moden sangat kuat sehingga ia hanya boleh dihantar menggunakan peluru berpandu pelayaran, balistik, atau anti-pesawat.

digunakan dalam bom atom pelbagai sistem letupan. Yang paling mudah ialah peranti konvensional yang dicetuskan apabila peluru mengenai sasaran.

Salah satu ciri utama bom nuklear dan peluru berpandu ialah pembahagiannya kepada kaliber, yang terdiri daripada tiga jenis:

Kecil, kuasa bom atom berkaliber ini bersamaan dengan beberapa ribu tan TNT;
Sederhana (kuasa letupan - beberapa puluh ribu tan TNT);
Besar, kuasa cas yang diukur dalam berjuta-juta tan TNT.

Adalah menarik bahawa selalunya kuasa semua bom nuklear diukur dengan tepat dalam setara TNT, kerana tidak ada skala untuk mengukur kuasa letupan untuk senjata atom.

Algoritma untuk operasi bom nuklear

Mana-mana bom atom beroperasi berdasarkan prinsip menggunakan tenaga nuklear, yang dilepaskan semasa tindak balas nuklear. Prosedur ini berdasarkan sama ada pembelahan nukleus berat atau sintesis paru-paru. Oleh kerana tindak balas ini membebaskan sejumlah besar tenaga, dan dalam masa paling singkat, jejari kemusnahan bom nuklear sangat mengagumkan. Kerana ciri ini, senjata nuklear diklasifikasikan sebagai senjata pemusnah besar-besaran.

Terdapat dua perkara utama dalam proses yang bermula dengan letupan bom atom:

Ini adalah pusat segera letupan, di mana tindak balas nuklear berlaku;
Pusat letupan, yang terletak di tapak di mana bom meletup.

Tenaga nuklear yang dikeluarkan semasa letupan bom atom adalah sangat kuat sehingga gegaran seismik bermula di bumi. Pada masa yang sama, kejutan ini membawa kemusnahan langsung hanya pada jarak beberapa ratus meter (walaupun, memandangkan kekuatan letupan bom itu sendiri, kejutan ini tidak lagi menjejaskan apa-apa).

Faktor kerosakan dalam letupan nuklear

Letupan bom nuklear bukan sahaja membawa kemusnahan serta-merta yang dahsyat. Akibat daripada letupan ini akan dirasai bukan sahaja oleh orang yang jatuh ke kawasan yang terjejas, tetapi juga oleh anak-anak mereka, yang dilahirkan selepas letupan atom. Jenis pemusnahan oleh senjata atom dibahagikan kepada kumpulan berikut:

Sinaran cahaya yang berlaku secara langsung semasa letupan;
Gelombang kejutan yang disebarkan oleh bom sejurus selepas letupan;
Impuls elektromagnet;
sinaran menembusi;
Pencemaran radioaktif yang boleh bertahan selama beberapa dekad.

Walaupun pada pandangan pertama, kilatan cahaya menimbulkan ancaman paling sedikit, sebenarnya, ia terbentuk akibat pembebasan sejumlah besar tenaga haba dan cahaya. Kuasa dan kekuatannya jauh melebihi kuasa sinaran matahari, jadi kekalahan cahaya dan haba boleh membawa maut pada jarak beberapa kilometer.

Radiasi yang dikeluarkan semasa letupan juga sangat berbahaya. Walaupun ia tidak bertahan lama, ia berjaya menjangkiti segala-galanya di sekeliling, kerana keupayaan menembusinya sangat tinggi.

Gelombang kejutan dalam letupan atom bertindak seperti gelombang yang sama dalam letupan konvensional, hanya kuasa dan jejari kemusnahannya lebih besar. Dalam beberapa saat, ia menyebabkan kerosakan yang tidak boleh diperbaiki bukan sahaja kepada orang, tetapi juga kepada peralatan, bangunan dan alam sekitar.

Sinaran menembusi mencetuskan perkembangan penyakit radiasi, dan nadi elektromagnet berbahaya hanya untuk peralatan. Gabungan semua faktor ini, ditambah dengan kuasa letupan, menjadikan bom atom sebagai senjata paling berbahaya di dunia.

Ujian senjata nuklear pertama di dunia

Negara pertama yang membangunkan dan menguji senjata nuklear ialah Amerika Syarikat. Kerajaan ASlah yang memperuntukkan subsidi tunai yang besar untuk pembangunan senjata baharu yang menjanjikan. Menjelang akhir tahun 1941, ramai saintis terkemuka dalam bidang pembangunan atom telah dijemput ke Amerika Syarikat, yang pada tahun 1945 dapat membentangkan prototaip bom atom yang sesuai untuk ujian.

Ujian pertama di dunia terhadap bom atom yang dilengkapi dengan bahan letupan telah dilakukan di padang pasir di negeri New Mexico. Bom yang dipanggil "Gadget" telah diletupkan pada 16 Julai 1945. Keputusan ujian adalah positif, walaupun tentera menuntut untuk menguji bom nuklear dalam keadaan pertempuran sebenar.

Melihat bahawa hanya ada satu langkah lagi sebelum kemenangan ke atas pakatan Nazi, dan mungkin tidak ada lagi peluang seperti itu, Pentagon memutuskan untuk melancarkan serangan nuklear ke atas sekutu terakhir Nazi Jerman-Jepun. Di samping itu, penggunaan bom nuklear sepatutnya menyelesaikan beberapa masalah sekaligus:

Untuk mengelakkan pertumpahan darah yang tidak perlu yang pasti akan berlaku jika tentera AS menjejakkan kaki di wilayah Imperial Jepun;
Untuk membawa Jepun tanpa kompromi ke lutut mereka dalam satu pukulan, memaksa mereka bersetuju dengan syarat yang menguntungkan Amerika Syarikat;
Tunjukkan kepada USSR (sebagai saingan yang mungkin pada masa hadapan) bahawa Tentera AS mempunyai senjata unik yang boleh menghapuskan mana-mana bandar dari muka bumi;
Dan, sudah tentu, untuk melihat secara praktikal apa senjata nuklear mampu dalam keadaan pertempuran sebenar.

6 Ogos 1945 pada bandar jepun Hiroshima adalah bom atom pertama di dunia, yang digunakan dalam operasi ketenteraan. Bom ini dipanggil "Bayi", kerana beratnya ialah 4 tan. Penjatuhan bom telah dirancang dengan teliti, dan ia melanda tepat di mana ia dirancang. Rumah-rumah yang tidak dimusnahkan oleh letupan itu terbakar, kerana dapur yang jatuh di dalam rumah-rumah itu menimbulkan kebakaran, dan seluruh kota itu dilalap api.

Selepas kilat terang, gelombang haba menyusul, yang membakar semua hidupan dalam radius 4 kilometer, dan gelombang kejutan yang mengikutinya memusnahkan kebanyakan bangunan.

Mereka yang terkena strok haba dalam radius 800 meter dibakar hidup-hidup. Gelombang letupan merobek kulit ramai yang terbakar. Beberapa minit kemudian, hujan hitam pelik turun, yang terdiri daripada wap dan abu. Mereka yang jatuh di bawah hujan hitam, kulit menerima luka bakar yang tidak dapat diubati.

Beberapa orang yang bernasib baik untuk bertahan jatuh sakit dengan penyakit radiasi, yang pada masa itu bukan sahaja tidak dikaji, tetapi juga tidak diketahui sepenuhnya. Orang ramai mula mengalami demam, muntah, loya dan kelemahan.

Pada 9 Ogos 1945, yang kedua bom amerika, yang dipanggil "Lelaki Gemuk". Bom ini mempunyai kuasa yang hampir sama seperti yang pertama, dan akibat letupannya sama dahsyatnya, walaupun orang mati separuh daripadanya.

Dua bom atom dijatuhkan di bandar Jepun ternyata menjadi kes pertama dan satu-satunya di dunia penggunaan senjata atom. Lebih 300,000 orang mati pada hari pertama selepas pengeboman. Kira-kira 150 ribu lagi mati akibat penyakit radiasi.

Selepas pengeboman nuklear Bandar Jepun, Stalin menerima kejutan sebenar. Ia menjadi jelas kepadanya bahawa persoalan membangunkan senjata nuklear di Soviet Rusia Ini soal keselamatan negara. Sudah pada 20 Ogos 1945, sebuah jawatankuasa khas mengenai tenaga atom mula berfungsi, yang telah dibuat dengan segera oleh I. Stalin.

Walaupun penyelidikan mengenai fizik nuklear telah dijalankan oleh sekumpulan peminat di Rusia tsarist, pada zaman Soviet mereka tidak memberi perhatian yang sewajarnya. Pada tahun 1938, semua penyelidikan di kawasan ini telah dihentikan sepenuhnya, dan ramai saintis nuklear telah ditindas sebagai musuh rakyat. Selepas letupan nuklear di Jepun, kerajaan Soviet secara tiba-tiba mula memulihkan industri nuklear di negara itu.

Terdapat bukti bahawa pembangunan senjata nuklear dilakukan di Jerman Nazi, dan saintis Jerman yang memuktamadkan bom atom Amerika yang "mentah", jadi kerajaan AS mengeluarkan semua pakar nuklear dan semua dokumen yang berkaitan dengan pembangunan senjata nuklear dari Jerman.

Sekolah perisikan Soviet, yang semasa perang dapat memintas semua perkhidmatan perisikan asing, pada tahun 1943 memindahkan dokumen rahsia yang berkaitan dengan pembangunan senjata nuklear ke USSR. Pada masa yang sama, ejen Soviet telah diperkenalkan ke semua pusat penyelidikan nuklear utama Amerika.

Hasil daripada semua langkah ini, sudah pada tahun 1946, terma rujukan untuk pembuatan dua bom nuklear buatan Soviet telah siap:

RDS-1 (dengan caj plutonium);
RDS-2 (dengan dua bahagian caj uranium).

Singkatan "RDS" ditafsirkan sebagai "Rusia melakukan dirinya sendiri", yang hampir sepenuhnya sepadan dengan realiti.

Berita bahawa USSR bersedia untuk melepaskan senjata nuklearnya memaksa kerajaan AS mengambil langkah drastik. Pada tahun 1949, rancangan Troyan telah dibangunkan, mengikut mana ia dirancang untuk menjatuhkan bom atom di 70 bandar terbesar di USSR. Hanya kebimbangan mogok balas menghalang rancangan ini daripada menjadi kenyataan.

Maklumat membimbangkan ini datang daripada pegawai perisikan Soviet memaksa saintis bekerja dalam mod kecemasan. Sudah pada Ogos 1949, bom atom pertama yang dihasilkan di USSR telah diuji. Apabila AS mengetahui tentang ujian ini, rancangan Trojan telah ditangguhkan untuk masa yang tidak ditentukan. Era konfrontasi antara dua kuasa besar, yang dikenali dalam sejarah sebagai Perang Dingin, bermula.

