Các nhà khoa học đã tạo ra vũ khí hạt nhân. Chế tạo bom nguyên tử ở Liên Xô

Ở Hoa Kỳ và Liên Xô, công việc bắt đầu đồng thời với các dự án bom nguyên tử. Năm 1942, vào tháng 8, Phòng thí nghiệm bí mật số 2 bắt đầu hoạt động tại một trong những tòa nhà nằm trong sân trường Đại học Kazan. Igor Kurchatov, "cha đẻ" của bom nguyên tử người Nga, trở thành người đứng đầu cơ sở này. Đồng thời vào tháng 8, không xa Santa Fe, New Mexico, trong tòa nhà của trường học địa phương cũ, Phòng thí nghiệm luyện kim, cũng bí mật, bắt đầu hoạt động. Nó được lãnh đạo bởi Robert Oppenheimer, "cha đẻ" của quả bom nguyên tử từ Mỹ.

Phải mất tổng cộng ba năm để hoàn thành nhiệm vụ. Chiếc đầu tiên của Mỹ bị nổ tung tại bãi thử vào tháng 7/1945. Hai quả nữa được thả xuống Hiroshima và Nagasaki vào tháng 8. Phải mất bảy năm cho sự ra đời của bom nguyên tử ở Liên Xô. Vụ nổ đầu tiên diễn ra vào năm 1949.

Igor Kurchatov: tiểu sử tóm tắt

"Cha đẻ" của bom nguyên tử ở Liên Xô sinh năm 1903, ngày 12 tháng 1. Sự kiện này diễn ra ở tỉnh Ufa, thuộc thành phố Sim ngày nay. Kurchatov được coi là một trong những người sáng lập mục đích hòa bình.

Anh ấy đã tốt nghiệp loại xuất sắc tại Nhà thi đấu dành cho nam Simferopol, cũng như một trường dạy thủ công. Kurchatov năm 1920 vào Đại học Taurida, khoa vật lý và toán học. Sau 3 năm, anh đã tốt nghiệp thành công trường đại học này trước thời hạn. "Cha đẻ" của bom nguyên tử năm 1930 bắt đầu làm việc tại Viện Vật lý-Kỹ thuật Leningrad, nơi ông đứng đầu khoa vật lý.

Thời đại trước Kurchatov

Trở lại những năm 1930, công việc liên quan đến năng lượng nguyên tử bắt đầu ở Liên Xô. Các nhà hóa học và vật lý từ các trung tâm khoa học khác nhau, cũng như các chuyên gia từ các quốc gia khác, đã tham gia các hội nghị toàn Liên minh do Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô tổ chức.

Các mẫu radium thu được vào năm 1932. Và vào năm 1939, phản ứng phân hạch dây chuyền của các nguyên tử nặng đã được tính toán. Năm 1940 trở thành một bước ngoặt trong lĩnh vực hạt nhân: thiết kế bom nguyên tử được tạo ra và các phương pháp sản xuất uranium-235 cũng được đề xuất. Chất nổ thông thường lần đầu tiên được đề xuất sử dụng làm ngòi nổ để bắt đầu phản ứng dây chuyền. Cũng trong năm 1940, Kurchatov đã trình bày báo cáo của mình về sự phân hạch của các hạt nhân nặng.

Nghiên cứu trong Chiến tranh Vệ quốc vĩ đại

Sau khi quân Đức tấn công Liên Xô năm 1941, nghiên cứu hạt nhân bị đình chỉ. Các viện chính của Leningrad và Moscow chuyên giải quyết các vấn đề về vật lý hạt nhân đã được sơ tán khẩn cấp.

Người đứng đầu cơ quan tình báo chiến lược, Beria, biết rằng các nhà vật lý phương Tây coi vũ khí nguyên tử là một thực tế có thể đạt được. Theo dữ liệu lịch sử, vào tháng 9 năm 1939, Robert Oppenheimer, người đứng đầu công việc chế tạo bom nguyên tử ở Mỹ, đã đến Liên Xô. Giới lãnh đạo Liên Xô có thể đã biết về khả năng có được những vũ khí này từ thông tin do "cha đẻ" của quả bom nguyên tử này cung cấp.