Bom nuklear paling berkuasa di dunia, yang dikenali sebagai "bom Tsar" adalah tepat pada zaman " perang Dingin". Para saintis USSR mencipta paling banyak bom yang kuat dalam sejarah umat manusia. Kapasitinya ialah 60 megaton, walaupun ia dirancang untuk mencipta bom dengan kapasiti 100 kiloton. Bom ini telah diuji pada Oktober 1961. Diameter bola api semasa letupan ialah 10 kilometer, dan gelombang letupan terbang sekeliling Bumi tiga kali. Ujian inilah yang memaksa kebanyakan negara di dunia menandatangani perjanjian untuk menamatkan ujian nuklear bukan sahaja di atmosfera bumi, malah di angkasa lepas.

Walaupun senjata atom adalah cara terbaik untuk menakut-nakutkan negara yang agresif, sebaliknya, ia mampu memadamkan sebarang konflik ketenteraan sejak awal, kerana semua pihak dalam konflik boleh dimusnahkan dalam letupan atom.

Dunia atom sangat hebat sehingga pemahamannya memerlukan pemecahan radikal dalam konsep biasa ruang dan masa. Atom sangat kecil sehingga jika setitik air boleh diperbesarkan kepada saiz Bumi, setiap atom dalam titisan itu akan lebih kecil daripada oren. Malah, satu titisan air terdiri daripada 6000 bilion bilion (6000000000000000000000) atom hidrogen dan oksigen. Namun, walaupun saiz mikroskopiknya, atom mempunyai struktur sedikit sebanyak serupa dengan struktur sistem suria kita. Di pusatnya yang kecil yang tidak dapat difahami, jejarinya kurang daripada satu trilion sentimeter, adalah "matahari" yang agak besar - nukleus atom.

Di sekeliling "matahari" atom ini "planet" kecil - elektron - berputar. Nukleus terdiri daripada dua blok bangunan utama Alam Semesta - proton dan neutron (mereka mempunyai nama penyatuan - nukleon). Elektron dan proton adalah zarah bercas, dan jumlah cas dalam setiap satunya adalah sama, tetapi cas berbeza dalam tanda: proton sentiasa bercas positif, dan elektron sentiasa negatif. Neutron tidak membawa cas elektrik dan oleh itu mempunyai kebolehtelapan yang sangat tinggi.

Dalam skala pengukuran atom, jisim proton dan neutron diambil sebagai kesatuan. Oleh itu, berat atom mana-mana unsur kimia bergantung kepada bilangan proton dan neutron yang terkandung dalam nukleusnya. Sebagai contoh, atom hidrogen, yang nukleusnya hanya terdiri daripada satu proton, mempunyai jisim atom sama dengan 1. Atom helium, dengan nukleus dua proton dan dua neutron, mempunyai jisim atom sama dengan 4.

Nukleus atom unsur yang sama sentiasa mengandungi bilangan proton yang sama, tetapi bilangan neutron mungkin berbeza. Atom dengan nukleus nombor yang sama proton, tetapi berbeza dalam bilangan neutron dan berkaitan dengan jenis unsur yang sama, dipanggil isotop. Untuk membezakannya antara satu sama lain, nombor diberikan kepada simbol unsur, sama dengan jumlah semua zarah dalam nukleus isotop tertentu.

Persoalannya mungkin timbul: mengapa nukleus atom tidak hancur? Lagipun, proton yang termasuk di dalamnya adalah zarah bercas elektrik dengan cas yang sama, yang mesti menolak satu sama lain dengan kekuatan yang hebat. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa di dalam nukleus terdapat juga yang dipanggil daya intranuklear yang menarik zarah nukleus antara satu sama lain. Daya ini mengimbangi daya tolakan proton dan tidak membenarkan nukleus terbang berasingan secara spontan.

Kuasa intranuklear sangat kuat, tetapi mereka bertindak hanya pada sangat jarak dekat. Oleh itu, nukleus unsur berat, yang terdiri daripada ratusan nukleon, ternyata tidak stabil. Zarah-zarah nukleus berada di sini dalam gerakan berterusan (dalam isipadu nukleus), dan jika anda menambah sejumlah tenaga tambahan kepada mereka, ia boleh mengatasi kuasa dalaman- teras akan dibahagikan kepada bahagian. Jumlah tenaga yang berlebihan ini dipanggil tenaga pengujaan. Di antara isotop unsur berat, ada yang nampaknya berada di ambang kerosakan diri. Hanya "tolak" kecil sudah cukup, sebagai contoh, pukulan mudah dalam nukleus neutron (dan ia tidak perlu memecut ke kelajuan tinggi) untuk tindak balas bermula pembelahan nuklear. Sebahagian daripada isotop "fisil" ini kemudiannya dibuat secara buatan. Secara semula jadi, hanya terdapat satu isotop sedemikian - ia adalah uranium-235.

Uranium ditemui pada tahun 1783 oleh Klaproth, yang mengasingkannya daripada padang uranium dan menamakannya baru-baru ini. planet terbuka Uranus. Seperti yang ternyata kemudian, ia sebenarnya bukan uranium itu sendiri, tetapi oksidanya. Uranium tulen, logam putih keperakan, diperolehi
hanya pada tahun 1842 Peligot. Unsur baru itu tidak mempunyai sebarang sifat yang luar biasa dan tidak menarik perhatian sehingga 1896, apabila Becquerel menemui fenomena keradioaktifan garam uranium. Selepas itu, uranium menjadi objek penyelidikan dan eksperimen saintifik, tetapi masih tidak mempunyai aplikasi praktikal.

Apabila, pada sepertiga pertama abad ke-20, struktur nukleus atom lebih kurang menjadi jelas kepada ahli fizik, mereka pertama sekali cuba memenuhi impian lama ahli alkimia - mereka cuba mengubah satu unsur kimia menjadi yang lain. Pada tahun 1934, penyelidik Perancis, pasangan Frederic dan Irene Joliot-Curie, melaporkan kepada Akademi Sains Perancis tentang eksperimen berikut: apabila plat aluminium dibombardir dengan zarah alfa (nukleus atom helium), atom aluminium bertukar menjadi atom fosforus , tetapi bukan biasa, tetapi radioaktif, yang seterusnya, bertukar menjadi isotop silikon yang stabil. Oleh itu, atom aluminium, setelah menambah satu proton dan dua neutron, bertukar menjadi atom silikon yang lebih berat.

Pengalaman ini membawa kepada idea bahawa jika nukleus unsur terberat yang ada di alam semula jadi - uranium, "dicengkeram" dengan neutron, maka unsur boleh diperolehi yang tidak wujud dalam keadaan semula jadi. Pada tahun 1938, ahli kimia Jerman Otto Hahn dan Fritz Strassmann mengulangi secara umum pengalaman pasangan Joliot-Curie, mengambil uranium dan bukannya aluminium. Keputusan eksperimen sama sekali tidak seperti yang mereka jangkakan - bukannya unsur superheavy baru dengan nombor jisim lebih besar daripada uranium, Hahn dan Strassmann menerima unsur cahaya dari bahagian tengah sistem berkala: barium, kripton, bromin dan beberapa yang lain. Penguji sendiri tidak dapat menjelaskan fenomena yang diperhatikan. Hanya di tahun hadapan ahli fizik Lise Meitner, kepada siapa Hahn melaporkan kesukarannya, menemui penjelasan yang betul untuk fenomena yang diperhatikan, menunjukkan bahawa apabila uranium dihujani dengan neutron, nukleusnya berpecah (dibelah). Dalam kes ini, nukleus unsur yang lebih ringan sepatutnya terbentuk (dari sinilah barium, kripton dan bahan lain diambil), serta 2-3 neutron bebas sepatutnya dibebaskan. Kajian lanjut dibenarkan untuk menjelaskan gambaran tentang apa yang berlaku secara terperinci.

Uranium semulajadi terdiri daripada campuran tiga isotop dengan jisim 238, 234 dan 235. Jumlah utama uranium jatuh pada 238 isotop, nukleusnya merangkumi 92 proton dan 146 neutron. Uranium-235 hanya 1/140 uranium semulajadi (0.7% (ia mempunyai 92 proton dan 143 neutron dalam nukleusnya), dan uranium-234 (92 proton, 142 neutron) hanya 1/17500 daripada jumlah jisim uranium ( 0 006% Isotop yang paling tidak stabil ialah uranium-235.

Dari semasa ke semasa, nukleus atomnya secara spontan dibahagikan kepada bahagian-bahagian, akibatnya unsur-unsur yang lebih ringan dari sistem berkala terbentuk. Proses ini disertai dengan pembebasan dua atau tiga neutron bebas, yang tergesa-gesa pada kelajuan yang luar biasa - kira-kira 10 ribu km / s (mereka dipanggil neutron cepat). Neutron ini boleh memukul nukleus uranium lain, menyebabkan tindak balas nuklear. Setiap isotop berkelakuan berbeza dalam kes ini. Nukleus Uranium-238 dalam kebanyakan kes hanya menangkap neutron ini tanpa sebarang perubahan selanjutnya. Tetapi dalam kira-kira satu daripada lima kes, apabila neutron pantas berlanggar dengan nukleus isotop 238, tindak balas nuklear yang ingin tahu berlaku: salah satu neutron uranium-238 memancarkan elektron, bertukar menjadi proton, iaitu isotop uranium. bertukar menjadi lebih
unsur berat ialah neptunium-239 (93 proton + 146 neutron). Tetapi neptunium tidak stabil - selepas beberapa minit salah satu neutronnya mengeluarkan elektron, bertukar menjadi proton, selepas itu isotop neptunium bertukar menjadi unsur seterusnya dalam sistem berkala - plutonium-239 (94 proton + 145 neutron). Jika neutron memasuki nukleus uranium-235 yang tidak stabil, maka pembelahan segera berlaku - atom mereput dengan pelepasan dua atau tiga neutron. Jelas bahawa dalam uranium semulajadi, kebanyakan atomnya tergolong dalam isotop 238, tindak balas ini tidak mempunyai akibat yang boleh dilihat - semua neutron bebas akhirnya akan diserap oleh isotop ini.

Tetapi bagaimana jika kita membayangkan sekeping uranium yang agak besar, yang terdiri sepenuhnya daripada isotop 235?

Di sini prosesnya akan berbeza: neutron yang dibebaskan semasa pembelahan beberapa nukleus, seterusnya, jatuh ke dalam nukleus jiran, menyebabkan pembelahan mereka. Akibatnya, bahagian baru neutron dibebaskan, yang membelah nukleus berikut. Di bawah keadaan yang menggalakkan, tindak balas ini berlaku seperti runtuhan salji dan dipanggil tindak balas berantai. Beberapa zarah pengeboman mungkin mencukupi untuk memulakannya.

Sesungguhnya, biarkan hanya 100 neutron membedil uranium-235. Mereka akan membelah 100 nukleus uranium. Dalam kes ini, 250 neutron baru generasi kedua akan dikeluarkan (purata 2.5 setiap pembelahan). Neutron generasi kedua akan menghasilkan 250 pembelahan, di mana 625 neutron akan dibebaskan. Dalam generasi akan datang ia akan menjadi 1562, kemudian 3906, kemudian 9670, dan seterusnya. Bilangan bahagian akan bertambah tanpa had sekiranya proses tidak dihentikan.

Walau bagaimanapun, pada hakikatnya, hanya sebahagian kecil neutron yang masuk ke dalam nukleus atom. Selebihnya, dengan pantas bergegas di antara mereka, dibawa pergi ke ruang sekeliling. Tindak balas berantai yang mampan sendiri hanya boleh berlaku dalam susunan uranium-235 yang cukup besar, yang dikatakan mempunyai jisim kritikal. (Jisim ini pada keadaan biasa adalah sama dengan 50 kg.) Adalah penting untuk diperhatikan bahawa pembelahan setiap nukleus disertai dengan pembebasan sejumlah besar tenaga, yang ternyata kira-kira 300 juta kali lebih banyak daripada tenaga yang dibelanjakan untuk membelah! (Telah dikira bahawa dengan pembelahan lengkap 1 kg uranium-235, jumlah haba yang sama dibebaskan seperti ketika membakar 3 ribu tan arang batu.)

Lonjakan tenaga yang besar ini, dilepaskan dalam beberapa saat, menampakkan dirinya sebagai letupan kuasa yang dahsyat dan mendasari operasi senjata nuklear. Tetapi agar senjata ini menjadi kenyataan, adalah perlu bahawa caj tidak terdiri daripada uranium semulajadi, tetapi isotop yang jarang berlaku - 235 (uranium sedemikian dipanggil diperkaya). Kemudian didapati bahawa plutonium tulen juga merupakan bahan fisil dan boleh digunakan dalam cas atom dan bukannya uranium-235.

Semua ini penemuan penting telah dibuat pada malam sebelum Perang Dunia II. Tidak lama kemudian di Jerman dan di negara lain, kerja rahsia bermula pada penciptaan bom atom. Di Amerika Syarikat, masalah ini telah diambil pada tahun 1941. Keseluruhan kompleks kerja itu diberi nama "Projek Manhattan".

Kepimpinan pentadbiran projek itu dijalankan oleh General Groves, dan arahan saintifik dijalankan oleh Profesor Robert Oppenheimer dari University of California. Kedua-duanya sedar akan kerumitan besar tugasan di hadapan mereka. Oleh itu, kebimbangan pertama Oppenheimer ialah pemerolehan pasukan saintifik yang sangat pintar. Di Amerika Syarikat pada masa itu terdapat ramai ahli fizik yang telah berhijrah dari Jerman fasis. Bukan mudah untuk melibatkan mereka dalam penciptaan senjata yang ditujukan terhadap bekas tanah air mereka. Oppenheimer bercakap dengan semua orang secara peribadi, menggunakan kekuatan penuh daya tarikannya. Tidak lama kemudian dia berjaya mengumpulkan sekumpulan kecil ahli teori, yang secara berseloroh dia panggil "penerang". Dan sebenarnya, ia termasuk pakar terbesar pada masa itu dalam bidang fizik dan kimia. (Antaranya 13 pemenang hadiah Nobel, termasuk Bohr, Fermi, Frank, Chadwick, Lawrence.) Sebagai tambahan kepada mereka, terdapat ramai pakar lain dari pelbagai profil.

Kerajaan AS tidak berhemat dalam perbelanjaan, dan sejak awal lagi kerja itu mengambil skop yang besar. Pada tahun 1942, makmal penyelidikan terbesar di dunia telah diasaskan di Los Alamos. Penduduk bandar saintifik ini tidak lama lagi mencecah 9 ribu orang. Dari segi komposisi saintis, skop eksperimen saintifik, bilangan pakar dan pekerja yang terlibat dalam kerja, Makmal Los Alamos tidak ada tandingannya dalam sejarah dunia. Projek Manhattan mempunyai polis sendiri, counterintelligence, sistem komunikasi, gudang, penempatan, kilang, makmal, dan belanjawan besarnya sendiri.

Matlamat utama projek ini adalah untuk mendapatkan bahan fisil yang mencukupi untuk mencipta beberapa bom atom. Sebagai tambahan kepada uranium-235, seperti yang telah disebutkan, unsur tiruan plutonium-239 boleh berfungsi sebagai caj untuk bom, iaitu, bom boleh sama ada uranium atau plutonium.

Groves dan Oppenheimer bersetuju bahawa kerja harus dijalankan serentak dalam dua arah, kerana adalah mustahil untuk memutuskan terlebih dahulu yang mana antara mereka akan lebih menjanjikan. Kedua-dua kaedah pada asasnya berbeza antara satu sama lain: pengumpulan uranium-235 terpaksa dilakukan dengan memisahkannya daripada sebahagian besar uranium semulajadi, dan plutonium hanya boleh diperolehi hasil daripada tindak balas nuklear terkawal dengan menyinari uranium-238 dengan neutron. Kedua-dua laluan kelihatan luar biasa sukar dan tidak menjanjikan penyelesaian yang mudah.

Sesungguhnya, bagaimanakah dua isotop boleh dipisahkan antara satu sama lain, yang hanya berbeza sedikit dalam beratnya dan secara kimia berkelakuan dengan cara yang sama? Sains mahupun teknologi tidak pernah menghadapi masalah seperti itu. Pengeluaran plutonium juga kelihatan sangat bermasalah pada mulanya. Sebelum ini, keseluruhan pengalaman transformasi nuklear telah dikurangkan kepada beberapa eksperimen makmal. Sekarang adalah perlu untuk menguasai pengeluaran kilogram plutonium pada skala perindustrian, membangun dan membuat pemasangan khas untuk ini - reaktor nuklear, dan belajar bagaimana mengawal perjalanan tindak balas nuklear.

Dan di sana sini adalah perlu untuk menyelesaikan keseluruhan kompleks tugasan yang mencabar. Oleh itu, "Projek Manhattan" terdiri daripada beberapa subprojek, yang diketuai oleh saintis terkemuka. Oppenheimer sendiri adalah ketua Makmal Sains Los Alamos. Lawrence bertanggungjawab ke atas Makmal Radiasi di Universiti California. Fermi mengetuai penyelidikan di Universiti Chicago mengenai penciptaan reaktor nuklear.

Pada mulanya, masalah yang paling penting ialah mendapatkan uranium. Sebelum perang, logam ini sebenarnya tidak ada gunanya. Sekarang, apabila ia diperlukan segera dalam kuantiti yang banyak, ternyata tidak ada cara perindustrian pengeluarannya.

Syarikat Westinghouse menjalankan pembangunannya dan dengan cepat mencapai kejayaan. Selepas penulenan resin uranium (dalam bentuk ini, uranium berlaku dalam alam semula jadi) dan memperoleh uranium oksida, ia ditukar kepada tetrafluorida (UF4), dari mana uranium logam diasingkan dengan elektrolisis. Jika pada akhir tahun 1941, saintis Amerika hanya mempunyai beberapa gram uranium logam yang mereka gunakan, maka pada bulan November 1942, pengeluaran perindustriannya di kilang Westinghouse mencapai 6,000 paun sebulan.

Pada masa yang sama, kerja sedang dijalankan untuk penciptaan reaktor nuklear. Proses pengeluaran plutonium sebenarnya berpunca daripada penyinaran rod uranium dengan neutron, akibatnya sebahagian daripada uranium-238 terpaksa bertukar menjadi plutonium. Sumber neutron dalam kes ini boleh menjadi atom uranium-235 fisil yang bertaburan dalam kuantiti yang mencukupi di antara atom uranium-238. Tetapi untuk mengekalkan pembiakan neutron yang berterusan, tindak balas berantai pembelahan atom uranium-235 harus dimulakan. Sementara itu, seperti yang telah disebutkan, bagi setiap atom uranium-235 terdapat 140 atom uranium-238. Jelas sekali bahawa neutron yang terbang ke semua arah lebih berkemungkinan bertemu dengan mereka dalam perjalanan. Iaitu, sejumlah besar neutron yang dibebaskan ternyata diserap oleh isotop utama tetapi tidak berjaya. Jelas sekali, dalam keadaan sedemikian, tindak balas berantai tidak dapat diteruskan. Bagaimana untuk menjadi?

Pada mulanya nampaknya tanpa pemisahan dua isotop, operasi reaktor secara amnya mustahil, tetapi satu keadaan penting segera ditubuhkan: ternyata uranium-235 dan uranium-238 terdedah kepada neutron tenaga yang berbeza. Adalah mungkin untuk membelah nukleus atom uranium-235 dengan neutron tenaga yang agak rendah, mempunyai kelajuan kira-kira 22 m/s. Neutron perlahan sedemikian tidak ditangkap oleh nukleus uranium-238 - untuk ini mereka mesti mempunyai kelajuan urutan ratusan ribu meter sesaat. Dalam erti kata lain, uranium-238 tidak berkuasa untuk menghalang permulaan dan kemajuan tindak balas berantai dalam uranium-235 yang disebabkan oleh neutron yang diperlahankan kepada kelajuan yang sangat rendah - tidak lebih daripada 22 m/s. Fenomena ini ditemui oleh ahli fizik Itali Fermi, yang tinggal di Amerika Syarikat sejak 1938 dan menyelia kerja penciptaan reaktor pertama di sini. Fermi memutuskan untuk menggunakan grafit sebagai penyederhana neutron. Mengikut pengiraan beliau, neutron yang dipancarkan daripada uranium-235, setelah melalui lapisan grafit 40 cm, sepatutnya mengurangkan kelajuannya kepada 22 m/s dan memulakan tindak balas rantai yang mampan sendiri dalam uranium-235.

Air yang dipanggil "berat" boleh berfungsi sebagai penyederhana lain. Memandangkan atom hidrogen yang membentuknya sangat hampir saiz dan jisimnya dengan neutron, ia boleh memperlahankannya. (Kira-kira perkara yang sama berlaku dengan neutron laju seperti bola: jika bola kecil mengenai bola besar, ia berguling ke belakang, hampir tanpa kehilangan kelajuan, tetapi apabila ia bertemu bola kecil, ia memindahkan sebahagian besar tenaganya kepadanya - sama seperti neutron dalam perlanggaran anjal melantun dari nukleus berat hanya perlahan sedikit, dan apabila berlanggar dengan nukleus atom hidrogen dengan cepat kehilangan semua tenaganya.) Walau bagaimanapun, air biasa tidak sesuai untuk melambatkan, kerana hidrogennya cenderung untuk menyerap neutron. Itulah sebabnya deuterium, yang merupakan sebahagian daripada air "berat", harus digunakan untuk tujuan ini.

Pada awal tahun 1942, di bawah pimpinan Fermi, pembinaan dimulakan pada reaktor nuklear yang pertama di gelanggang tenis di bawah berdiri barat Stadium Chicago. Semua kerja telah dijalankan oleh saintis sendiri. Reaksi boleh dikawal satu-satunya cara- dengan melaraskan bilangan neutron yang terlibat dalam tindak balas berantai. Fermi membayangkan melakukan ini dengan rod yang diperbuat daripada bahan seperti boron dan kadmium, yang menyerap neutron dengan kuat. Batu bata grafit berfungsi sebagai penyederhana, dari mana ahli fizik mendirikan tiang setinggi 3 m dan lebar 1.2 m. Blok segi empat tepat dengan uranium oksida dipasang di antara mereka. Kira-kira 46 tan uranium oksida dan 385 tan grafit masuk ke dalam keseluruhan struktur. Untuk memperlahankan tindak balas, rod kadmium dan boron dimasukkan ke dalam reaktor yang dihidangkan.