Năm 1941, dữ liệu tình báo từ Anh và Mỹ bắt đầu đến Liên Xô. Theo thông tin này, công việc chuyên sâu đã được đưa ra ở phương Tây, mục đích của nó là tạo ra vũ khí hạt nhân.

Mùa xuân năm 1943, Phòng thí nghiệm số 2 được thành lập để sản xuất quả bom nguyên tử đầu tiên ở Liên Xô. Câu hỏi đặt ra là giao cho ai lãnh đạo nó. Danh sách các ứng cử viên ban đầu bao gồm khoảng 50 tên. Tuy nhiên, Beria đã dừng sự lựa chọn của mình đối với Kurchatov. Ông được gọi vào tháng 10 năm 1943 cho cô dâu ở Moscow. Ngày nay, trung tâm khoa học phát triển từ phòng thí nghiệm này mang tên ông - "Viện Kurchatov".

Năm 1946, vào ngày 9 tháng 4, một nghị định đã được ban hành về việc thành lập phòng thiết kế tại Phòng thí nghiệm số 2. Chỉ đến đầu năm 1947, các tòa nhà sản xuất đầu tiên đã sẵn sàng, nằm trong khu vực của Khu bảo tồn Mordovian. Một số phòng thí nghiệm được đặt trong các tòa nhà tu viện.

RDS-1, quả bom nguyên tử đầu tiên của Nga

Họ gọi nguyên mẫu của Liên Xô là RDS-1, theo một phiên bản, có nghĩa là đặc biệt. "Sau một thời gian, chữ viết tắt này bắt đầu được giải mã theo một cách hơi khác -" Động cơ phản lực của Stalin ". Trong các tài liệu để đảm bảo bí mật, quả bom của Liên Xô là được gọi là "động cơ tên lửa."

Đó là một thiết bị có sức mạnh 22 kiloton. Việc phát triển vũ khí nguyên tử được thực hiện ở Liên Xô, nhưng nhu cầu bắt kịp Hoa Kỳ, quốc gia đã đi trước trong chiến tranh, buộc khoa học trong nước phải sử dụng dữ liệu thu được từ tình báo. Cơ sở của quả bom nguyên tử đầu tiên của Nga được lấy là "Fat Man", do người Mỹ phát triển (hình dưới).

Đó là vào ngày 9 tháng 8 năm 1945, Hoa Kỳ thả nó xuống Nagasaki. "Fat Man" nghiên cứu về sự phân rã của plutonium-239. Sơ đồ kích nổ là nổ: các điện tích phát nổ dọc theo chu vi của vật liệu phân hạch và tạo ra một làn sóng nổ "nén" chất đó ở trung tâm và gây ra phản ứng dây chuyền. Kế hoạch này sau đó đã được công nhận là không hiệu quả.

RDS-1 của Liên Xô được chế tạo dưới dạng một quả bom rơi tự do có đường kính và khối lượng lớn. Plutonium đã được sử dụng để chế tạo một thiết bị nguyên tử gây nổ. Các thiết bị điện cũng như thân tên lửa đạn đạo RDS-1 đều được phát triển trong nước. Quả bom bao gồm một thân đạn đạo, điện tích hạt nhân, thiết bị nổ, cũng như thiết bị cho hệ thống kích nổ tự động.

thiếu urani

Vật lý Liên Xô, lấy bom plutonium của người Mỹ làm cơ sở, đã phải đối mặt với một vấn đề phải được giải quyết trong thời gian ngắn nhất có thể: việc sản xuất plutonium vẫn chưa bắt đầu được phát triển ở Liên Xô. Do đó, uranium bị bắt ban đầu được sử dụng. Tuy nhiên, lò phản ứng cần ít nhất 150 tấn chất này. Năm 1945, các mỏ ở Đông Đức và Tiệp Khắc tiếp tục hoạt động. Các mỏ uranium ở vùng Chita, Kolyma, Kazakhstan, Trung Á, Bắc Kavkaz và Ukraine được tìm thấy vào năm 1946.