Jika ini tidak mencukupi, maka untuk insurans, pada platform yang terletak di atas reaktor, terdapat dua saintis dengan baldi yang diisi dengan larutan garam kadmium - mereka sepatutnya menuangkannya pada reaktor jika tindak balas tidak terkawal. Nasib baik, ini tidak diperlukan. Pada 2 Disember 1942, Fermi mengarahkan semua rod kawalan dipanjangkan, dan percubaan bermula. Empat minit kemudian, kaunter neutron mula berbunyi dengan lebih kuat dan kuat. Dengan setiap minit, keamatan fluks neutron menjadi lebih besar. Ini menunjukkan bahawa tindak balas berantai sedang berlaku di dalam reaktor. Ia berlangsung selama 28 minit. Kemudian Fermi memberi isyarat, dan rod yang diturunkan menghentikan proses itu. Oleh itu, buat pertama kalinya, manusia melepaskan tenaga nukleus atom dan membuktikan bahawa dia boleh mengawalnya sesuka hati. Kini tidak ada keraguan lagi bahawa senjata nuklear adalah realiti.

Pada tahun 1943, reaktor Fermi telah dibongkar dan diangkut ke Makmal Kebangsaan Aragonese (50 km dari Chicago). Berada di sini sebentar lagi
satu lagi reaktor nuklear telah dibina, di mana air berat digunakan sebagai moderator. Ia terdiri daripada tangki aluminium silinder yang mengandungi 6.5 tan air berat, di mana 120 batang logam uranium dimuatkan secara menegak, dimasukkan ke dalam cangkerang aluminium. Tujuh batang kawalan itu diperbuat daripada kadmium. Di sekeliling tangki itu terdapat pemantul grafit, kemudian skrin yang diperbuat daripada aloi plumbum dan kadmium. Keseluruhan struktur itu ditutup dengan cangkang konkrit dengan ketebalan dinding kira-kira 2.5 m.

Eksperimen ke atas reaktor eksperimen ini mengesahkan kemungkinan itu pengeluaran industri plutonium.

Pusat utama "Projek Manhattan" tidak lama lagi menjadi bandar Oak Ridge di Lembah Sungai Tennessee, yang populasinya dalam beberapa bulan meningkat kepada 79 ribu orang. Di sini, dalam masa yang singkat, kilang pertama untuk pengeluaran uranium diperkaya telah dibina. Sejurus pada tahun 1943, sebuah reaktor perindustrian dilancarkan yang menghasilkan plutonium. Pada Februari 1944, kira-kira 300 kg uranium diekstrak daripadanya setiap hari, dari permukaannya plutonium diperoleh melalui pemisahan kimia. (Untuk melakukan ini, plutonium mula-mula dibubarkan dan kemudian dimendakan.) Uranium yang telah dimurnikan kemudiannya dikembalikan ke reaktor semula. Pada tahun yang sama, di padang pasir yang tandus dan terpencil di tebing selatan Sungai Columbia, pembinaan bermula di Loji Hanford yang besar. Tiga reaktor nuklear berkuasa terletak di sini, memberikan beberapa ratus gram plutonium setiap hari.

Pada masa yang sama, penyelidikan sedang giat dibangunkan proses perindustrian pengayaan uranium.

Selepas mempertimbangkan pilihan yang berbeza, Groves dan Oppenheimer memutuskan untuk memberi tumpuan kepada dua kaedah: resapan gas dan elektromagnet.

Kaedah resapan gas adalah berdasarkan prinsip yang dikenali sebagai undang-undang Graham (ia pertama kali dirumus pada tahun 1829 oleh ahli kimia Scotland Thomas Graham dan dibangunkan pada tahun 1896 oleh ahli fizik Inggeris Reilly). Mengikut undang-undang ini, jika dua gas, yang salah satunya lebih ringan daripada yang lain, melalui penapis dengan bukaan kecil yang boleh diabaikan, maka lebih sedikit gas ringan akan melaluinya daripada gas berat. Pada November 1942, Urey dan Dunning di Universiti Columbia mencipta kaedah resapan gas untuk mengasingkan isotop uranium berdasarkan kaedah Reilly.

Oleh kerana uranium semulajadi adalah padu, kemudian ia mula-mula ditukar kepada uranium fluorida (UF6). Gas ini kemudiannya disalurkan melalui mikroskopik - mengikut urutan seperseribu milimeter - lubang dalam septum penapis.

Oleh kerana perbezaan berat molar gas adalah sangat kecil, di belakang penyekat kandungan uranium-235 meningkat hanya dengan faktor 1.0002.

Untuk meningkatkan lagi jumlah uranium-235, campuran yang terhasil sekali lagi melalui partition, dan jumlah uranium sekali lagi meningkat sebanyak 1.0002 kali. Oleh itu, untuk meningkatkan kandungan uranium-235 kepada 99%, gas perlu melalui 4000 penapis. Ini berlaku di loji resapan gas yang besar di Oak Ridge.

Pada tahun 1940, di bawah pimpinan Ernst Lawrence dalam Universiti California penyelidikan bermula pada pengasingan isotop uranium dengan kaedah elektromagnet. Ia adalah perlu untuk mencari seperti itu proses fizikal, yang membolehkan isotop diasingkan menggunakan perbezaan jisimnya. Lawrence membuat percubaan untuk memisahkan isotop menggunakan prinsip spektrograf jisim - alat yang menentukan jisim atom.

Prinsip operasinya adalah seperti berikut: atom pra-terion dipercepatkan oleh medan elektrik, dan kemudian melalui medan magnet di mana mereka menggambarkan bulatan yang terletak dalam satah berserenjang dengan arah medan. Oleh kerana jejari trajektori ini adalah berkadar dengan jisim, ion cahaya berakhir pada bulatan jejari yang lebih kecil daripada yang berat. Sekiranya perangkap diletakkan di laluan atom, maka mungkin dengan cara ini untuk mengumpul isotop yang berbeza secara berasingan.

Itulah kaedahnya. DALAM keadaan makmal dia memberikan keputusan yang baik. Tetapi pembinaan loji di mana pengasingan isotop boleh dijalankan pada skala industri terbukti amat sukar. Walau bagaimanapun, Lawrence akhirnya berjaya mengatasi semua kesukaran. Hasil usahanya adalah kemunculan calutron, yang dipasang di sebuah loji gergasi di Oak Ridge.

Loji elektromagnet ini telah dibina pada tahun 1943 dan ternyata mungkin merupakan idea termahal Projek Manhattan. Kaedah Lawrence diperlukan sebilangan besar peranti yang kompleks dan belum dibangunkan yang dikaitkan dengan voltan tinggi, vakum tinggi dan kuat medan magnet. Kosnya sangat besar. Calutron mempunyai elektromagnet gergasi, panjangnya mencapai 75 m dan beratnya kira-kira 4000 tan.

Beberapa ribu tan wayar perak masuk ke belitan untuk elektromagnet ini.

Keseluruhan kerja (tidak termasuk kos perak bernilai $300 juta, yang disediakan oleh Perbendaharaan Negeri hanya buat sementara waktu) menelan belanja $400 juta. Hanya untuk tenaga elektrik yang dibelanjakan oleh calutron, Kementerian Pertahanan membayar 10 juta. Kebanyakan daripada Peralatan kilang Oak Ridge mengatasi skala dan ketepatan pembuatan segala-galanya yang pernah dibangunkan dalam bidang teknologi ini.

Tetapi semua perbelanjaan ini tidak sia-sia. Setelah membelanjakan sejumlah kira-kira 2 bilion dolar, saintis AS menjelang 1944 mencipta teknologi unik untuk pengayaan uranium dan pengeluaran plutonium. Sementara itu, di Makmal Los Alamos, mereka sedang mengusahakan reka bentuk bom itu sendiri. Prinsip operasinya secara umum jelas untuk masa yang lama: bahan pembelahan (plutonium atau uranium-235) sepatutnya dipindahkan ke keadaan kritikal pada masa letupan (untuk tindak balas berantai berlaku, jisim cas mestilah lebih besar daripada yang kritikal) dan disinari dengan pancaran neutron, yang melibatkan permulaan tindak balas berantai.

Mengikut pengiraan, jisim kritikal caj melebihi 50 kilogram, tetapi ia boleh dikurangkan dengan ketara. Secara umum, saiz jisim kritikal beberapa faktor sangat mempengaruhi. Lebih besar luas permukaan cas, lebih banyak neutron dipancarkan sia-sia ke ruang sekeliling. kawasan terkecil permukaan mempunyai sfera. Akibatnya, cas sfera, benda lain adalah sama, mempunyai jisim kritikal terkecil. Di samping itu, nilai jisim kritikal bergantung kepada ketulenan dan jenis bahan mudah pecah. Ia adalah berkadar songsang dengan kuasa dua ketumpatan bahan ini, yang membolehkan, sebagai contoh, dengan menggandakan ketumpatan, untuk mengurangkan jisim kritikal dengan faktor empat. Tahap subkritikal yang diperlukan boleh diperolehi, sebagai contoh, dengan memampatkan bahan mudah pecah akibat letupan cas konvensional. bahan letupan, dibuat dalam bentuk cangkerang sfera yang mengelilingi cas nuklear. Jisim kritikal juga boleh dikurangkan dengan mengelilingi cas dengan skrin yang memantulkan neutron dengan baik. Plumbum, berilium, tungsten, uranium semulajadi, besi, dan banyak lagi boleh digunakan sebagai skrin sedemikian.

Salah satu reka bentuk bom atom yang mungkin terdiri daripada dua keping uranium, yang, apabila digabungkan, membentuk jisim yang lebih besar daripada yang kritikal. Untuk menyebabkan letupan bom, anda perlu menyatukan mereka secepat mungkin. Kaedah kedua adalah berdasarkan penggunaan letupan menumpu ke dalam. Dalam kes ini, aliran gas daripada bahan letupan konvensional diarahkan pada bahan boleh pecah yang terletak di dalam dan memampatkannya sehingga mencapai jisim kritikal. Sambungan cas dan penyinaran sengitnya dengan neutron, seperti yang telah disebutkan, menyebabkan tindak balas berantai, akibatnya, pada saat pertama, suhu meningkat kepada 1 juta darjah. Pada masa ini, hanya kira-kira 5% daripada jisim kritikal berjaya memisahkan. Selebihnya caj dalam reka bentuk bom awal tersejat tanpa
apa-apa kebaikan.