Ở Urals, gần thành phố Kyshtym (không xa Chelyabinsk), họ bắt đầu xây dựng "Mayak" - một nhà máy hóa chất phóng xạ và là lò phản ứng công nghiệp đầu tiên ở Liên Xô. Kurchatov đích thân giám sát việc đặt uranium. Việc xây dựng được khởi động vào năm 1947 ở ba địa điểm khác: hai ở Trung Urals và một ở vùng Gorky.

Công việc xây dựng tiến hành với tốc độ nhanh, nhưng uranium vẫn không đủ. Lò phản ứng công nghiệp đầu tiên thậm chí không thể được đưa ra vào năm 1948. Chỉ vào ngày 7 tháng 6 năm nay, uranium mới được nạp.

Thí nghiệm khởi động lò phản ứng hạt nhân

Đích thân "cha đẻ" của bom nguyên tử Liên Xô đảm nhận nhiệm vụ điều hành viên trưởng tại bảng điều khiển lò phản ứng hạt nhân. Vào ngày 7 tháng 6, từ 11 đến 12 giờ sáng, Kurchatov bắt đầu thử nghiệm phóng nó. Lò phản ứng vào ngày 8 tháng 6 đạt công suất 100 kilowatt. Sau đó, "cha đẻ" của bom nguyên tử Liên Xô đã nhấn chìm phản ứng dây chuyền đã bắt đầu. Giai đoạn chuẩn bị tiếp theo của lò phản ứng hạt nhân tiếp tục trong hai ngày. Sau khi cung cấp nước làm mát, rõ ràng là uranium hiện có không đủ để thực hiện thí nghiệm. Lò phản ứng chỉ đạt đến trạng thái tới hạn sau khi nạp phần thứ năm của chất. Phản ứng dây chuyền lại có thể xảy ra. Sự việc xảy ra lúc 8h sáng ngày 10/6.

Vào ngày 17 cùng tháng, Kurchatov, người tạo ra bom nguyên tử ở Liên Xô, đã viết một mục trong nhật ký của những người giám sát ca làm việc, trong đó ông cảnh báo rằng không nên ngừng cung cấp nước trong mọi trường hợp, nếu không một vụ nổ sẽ xảy ra. . Vào ngày 19 tháng 6 năm 1938, lúc 12:45, một lò phản ứng hạt nhân đầu tiên được khởi động ở Âu Á đã diễn ra.

thử bom thành công

Năm 1949, vào tháng 6, 10 kg plutonium đã được tích lũy ở Liên Xô - số lượng được người Mỹ đưa vào quả bom. Kurchatov, người tạo ra bom nguyên tử ở Liên Xô, theo sắc lệnh của Beria, đã ra lệnh thử nghiệm RDS-1 được lên kế hoạch vào ngày 29 tháng 8.

Một phần của thảo nguyên không nước Irtysh, nằm ở Kazakhstan, cách Semipalatinsk không xa, đã được dành làm địa điểm thử nghiệm. Ở trung tâm của trường thí nghiệm này, có đường kính khoảng 20 km, một tháp kim loại cao 37,5 mét đã được xây dựng. RDS-1 đã được cài đặt trên đó.

Điện tích được sử dụng trong quả bom là một cấu trúc nhiều lớp. Trong đó, quá trình chuyển đổi sang trạng thái tới hạn của hoạt chất được thực hiện bằng cách nén nó bằng sóng kích nổ hội tụ hình cầu, được hình thành trong chất nổ.

Hậu quả của vụ nổ

Tòa tháp bị phá hủy hoàn toàn sau vụ nổ. Một miệng núi lửa xuất hiện ở vị trí của nó. Tuy nhiên, thiệt hại chính là do sóng xung kích. Theo mô tả của những người chứng kiến, khi chuyến đi đến hiện trường vụ nổ diễn ra vào ngày 30/8, hiện trường thí nghiệm là một bức tranh khủng khiếp. Các cầu đường cao tốc, đường sắt bị văng ra xa 20-30 m và bị biến dạng. Ô tô và toa xe nằm rải rác cách nơi chúng ở khoảng 50-80 m, các tòa nhà dân cư bị phá hủy hoàn toàn. Những chiếc xe tăng được sử dụng để kiểm tra sức mạnh của cú đánh nằm nghiêng với tháp pháo bị hạ gục, và những khẩu súng là một đống kim loại nát bét. Ngoài ra, 10 chiếc xe Pobeda, được đặc biệt mang đến đây để thử nghiệm, đã bị thiêu rụi.