Bom atom pertama dalam sejarah (ia diberi nama "Trinity") telah dipasang pada musim panas 1945. Dan pada 16 Jun 1945, letupan atom pertama di Bumi telah dilakukan di tapak ujian nuklear di padang pasir Alamogordo (New Mexico). Bom itu diletakkan di tengah-tengah tapak ujian di atas menara keluli sepanjang 30 meter. Peralatan rakaman diletakkan di sekelilingnya pada jarak yang jauh. Pada 9 km terdapat pos pemerhatian, dan pada 16 km - pos arahan. Letupan atom memberi kesan yang luar biasa kepada semua saksi peristiwa ini. Menurut keterangan saksi mata, terdapat perasaan bahawa banyak matahari bergabung menjadi satu dan menerangi poligon itu sekaligus. Kemudian bola api besar muncul di atas dataran, dan awan bulat debu dan cahaya mula perlahan-lahan dan menakutkan naik ke arahnya.

Selepas berlepas dari tanah, bola api ini terbang sehingga ketinggian lebih tiga kilometer dalam beberapa saat. Dengan setiap saat ia membesar dalam saiz, tidak lama kemudian diameternya mencapai 1.5 km, dan ia perlahan-lahan naik ke stratosfera. Bola api itu kemudiannya memberi laluan kepada lajur asap berpusar, yang terbentang hingga ketinggian 12 km, berbentuk cendawan gergasi. Semua ini disertai dengan raungan yang dahsyat, dari mana bumi bergetar. Kuasa bom yang meletup melebihi semua jangkaan.

Sebaik sahaja keadaan radiasi mengizinkan, beberapa kereta kebal Sherman, yang dipenuhi dengan plat plumbum dari dalam, meluru ke kawasan letupan. Salah seorang daripada mereka ialah Fermi, yang tidak sabar-sabar untuk melihat hasil kerjanya. Tanah hangus yang mati muncul di hadapan matanya, di mana semua kehidupan telah musnah dalam radius 1.5 km. Pasir tersinter menjadi kerak kehijauan kaca yang menutupi tanah. Di dalam sebuah kawah besar terbentang sisa-sisa menara sokongan keluli yang dicacatkan. Kekuatan letupan dianggarkan sebanyak 20,000 tan TNT.

Langkah seterusnya adalah menjadi kegunaan pertempuran bom terhadap Jepun, yang, selepas penyerahan Jerman fasis, sahaja meneruskan perang dengan Amerika Syarikat dan sekutunya. Tiada kenderaan pelancar ketika itu, jadi pengeboman terpaksa dilakukan dari pesawat. Komponen kedua-dua bom itu diangkut dengan sangat berhati-hati oleh USS Indianapolis ke Pulau Tinian, tempat Kumpulan Komposit Ke-509 Tentera Udara AS berpusat. Mengikut jenis caj dan reka bentuk, bom ini agak berbeza antara satu sama lain.

Bom pertama - "Bayi" - adalah bom udara bersaiz besar dengan cas atom uranium-235 yang sangat diperkaya. Panjangnya kira-kira 3 m, diameter - 62 cm, berat - 4.1 tan.

Bom kedua - "Lelaki Gemuk" - dengan cas plutonium-239 mempunyai bentuk telur dengan penstabil bersaiz besar. Panjangnya
ialah 3.2 m, diameter 1.5 m, berat - 4.5 tan.

Pada 6 Ogos, pengebom B-29 Enola Gay milik Kolonel Tibbets menjatuhkan "Kid" di bandar besar Hiroshima di Jepun. Bom itu dijatuhkan dengan payung terjun dan meletup, seperti yang dirancang, pada ketinggian 600 m dari tanah.

Akibat letupan itu amat dahsyat. Malah pada juruterbang sendiri, pemandangan bandar damai yang dimusnahkan oleh mereka dalam sekelip mata memberikan kesan yang menyedihkan. Kemudian, salah seorang daripada mereka mengakui bahawa mereka melihat pada masa itu perkara paling buruk yang boleh dilihat oleh seseorang.

Bagi mereka yang berada di bumi, apa yang berlaku kelihatan seperti neraka yang sebenar. Pertama sekali, gelombang haba melepasi Hiroshima. Tindakannya hanya berlangsung beberapa saat, tetapi ia sangat kuat sehingga ia mencairkan jubin dan kristal kuarza dalam papak granit, menjadikan tiang telefon menjadi arang pada jarak 4 km dan, akhirnya, dibakar. badan manusia bahawa hanya bayang-bayang mereka yang tinggal di atas turapan asfalt atau di dinding rumah. Kemudian tiupan angin yang dahsyat melarikan diri dari bawah bola api dan bergegas ke atas bandar pada kelajuan 800 km / j, menyapu segala-galanya di laluannya. Rumah-rumah yang tidak dapat menahan serangan ganasnya runtuh seperti telah ditebang. Dalam bulatan gergasi dengan diameter 4 km, tiada satu bangunan pun kekal utuh. Beberapa minit selepas letupan, hujan radioaktif hitam melintasi bandar - lembapan ini bertukar menjadi wap yang terpeluwap di lapisan atmosfera yang tinggi dan jatuh ke tanah dalam bentuk titisan besar bercampur dengan habuk radioaktif.

Selepas hujan, tiupan angin baru melanda bandar, kali ini bertiup ke arah pusat gempa. Dia lebih lemah daripada yang pertama, tetapi masih cukup kuat untuk mencabut pokok. Angin meniup api yang besar di mana segala yang boleh terbakar terbakar. Daripada 76,000 bangunan itu, 55,000 telah musnah sepenuhnya dan dibakar. Saksi malapetaka yang dahsyat ini mengingatkan orang-orang-obor dari mana pakaian terbakar jatuh ke tanah bersama-sama dengan compang-camping kulit, dan orang ramai yang kecewa, diselubungi dengan luka bakar yang dahsyat, yang bergegas menjerit di jalanan. Terdapat bau menyesakkan daging manusia yang terbakar di udara. Orang terbaring di mana-mana, mati dan mati. Terdapat ramai yang buta dan pekak dan, mencucuk ke semua arah, tidak dapat melihat apa-apa dalam kekacauan yang berlaku di sekeliling.

Mereka yang malang, yang berada dari pusat gempa pada jarak sehingga 800 m, terbakar dalam sepersekian saat dalam erti kata literal - bahagian dalam mereka menguap, dan badan mereka berubah menjadi ketulan arang yang berasap. Terletak pada jarak 1 km dari pusat gempa, mereka diserang penyakit radiasi dalam bentuk yang sangat teruk. Dalam beberapa jam, mereka mula muntah dengan teruk, suhu melonjak kepada 39-40 darjah, sesak nafas dan pendarahan muncul. Kemudian, ulser tidak sembuh muncul pada kulit, komposisi darah berubah secara dramatik, dan rambut gugur. Selepas penderitaan yang teruk, biasanya pada hari kedua atau ketiga, kematian berlaku.

Secara keseluruhan, kira-kira 240 ribu orang mati akibat letupan dan penyakit radiasi. Kira-kira 160 ribu menerima penyakit radiasi dalam lebih daripada bentuk ringan- kematian menyakitkan mereka ditangguhkan selama beberapa bulan atau tahun. Apabila berita malapetaka itu tersebar ke seluruh negara, seluruh Jepun lumpuh ketakutan. Ia meningkat lebih banyak lagi selepas pesawat Box Car Major Sweeney menjatuhkan bom kedua di Nagasaki pada 9 Ogos. Beberapa ratus ribu penduduk juga terbunuh dan cedera di sini. Kerana tidak dapat menahan senjata baru, kerajaan Jepun menyerah kalah - bom atom menamatkan Perang Dunia II.

Peperangan sudah berakhir. Ia berlangsung hanya enam tahun, tetapi berjaya mengubah dunia dan orang hampir tidak dapat dikenali.

Tamadun manusia sebelum 1939 dan tamadun manusia selepas 1945 adalah sangat berbeza antara satu sama lain. Terdapat banyak sebab untuk ini, tetapi salah satu yang paling penting ialah kemunculan senjata nuklear. Boleh dikatakan tanpa keterlaluan bahawa bayang-bayang Hiroshima terletak pada keseluruhan separuh kedua abad ke-20. Ia menjadi pembakaran moral yang mendalam bagi berjuta-juta orang, sebagai bekas sezaman malapetaka ini, dan mereka yang lahir beberapa dekad selepasnya. Lelaki moden dia tidak boleh lagi memikirkan dunia seperti yang dia fikirkan sebelum 6 Ogos 1945 - dia faham dengan jelas bahawa dunia ini boleh bertukar menjadi tiada dalam beberapa saat.

Orang moden tidak boleh melihat perang, seperti yang dilihat oleh datuk dan moyangnya - dia tahu pasti bahawa perang ini akan menjadi yang terakhir, dan tidak akan ada yang menang mahupun yang kalah di dalamnya. Senjata nuklear meninggalkan kesan pada semua bidang kehidupan awam, dan tamadun moden tidak boleh hidup dengan undang-undang yang sama seperti enam puluh atau lapan puluh tahun yang lalu. Tiada siapa yang memahami perkara ini lebih baik daripada pencipta bom atom itu sendiri.

"Rakyat planet kita Robert Oppenheimer menulis, harus bersatu. Kengerian dan kemusnahan disemai perang lepas, imlak idea ini kepada kami. Letupan bom atom membuktikannya dengan segala kekejaman. Orang lain pada masa lain telah mengatakan perkataan yang sama - hanya tentang senjata lain dan peperangan lain. Mereka tidak berjaya. Tetapi sesiapa yang mengatakan hari ini bahawa kata-kata ini tidak berguna, tertipu dengan perubahan sejarah. Kita tidak boleh yakin tentang ini. Hasil kerja kita tidak meninggalkan pilihan lain untuk manusia selain untuk mencipta dunia yang bersatu. Dunia yang berasaskan undang-undang dan kemanusiaan."

Untuk memahami prinsip operasi dan reka bentuk reaktor nuklear, anda perlu membuat penyimpangan singkat ke masa lalu. Reaktor atom- ini adalah impian berabad-abad yang terkandung, walaupun tidak sepenuhnya, manusia tentang sumber tenaga yang tidak habis-habisnya. "Nenek moyang" purbanya adalah api yang diperbuat daripada dahan kering, yang pernah menerangi dan menghangatkan bilik kebal gua, di mana nenek moyang kita yang jauh menemui keselamatan dari kesejukan. Kemudian, orang ramai menguasai hidrokarbon - arang batu, syal, minyak dan gas asli.

Era wap yang bergelora tetapi jangka pendek bermula, yang digantikan dengan era elektrik yang lebih hebat. Bandar-bandar dipenuhi dengan cahaya, dan bengkel-bengkel dengan dengungan mesin yang tidak diketahui sehingga kini yang digerakkan oleh motor elektrik. Kemudian nampaknya kemajuan telah mencapai kemuncaknya.

Segala-galanya berubah pada akhir abad ke-19, apabila ahli kimia Perancis Antoine Henri Becquerel secara tidak sengaja mendapati bahawa garam uranium adalah radioaktif. Selepas 2 tahun, rakan senegaranya Pierre Curie dan isterinya Maria Sklodowska-Curie memperoleh radium dan polonium daripada mereka, dan tahap radioaktiviti mereka berjuta-juta kali lebih tinggi daripada torium dan uranium.

Tongkat itu diambil oleh Ernest Rutherford, yang mengkaji secara terperinci sifat sinar radioaktif. Maka bermulalah usia atom, yang melahirkan anak kesayangannya - reaktor nuklear.

Reaktor nuklear pertama

"Anak sulung" berasal dari USA. Pada Disember 1942, dia memberikan arus pertama kepada reaktor, yang mendapat nama penciptanya - salah satu daripada ahli fizik terhebat abad E. Fermi. Tiga tahun kemudian, loji nuklear ZEEP mula hidup di Kanada. "Gangsa" pergi ke reaktor Soviet pertama F-1, yang dilancarkan pada akhir tahun 1946. I. V. Kurchatov menjadi ketua projek nuklear domestik. Hari ini, lebih daripada 400 unit kuasa nuklear berjaya beroperasi di dunia.

Jenis-jenis reaktor nuklear

Tujuan utama mereka adalah untuk menyokong tindak balas nuklear terkawal yang menghasilkan elektrik. Sesetengah reaktor menghasilkan isotop. Ringkasnya, ia adalah peranti di kedalaman yang mana beberapa bahan ditukar kepada yang lain dengan pembebasan sejumlah besar tenaga haba. Ini adalah sejenis "relau", di mana bukannya bahan api tradisional, isotop uranium - U-235, U-238 dan plutonium (Pu) "dibakar".

Tidak seperti, sebagai contoh, kereta yang direka untuk beberapa jenis petrol, setiap jenis bahan api radioaktif mempunyai jenis reaktornya sendiri. Terdapat dua daripadanya - pada neutron perlahan (dengan U-235) dan pantas (dengan U-238 dan Pu). Kebanyakan loji tenaga nuklear mempunyai reaktor neutron perlahan. Sebagai tambahan kepada loji kuasa nuklear, pemasangan "berfungsi" dalam pusat penyelidikan, pada kapal selam nuklear dan.

Bagaimana keadaan reaktor

Semua reaktor mempunyai skema yang lebih kurang sama. "Jantung"nya ialah zon aktif. Ia boleh dibandingkan secara kasar dengan relau dapur konvensional. Hanya sebagai ganti kayu api terdapat bahan api nuklear dalam bentuk unsur bahan api dengan moderator - TVEL. Zon aktif terletak di dalam sejenis kapsul - reflektor neutron. Batang bahan api "dibasuh" oleh penyejuk - air. Sebab dalam "hati" sangat tahap tinggi radioaktiviti, ia dikelilingi oleh perlindungan sinaran yang boleh dipercayai.

Pengendali mengawal operasi loji dengan bantuan dua sistem kritikal, kawalan tindak balas berantai dan sistem kawalan jauh. Jika situasi kecemasan timbul, perlindungan kecemasan dicetuskan serta-merta.

Bagaimana reaktor berfungsi

"Nyala" atom tidak dapat dilihat, kerana proses berlaku pada tahap pembelahan nuklear. Semasa tindak balas berantai, nukleus berat terpecah menjadi serpihan yang lebih kecil, yang, dalam keadaan teruja, menjadi sumber neutron dan zarah subatom lain. Tetapi proses itu tidak berakhir di sana. Neutron terus "menghancurkan", akibatnya banyak tenaga dilepaskan, iaitu, apa yang berlaku di mana loji kuasa nuklear dibina.

Tugas utama kakitangan adalah untuk mengekalkan tindak balas berantai dengan bantuan rod kawalan pada tahap yang tetap dan boleh laras. Ini adalah perbezaan utamanya daripada bom atom, di mana proses pereputan nuklear tidak dapat dikawal dan berjalan dengan pantas, dalam bentuk letupan yang kuat.

Apa yang berlaku di loji kuasa nuklear Chernobyl

Salah satu punca utama bencana Loji kuasa nuklear Chernobyl pada April 1986 - pelanggaran terang-terangan peraturan keselamatan operasi dalam proses penyelenggaraan rutin di unit kuasa ke-4. Kemudian 203 batang grafit dikeluarkan dari teras pada masa yang sama dan bukannya 15 yang dibenarkan oleh peraturan. Akibatnya, tindak balas berantai yang tidak terkawal yang bermula berakhir dengan letupan haba dan kemusnahan sepenuhnya unit kuasa.

Reaktor generasi baru

Sepanjang dekad yang lalu, Rusia telah menjadi salah satu pemimpin di dunia kuasa nuklear. Pada masa ini, syarikat negeri Rosatom sedang membina loji kuasa nuklear di 12 negara, di mana 34 unit kuasa sedang dibina. Permintaan yang begitu tinggi adalah bukti tahap tinggi teknologi nuklear Rusia moden. Seterusnya dalam barisan ialah reaktor generasi ke-4 baharu.

"Brest"

Salah satunya ialah Brest, yang sedang dibangunkan sebagai sebahagian daripada projek Terobosan. Sistem kitaran terbuka semasa berjalan pada uranium yang diperkaya rendah, meninggalkan sejumlah besar bahan api terpakai untuk dilupuskan dengan kos yang besar. "Brest" - reaktor neutron pantas adalah unik dalam kitaran tertutup.

Di dalamnya, bahan api terpakai, selepas pemprosesan yang sesuai dalam reaktor neutron pantas, sekali lagi menjadi bahan api penuh yang boleh dimuatkan semula ke kemudahan yang sama.

Brest dibezakan oleh tahap keselamatan yang tinggi. Ia tidak akan "meletup" walaupun dalam kemalangan yang paling serius, ia sangat menjimatkan dan mesra alam, kerana ia menggunakan semula uraniumnya yang "diperbaharui". Ia juga tidak boleh digunakan untuk menghasilkan plutonium gred senjata, yang membuka prospek paling luas untuk eksportnya.

VVER-1200

VVER-1200 ialah reaktor generasi 3+ yang inovatif dengan kapasiti 1150 MW. Terima kasih kepada keupayaan teknikalnya yang unik, ia mempunyai keselamatan operasi yang hampir mutlak. Reaktor ini dilengkapi dengan banyak sistem keselamatan pasif, yang akan berfungsi walaupun tanpa bekalan kuasa dalam mod automatik.

Salah satunya ialah sistem penyingkiran haba pasif, yang diaktifkan secara automatik apabila reaktor dinyahtenagakan sepenuhnya. Dalam kes ini, tangki hidraulik kecemasan disediakan. Dengan penurunan tekanan yang tidak normal dalam litar primer, sejumlah besar air yang mengandungi boron dibekalkan kepada reaktor, yang memadamkan tindak balas nuklear dan menyerap neutron.

Satu lagi pengetahuan terletak di bahagian bawah pembendungan - "perangkap" cair. Jika, bagaimanapun, akibat kemalangan, teras "bocor", "perangkap" tidak akan membenarkan pembendungan runtuh dan menghalang kemasukan produk radioaktif ke dalam tanah.

Dan perkara ini sering kita tidak tahu. Dan kenapa bom nuklear juga meletup...

Mari kita mulakan dari jauh. Setiap atom mempunyai nukleus, dan nukleus terdiri daripada proton dan neutron - mungkin semua orang tahu ini. Dengan cara yang sama, semua orang melihat jadual berkala. Tetapi mengapa unsur kimia di dalamnya diletakkan dengan cara ini dan bukan sebaliknya? Sudah tentu bukan kerana Mendeleev mahu. Nombor siri setiap unsur dalam jadual menunjukkan bilangan proton dalam nukleus atom unsur itu. Dalam erti kata lain, besi adalah nombor 26 dalam jadual kerana terdapat 26 proton dalam atom besi. Dan jika tidak ada 26 daripadanya, ia bukan besi lagi.

Tetapi mungkin terdapat bilangan neutron yang berbeza dalam nukleus unsur yang sama, yang bermaksud bahawa jisim nukleus boleh berbeza. Atom unsur yang sama dengan jisim yang berbeza dipanggil isotop. Uranium mempunyai beberapa isotop sedemikian: yang paling biasa dalam alam semula jadi ialah uranium-238 (ia mempunyai 92 proton dan 146 neutron dalam nukleusnya, menjadikan 238 bersama-sama). Ia radioaktif, tetapi anda tidak boleh membuat bom nuklear daripadanya. Tetapi isotop uranium-235, sejumlah kecil yang terdapat dalam bijih uranium, sesuai untuk cas nuklear.

Mungkin pembaca pernah terjumpa istilah "uranium diperkaya" dan "uranium habis". Uranium yang diperkaya mengandungi lebih banyak uranium-235 daripada uranium semulajadi; dalam kehabisan, masing-masing - kurang. Daripada uranium yang diperkaya, plutonium boleh diperolehi - unsur lain yang sesuai untuk bom nuklear (hampir tidak pernah ditemui di alam semula jadi). Bagaimana uranium diperkaya dan bagaimana plutonium diperoleh daripadanya adalah topik untuk perbincangan berasingan.

Jadi mengapa bom nuklear meletup? Hakikatnya ialah beberapa nukleus berat cenderung untuk mereput jika neutron mengenainya. Dan anda tidak perlu menunggu lama untuk neutron percuma - terdapat banyak neutron yang berterbangan. Jadi, neutron sedemikian masuk ke dalam nukleus uranium-235 dan dengan itu memecahkannya menjadi "serpihan". Ini membebaskan beberapa lagi neutron. Bolehkah anda meneka apa yang akan berlaku jika terdapat nukleus unsur yang sama di sekelilingnya? Betul, akan ada tindak balas berantai. Ini adalah bagaimana ia berlaku.

Dalam reaktor nuklear, di mana uranium-235 "dilarutkan" dalam uranium-238 yang lebih stabil, letupan tidak berlaku dalam keadaan biasa. Kebanyakan neutron yang terbang keluar dari nukleus yang mereput terbang "ke dalam susu", tidak menemui nukleus uranium-235. Dalam reaktor, pereputan nukleus adalah "lembap" (tetapi ini cukup untuk reaktor membekalkan tenaga). Di sini dalam sekeping pepejal uranium-235, jika ia mempunyai jisim yang mencukupi, neutron akan dijamin untuk memecahkan nukleus, tindak balas berantai akan longsor, dan ... Berhenti! Lagipun, jika anda membuat sekeping uranium-235 atau plutonium jisim yang diperlukan untuk letupan, ia akan segera meletup. Bukan itu maksudnya.

Bagaimana jika anda mengambil dua keping jisim subkritikal dan menolaknya antara satu sama lain menggunakan mekanisme kawalan jauh? Sebagai contoh, masukkan kedua-duanya ke dalam tiub dan pasangkan cas serbuk pada satu untuk menembak satu bahagian pada masa yang betul, seperti peluru, ke bahagian lain. Berikut adalah penyelesaian kepada masalah tersebut.