Tổng cộng có 5 quả bom RDS-1 đã được chế tạo, chúng không được chuyển giao cho Không quân mà được cất giữ trong Arzamas-16. Hôm nay ở Sarov, nơi trước đây là Arzamas-16 (phòng thí nghiệm được hiển thị trong ảnh bên dưới), một quả bom giả đang được trưng bày. Nó nằm trong bảo tàng vũ khí hạt nhân địa phương.

"Cha đẻ" của bom nguyên tử

Chỉ có 12 người đoạt giải Nobel, tương lai và hiện tại, đã tham gia chế tạo bom nguyên tử của Mỹ. Ngoài ra, họ còn được hỗ trợ bởi một nhóm các nhà khoa học từ Vương quốc Anh, được gửi đến Los Alamos vào năm 1943.

Vào thời Xô Viết, người ta tin rằng Liên Xô đã giải quyết vấn đề nguyên tử một cách hoàn toàn độc lập. Ở mọi nơi người ta nói rằng Kurchatov, người tạo ra bom nguyên tử ở Liên Xô, là "cha đẻ" của cô. Mặc dù tin đồn về những bí mật bị đánh cắp từ người Mỹ thỉnh thoảng bị rò rỉ. Và chỉ trong những năm 1990, 50 năm sau, Yuli Khariton - một trong những người tham gia chính vào các sự kiện thời bấy giờ - đã nói về vai trò to lớn của trí thông minh trong việc tạo ra dự án của Liên Xô. Các kết quả khoa học và kỹ thuật của người Mỹ đã được khai thác bởi Klaus Fuchs, người đã đến trong nhóm người Anh.

Do đó, Oppenheimer có thể được coi là "cha đẻ" của những quả bom được tạo ra ở cả hai bờ đại dương. Chúng ta có thể nói rằng ông là người tạo ra quả bom nguyên tử đầu tiên ở Liên Xô. Cả hai dự án, Mỹ và Nga, đều dựa trên ý tưởng của ông. Thật sai lầm khi coi Kurchatov và Oppenheimer chỉ là những nhà tổ chức xuất chúng. Chúng ta đã nói về nhà khoa học Liên Xô, cũng như về sự đóng góp của người tạo ra quả bom nguyên tử đầu tiên cho Liên Xô. Thành tựu chính của Oppenheimer là khoa học. Nhờ họ mà anh ta trở thành người đứng đầu dự án nguyên tử, giống như người tạo ra bom nguyên tử ở Liên Xô.

Tiểu sử tóm tắt của Robert Oppenheimer

Nhà khoa học này sinh năm 1904, ngày 22 tháng 4, tại New York. năm 1925 ông tốt nghiệp Đại học Harvard. Người tạo ra quả bom nguyên tử đầu tiên trong tương lai đã được đào tạo trong một năm tại Phòng thí nghiệm Cavendish ở Rutherford. Một năm sau, nhà khoa học chuyển đến Đại học Göttingen. Tại đây, dưới sự hướng dẫn của M. Born, ông đã bảo vệ luận án tiến sĩ. Năm 1928, nhà khoa học trở lại Hoa Kỳ. "Cha đẻ" của bom nguyên tử Mỹ từ năm 1929 đến 1947 giảng dạy tại hai trường đại học ở nước này - Viện Công nghệ California và Đại học California.