Anda boleh melakukan sebaliknya: ambil sekeping plutonium berbentuk sfera dan pasangkan cas letupan di seluruh permukaannya. Apabila cas ini diletupkan atas arahan dari luar, letupannya akan memampatkan plutonium dari semua sisi, memerahnya kepada ketumpatan kritikal, dan tindak balas berantai akan berlaku. Walau bagaimanapun, ketepatan dan kebolehpercayaan adalah penting di sini: semua caj letupan mesti berfungsi serentak. Jika sesetengah daripada mereka bekerja, dan ada yang tidak, atau ada yang bekerja lewat, tiada letupan nuklear akan berlaku: plutonium tidak akan mengecut kepada jisim kritikal, tetapi akan hilang di udara. Daripada bom nuklear, apa yang dipanggil "kotor" akan berubah.

Beginilah rupa bom nuklear jenis letupan. Caj yang sepatutnya menghasilkan letupan terarah dibuat dalam bentuk polyhedra untuk menutup permukaan sfera plutonium serapat mungkin.

Peranti jenis pertama dipanggil meriam, jenis kedua - letupan.
Bom "Kid" yang dijatuhkan di Hiroshima mempunyai cas uranium-235 dan peranti jenis pistol. Bom Lelaki Gemuk yang diletupkan di atas Nagasaki membawa cas plutonium, dan bahan letupan itu adalah letupan. Kini peranti jenis pistol hampir tidak pernah digunakan; letupan adalah lebih rumit, tetapi pada masa yang sama ia membolehkan anda mengawal jisim cas nuklear dan membelanjakannya dengan lebih rasional. Dan plutonium sebagai bahan letupan nuklear menggantikan uranium-235.

Beberapa tahun berlalu, dan ahli fizik menawarkan tentera bom yang lebih kuat - termonuklear, atau, seperti yang dipanggil, hidrogen. Ternyata hidrogen meletup lebih kuat daripada plutonium?

Hidrogen benar-benar meletup, tetapi tidak begitu. Walau bagaimanapun, tidak ada hidrogen "biasa" dalam bom hidrogen, ia menggunakan isotop - deuterium dan tritium. Nukleus hidrogen "biasa" mempunyai satu neutron, deuterium mempunyai dua, dan tritium mempunyai tiga.

Dalam bom nuklear, nukleus unsur berat dibahagikan kepada nukleus yang lebih ringan. Dalam termonuklear, proses sebaliknya berlaku: nukleus ringan bergabung antara satu sama lain menjadi lebih berat. Deuterium dan nukleus tritium, sebagai contoh, digabungkan menjadi nukleus helium (atau dipanggil zarah alfa), dan neutron "tambahan" dihantar ke "penerbangan bebas". Dalam kes ini, lebih banyak tenaga dibebaskan daripada semasa pereputan nukleus plutonium. By the way, proses ini berlaku di Matahari.

Walau bagaimanapun, tindak balas pelakuran hanya boleh dilakukan pada suhu ultratinggi (sebab itu ia dipanggil THERMOnuclear). Bagaimana untuk membuat deuterium dan tritium bertindak balas? Ya, ia sangat mudah: anda perlu menggunakan bom nuklear sebagai peledak!

Oleh kerana deuterium dan tritium sendiri stabil, caj mereka dalam bom termonuklear boleh sewenang-wenangnya besar. Ini bermakna bahawa bom termonuklear boleh dibuat jauh lebih kuat daripada bom nuklear "mudah". "Bayi" yang dijatuhkan di Hiroshima mempunyai setara TNT dalam 18 kiloton, dan bom hidrogen yang paling berkuasa (yang dipanggil "Tsar Bomba", juga dikenali sebagai "ibu Kuzkin") - sudah 58.6 megaton, lebih daripada 3255 kali lebih kuat "Bayi"!

Awan "cendawan" dari "Tsar Bomba" meningkat kepada ketinggian 67 kilometer, dan gelombang letupan mengelilingi dunia tiga kali.

Walau bagaimanapun, kuasa gergasi itu jelas berlebihan. Setelah "bermain cukup" dengan bom megaton, jurutera tentera dan ahli fizik mengambil jalan yang berbeza - laluan pengecilan senjata nuklear. Dalam bentuk biasa, senjata nuklear boleh digugurkan daripada pengebom strategik, seperti bom udara, atau dilancarkan dengan peluru berpandu balistik; jika anda mengecilkannya, anda akan mendapat cas nuklear padat yang tidak memusnahkan segala-galanya untuk beberapa kilometer di sekeliling, dan yang boleh diletakkan pada peluru artileri atau peluru berpandu udara ke darat. Mobiliti akan meningkat, pelbagai tugas yang perlu diselesaikan akan berkembang. Selain senjata nuklear strategik, kita akan mendapat senjata taktikal.

Untuk senjata nuklear taktikal, paling banyak cara yang berbeza penghantaran - senapang nuklear, mortar, senapang tanpa gerak (contohnya, "Davy Crockett" Amerika). USSR juga mempunyai projek untuk peluru nuklear. Benar, ia terpaksa ditinggalkan - peluru nuklear sangat tidak boleh dipercayai, begitu rumit dan mahal untuk dikeluarkan dan disimpan, sehingga tidak ada gunanya.

"Davy Crockett". Sebilangan daripada senjata nuklear ini telah berkhidmat dengan Angkatan Bersenjata AS, dan menteri pertahanan Jerman Barat tidak berjaya berusaha untuk mempersenjatai Bundeswehr dengan mereka.

Bercakap tentang senjata nuklear kecil, patut disebut satu lagi jenis senjata nuklear - bom neutron. Caj plutonium di dalamnya adalah kecil, tetapi ini tidak perlu. Jika bom termonuklear mengikut laluan meningkatkan daya letupan, maka satu neutron bergantung pada faktor merosakkan lain - sinaran. Untuk meningkatkan sinaran dalam bom neutron, terdapat bekalan isotop berilium, yang, apabila meletup, memberikan sejumlah besar neutron pantas.

Seperti yang dibayangkan oleh penciptanya, bom neutron harus membunuh tenaga manusia musuh, tetapi biarkan peralatan itu utuh, yang kemudiannya boleh ditangkap semasa serangan. Dalam praktiknya, ternyata sedikit berbeza: peralatan yang disinari menjadi tidak dapat digunakan - sesiapa yang berani memandunya akan "mendapat" penyakit radiasi tidak lama lagi. Ini tidak mengubah fakta bahawa letupan bom neutron mampu memukul musuh melalui perisai kereta kebal; amunisi neutron telah dibangunkan oleh Amerika Syarikat dengan tepat sebagai senjata menentang pembentukan kereta kebal Soviet. Walau bagaimanapun, perisai kereta kebal tidak lama kemudian dibangunkan, memberikan beberapa jenis perlindungan daripada aliran neutron pantas.

Satu lagi jenis senjata nuklear telah dicipta pada tahun 1950, tetapi tidak pernah (sejauh yang diketahui) dihasilkan. Ini adalah apa yang dipanggil bom kobalt - caj nuklear dengan cangkang kobalt. Semasa letupan, kobalt, yang disinari oleh fluks neutron, menjadi isotop yang sangat radioaktif dan tersebar di kawasan itu, menjangkitinya. Hanya satu bom kuasa yang mencukupi boleh menutupi seluruh dunia dengan kobalt dan memusnahkan semua manusia. Nasib baik, projek ini kekal sebagai projek.

Apa yang boleh dikatakan sebagai kesimpulan? Bom nuklear- senjata yang sangat dahsyat, dan pada masa yang sama (alangkah paradoksnya!) Ia membantu mengekalkan keamanan relatif antara kuasa besar. Jika lawan anda mempunyai senjata nuklear, anda akan berfikir sepuluh kali sebelum menyerangnya. Tiada negara yang mempunyai senjata nuklear masih diserang dari luar, dan sejak 1945 tidak ada peperangan di dunia antara negeri-negeri utama. Harap-harap mereka tidak.

Kemunculan senjata yang kuat seperti bom nuklear adalah hasil interaksi faktor global yang bersifat objektif dan subjektif. Secara objektif, penciptaannya disebabkan oleh perkembangan pesat sains, yang bermula dengan penemuan asas fizik pada separuh pertama abad ke-20. Faktor subjektif yang paling kuat ialah situasi politik-tentera pada tahun 40-an, apabila negara-negara gabungan anti-Hitler - Amerika Syarikat, Great Britain, USSR - cuba mendahului satu sama lain dalam pembangunan senjata nuklear.

Prasyarat untuk penciptaan bom nuklear

titik rujukan cara saintifik 1896 memulakan penciptaan senjata atom, apabila ahli kimia Perancis A. Becquerel menemui radioaktiviti uranium. Ia adalah tindak balas berantai unsur ini yang membentuk asas untuk pembangunan senjata yang dahsyat.

Pada penghujung abad ke-19 dan dalam dekad pertama abad ke-20, saintis menemui sinar alfa, beta, gamma, menemui banyak isotop radioaktif unsur kimia, undang-undang pereputan radioaktif dan meletakkan asas untuk kajian isometri nuklear. Pada tahun 1930-an, neutron dan positron mula dikenali, dan nukleus atom uranium dengan penyerapan neutron mula-mula terbelah. Ini adalah dorongan untuk penciptaan senjata nuklear. Ahli fizik Perancis Frédéric Joliot-Curie adalah yang pertama mencipta dan mematenkan reka bentuk bom nuklear pada tahun 1939.

Akibatnya perkembangan selanjutnya senjata nuklear telah menjadi fenomena ketenteraan-politik dan strategik yang tidak pernah berlaku sebelum ini yang mampu memastikan keselamatan negara negara pemilik dan meminimumkan keupayaan semua sistem senjata lain.

Reka bentuk bom atom terdiri daripada beberapa komponen yang berbeza, di antaranya terdapat dua komponen utama:

bingkai,
sistem automasi.

Automasi, bersama-sama dengan cas nuklear, terletak dalam kes yang melindungi mereka daripada pelbagai pengaruh (mekanikal, haba, dll.). Sistem automasi mengawal bahawa letupan berlaku pada masa yang ditetapkan dengan ketat. Ia terdiri daripada unsur-unsur berikut:

letupan kecemasan;
peranti keselamatan dan cocking;
bekalan kuasa;
pengesan letupan cas.

Penghantaran cas atom dilakukan dengan bantuan peluru berpandu penerbangan, balistik dan pelayaran. Pada masa yang sama, amunisi nuklear boleh menjadi elemen lombong darat, torpedo, bom udara, dll.

Sistem letupan bom nuklear adalah berbeza. Yang paling mudah ialah peranti suntikan, di mana dorongan untuk letupan mengenai sasaran dan pembentukan jisim superkritikal seterusnya.

Satu lagi ciri senjata atom ialah saiz berkaliber: kecil, sederhana, besar. Selalunya, kuasa letupan dicirikan dalam setara TNT. Senjata nuklear berkaliber kecil membayangkan kapasiti cas beberapa ribu tan TNT. Kaliber purata sudah sama dengan puluhan ribu tan TNT, besar - diukur dalam berjuta-juta.

Prinsip operasi

Skim bom atom adalah berdasarkan prinsip penggunaan tenaga nuklear yang dibebaskan semasa tindak balas rantai nuklear. Ini ialah proses pembelahan berat atau sintesis nukleus ringan. Disebabkan oleh pembebasan sejumlah besar tenaga intra-nuklear dalam tempoh masa yang singkat, bom nuklear diklasifikasikan sebagai senjata pemusnah besar-besaran.

Terdapat dua perkara penting dalam proses ini:

pusat letupan nuklear, di mana proses secara langsung berlaku;
pusat gempa, iaitu unjuran proses ini ke permukaan (darat atau air).

Pada letupan nuklear sejumlah tenaga dilepaskan yang, apabila diunjurkan ke tanah, menyebabkan gegaran seismik. Julat pembiakan mereka sangat besar, tetapi bahaya yang ketara persekitaran digunakan pada jarak beberapa ratus meter sahaja.

Senjata nuklear mempunyai beberapa jenis kemusnahan:

pelepasan cahaya,
pencemaran radioaktif,
gelombang kejutan,
sinaran menembusi,
impuls elektromagnet.

Letupan nuklear disertai dengan kilat terang, yang terbentuk akibat pembebasan sejumlah besar cahaya dan tenaga haba. Kekuatan denyar ini berkali ganda lebih besar daripada kuasa pancaran matahari, jadi bahaya kerosakan cahaya dan haba berlanjutan beberapa kilometer.

Satu lagi faktor yang sangat berbahaya dalam kesan bom nuklear ialah sinaran yang dihasilkan semasa letupan. Ia berfungsi hanya untuk 60 saat pertama, tetapi mempunyai kuasa penembusan maksimum.

Gelombang kejutan mempunyai kuasa yang tinggi dan kesan pemusnahan yang ketara, oleh itu, dalam beberapa saat, ia menyebabkan kemudaratan besar kepada orang, peralatan dan bangunan.

Sinaran menembusi berbahaya bagi organisma hidup dan merupakan punca penyakit radiasi pada manusia. Nadi elektromagnet hanya mempengaruhi teknik.

Semua jenis kerosakan ini digabungkan menjadikan bom atom sebagai senjata yang sangat berbahaya.

Ujian bom nuklear pertama

Minat terbesar dalam senjata atom Amerika Syarikat muncul dahulu. Pada akhir tahun 1941, dana dan sumber yang besar telah diperuntukkan di negara ini untuk penciptaan senjata nuklear. Kerja itu menghasilkan ujian pertama bom atom dengan alat letupan "Gadget", yang berlaku pada 16 Julai 1945 di negeri New Mexico AS.

Sudah tiba masanya untuk AS bertindak. Untuk mengakhiri Perang Dunia Kedua dengan kemenangan, ia telah diputuskan untuk mengalahkan sekutu Nazi Jerman - Jepun. Di Pentagon, sasaran telah dipilih untuk serangan nuklear pertama, di mana Amerika Syarikat mahu menunjukkan betapa kuatnya senjata yang mereka miliki.

Pada 6 Ogos tahun yang sama, bom atom pertama di bawah nama "Kid" telah digugurkan di bandar Hiroshima Jepun, dan pada 9 Ogos, bom dengan nama "Fat Man" jatuh di Nagasaki.

Pukulan di Hiroshima dianggap ideal: peranti nuklear meletup pada ketinggian 200 meter. Gelombang letupan menterbalikkan dapur di rumah orang Jepun, dipanaskan oleh arang batu. Ini telah menyebabkan banyak kebakaran walaupun di kawasan bandar yang jauh dari pusat gempa.

Denyar awal diikuti dengan hentaman gelombang haba yang berlangsung beberapa saat, tetapi kuasanya, meliputi jejari 4 km, jubin cair dan kuarza dalam papak granit, tiang telegraf yang dibakar. Selepas gelombang haba datang gelombang kejutan. Kelajuan angin adalah 800 km / j, dan tiupannya merobohkan hampir semua di bandar. Daripada 76,000 bangunan itu, 70,000 telah musnah sepenuhnya.

Beberapa minit kemudian, hujan pelik titisan hitam besar mula turun. Ia disebabkan oleh pemeluwapan yang terbentuk dalam lapisan atmosfera yang lebih sejuk daripada wap dan abu.

Orang ramai yang terkena bebola api pada jarak 800 meter terbakar dan bertukar menjadi debu. Beberapa kulit terbakar tercabut gelombang kejutan. Titisan hitam hujan radioaktif meninggalkan luka bakar yang tidak dapat diubati.

Mereka yang terselamat jatuh sakit dengan penyakit yang tidak diketahui sebelum ini. Mereka mula mengalami loya, muntah, demam, serangan lemah. Tahap sel putih dalam darah menurun secara mendadak. Ini adalah tanda-tanda pertama penyakit radiasi.

3 hari selepas pengeboman Hiroshima, bom telah dijatuhkan di Nagasaki. Ia mempunyai kuasa yang sama dan menyebabkan kesan yang sama.

Dua bom atom membunuh ratusan ribu orang dalam beberapa saat. Bandar pertama secara praktikal telah dihapuskan dari muka bumi oleh gelombang kejutan. Lebih daripada separuh orang awam(kira-kira 240 ribu orang) mati serta-merta akibat kecederaan mereka. Ramai orang terdedah kepada radiasi, yang membawa kepada penyakit radiasi, kanser, ketidaksuburan. Di Nagasaki, 73 ribu orang terbunuh pada hari-hari pertama, dan selepas beberapa ketika 35 ribu lagi penduduk mati dalam penderitaan yang besar.

Video: ujian bom nuklear

Ujian RDS-37

Penciptaan bom atom di Rusia

Akibat pengeboman dan sejarah penduduk bandar Jepun mengejutkan I. Stalin. Ia menjadi jelas bahawa penciptaan senjata nuklear mereka sendiri adalah soal keselamatan negara. Pada 20 Ogos 1945, Jawatankuasa Tenaga Atom memulakan tugasnya di Rusia, yang diketuai oleh L. Beria.

Penyelidikan fizik nuklear telah dijalankan di USSR sejak tahun 1918. Pada tahun 1938, satu suruhanjaya mengenai nukleus atom telah ditubuhkan di Akademi Sains. Tetapi dengan meletusnya perang, hampir semua kerja ke arah ini telah digantung.

Pada tahun 1943, pegawai perisikan Soviet menyerahkan kertas saintifik dari England mengenai tenaga atom, dari mana ia diikuti bahawa penciptaan bom atom di Barat telah maju jauh ke hadapan. Pada masa yang sama, di Amerika Syarikat, ejen yang boleh dipercayai telah diperkenalkan ke beberapa pusat penyelidikan nuklear Amerika. Mereka menyampaikan maklumat mengenai bom atom kepada saintis Soviet.

Terma rujukan untuk pembangunan dua varian bom atom telah disusun oleh pencipta mereka dan salah seorang pemimpin saintifik Yu. Khariton. Selaras dengan itu, ia telah dirancang untuk mewujudkan RDS (" enjin jet istimewa") dengan indeks 1 dan 2:

RDS-1 - bom dengan cas plutonium, yang sepatutnya melemahkan oleh pemampatan sfera. Perantinya diserahkan oleh perisikan Rusia.
RDS-2 - bom meriam dengan dua bahagian cas uranium, yang mesti mendekati satu sama lain dalam laras senapang sehingga jisim kritikal dicipta.

Dalam sejarah RDS yang terkenal, penyahkodan yang paling biasa - "Rusia melakukannya sendiri" - dicipta oleh timbalan Yu. Khariton untuk kerja saintifik K. Shchelkin. Kata-kata ini sangat tepat menyampaikan intipati kerja.

Maklumat bahawa USSR telah menguasai rahsia senjata nuklear menyebabkan dorongan di AS untuk memulakan perang pre-emptive secepat mungkin. Pada Julai 1949, rancangan Trojan muncul, mengikut mana bergaduh ia telah dirancang untuk bermula pada 1 Januari 1950. Kemudian tarikh serangan dipindahkan ke 1 Januari 1957, dengan syarat semua negara NATO memasuki perang.

Maklumat yang diterima melalui saluran perisikan mempercepatkan kerja saintis Soviet. Menurut pakar Barat, senjata nuklear Soviet tidak mungkin dicipta sebelum 1954-1955. Walau bagaimanapun, ujian bom atom pertama berlaku di USSR pada akhir Ogos 1949.

Pada 29 Ogos 1949, peranti nuklear RDS-1 telah diletupkan di tapak ujian Semipalatinsk - bom atom Soviet pertama, yang dicipta oleh pasukan saintis yang diketuai oleh I. Kurchatov dan Yu. Khariton. Letupan itu mempunyai kuasa 22 kt. Reka bentuk caj itu meniru "Lelaki Gemuk" Amerika, dan pengisian elektronik dicipta oleh saintis Soviet.

Rancangan Trojan, yang menurutnya Amerika akan menjatuhkan bom atom ke atas 70 bandar di USSR, telah digagalkan kerana kemungkinan serangan balas. Peristiwa di tapak ujian Semipalatinsk memaklumkan kepada dunia bahawa bom atom Soviet menamatkan monopoli Amerika ke atas pemilikan senjata baharu. Ciptaan ini memusnahkan sepenuhnya rancangan ketenteraan AS dan NATO dan menghalang perkembangan Perang Dunia Ketiga. Sejarah baru telah bermula - era keamanan dunia, yang wujud di bawah ancaman kemusnahan total.

"Kelab nuklear" dunia

Kelab nuklear - simbol beberapa negeri yang memiliki senjata nuklear. Hari ini terdapat senjata sedemikian:

di Amerika Syarikat (sejak 1945)
di Rusia (asalnya USSR, sejak 1949)
di UK (sejak 1952)
di Perancis (sejak 1960)
di China (sejak 1964)
di India (sejak 1974)
di Pakistan (sejak 1998)
di Korea Utara (sejak 2006)

Israel juga dianggap mempunyai senjata nuklear, walaupun kepimpinan negara itu tidak mengulas mengenai kehadirannya. Di samping itu, di wilayah negara anggota NATO (Jerman, Itali, Turki, Belgium, Belanda, Kanada) dan sekutu (Jepun, Korea Selatan, walaupun penolakan rasmi), senjata nuklear AS terletak.

Kazakhstan, Ukraine, Belarus, yang memiliki sebahagian daripada senjata nuklear selepas kejatuhan USSR, pada tahun 90-an menyerahkannya kepada Rusia, yang menjadi pewaris tunggal kepada senjata nuklear Soviet.

Senjata atom (nuklear) adalah alat politik global yang paling berkuasa, yang telah memasuki persenjataan hubungan antara negara. Di satu pihak, ia adalah alat yang berkesan intimidasi, sebaliknya, hujah yang berat untuk mencegah konflik ketenteraan dan mengukuhkan keamanan antara kuasa yang memiliki senjata ini. Ini adalah simbol seluruh era dalam sejarah umat manusia dan hubungan antarabangsa, yang mesti ditangani dengan sangat bijak.

Video: muzium senjata nuklear

Video mengenai Tsar Bomba Rusia

Jika anda mempunyai sebarang soalan - tinggalkan dalam komen di bawah artikel. Kami atau pelawat kami dengan senang hati akan menjawabnya.