Vào ngày 16 tháng 7 năm 1945, quả bom đầu tiên được thử nghiệm thành công tại Hoa Kỳ, và ngay sau đó, Oppenheimer cùng với các thành viên khác của Ủy ban lâm thời được thành lập dưới thời Tổng thống Truman buộc phải chọn mục tiêu cho vụ ném bom nguyên tử trong tương lai. Nhiều đồng nghiệp của ông vào thời điểm đó đã tích cực phản đối việc sử dụng vũ khí hạt nhân nguy hiểm, điều này là không cần thiết, vì Nhật Bản đầu hàng là một kết luận đã được định trước. Oppenheimer không tham gia cùng họ.

Giải thích về hành vi của mình sau đó, anh ta nói rằng anh ta dựa vào các chính trị gia và quân đội, những người hiểu rõ hơn về tình hình thực tế. Tháng 10 năm 1945, Oppenheimer không còn là giám đốc Phòng thí nghiệm Los Alamos. Ông bắt đầu làm việc tại Preston, đứng đầu viện nghiên cứu địa phương. Danh tiếng của ông ở Hoa Kỳ cũng như bên ngoài đất nước này lên đến đỉnh điểm. Báo New York viết về ông ngày càng nhiều. Tổng thống Truman đã trao tặng Oppenheimer Huân chương Công trạng, là huân chương cao quý nhất ở Mỹ.

Ông đã viết, ngoài các công trình khoa học, một số "Tâm trí cởi mở", "Khoa học và kiến thức hàng ngày" và những tác phẩm khác.

Nhà khoa học này qua đời vào năm 1967, vào ngày 18 tháng 2. Oppenheimer nghiện thuốc lá nặng từ khi còn trẻ. Năm 1965, ông được chẩn đoán mắc bệnh ung thư thanh quản. Cuối năm 1966, sau một ca phẫu thuật không mang lại kết quả, ông phải hóa trị và xạ trị. Tuy nhiên, việc điều trị không có tác dụng và vào ngày 18 tháng 2, nhà khoa học đã qua đời.

Vì vậy, Kurchatov là "cha đẻ" của quả bom nguyên tử ở Liên Xô, Oppenheimer - ở Hoa Kỳ. Bây giờ bạn đã biết tên của những người đầu tiên nghiên cứu phát triển vũ khí hạt nhân. Sau khi trả lời câu hỏi: "Ai được gọi là cha đẻ của bom nguyên tử?", chúng tôi chỉ kể về những giai đoạn đầu của lịch sử loại vũ khí nguy hiểm này. Nó tiếp tục cho đến ngày nay. Hơn nữa, những phát triển mới đang được tích cực thực hiện trong lĩnh vực này ngày nay. "Cha đẻ" của bom nguyên tử - Robert Oppenheimer người Mỹ, cũng như nhà khoa học người Nga Igor Kurchatov chỉ là những người tiên phong trong vấn đề này.

Chế tạo bom nguyên tử của Liên Xô(phần quân sự của dự án nguyên tử của Liên Xô) - nghiên cứu cơ bản, phát triển công nghệ và triển khai thực tế của chúng ở Liên Xô, nhằm tạo ra vũ khí hủy diệt hàng loạt sử dụng năng lượng hạt nhân. Các sự kiện đã được kích thích ở mức độ lớn bởi các hoạt động theo hướng này của các tổ chức khoa học và ngành công nghiệp quân sự của các quốc gia khác, chủ yếu là Đức Quốc xã và Hoa Kỳ [ ] . Ngày 9/8/1945, máy bay Mỹ ném hai quả bom nguyên tử xuống hai thành phố Hiroshima và Nagasaki của Nhật Bản. Gần một nửa số thường dân đã chết ngay lập tức trong vụ nổ, những người khác bị ốm nặng và tiếp tục chết cho đến ngày nay.

bách khoa toàn thư YouTube

1 / 5
Năm 1930-1941, công việc được tiến hành tích cực trong lĩnh vực hạt nhân.
Trong thập kỷ này, nghiên cứu hóa phóng xạ cơ bản đã được thực hiện, nếu không có sự hiểu biết đầy đủ về những vấn đề này, sự phát triển của chúng, và thậm chí hơn thế nữa, việc triển khai chúng, nói chung là không thể tưởng tượng được.

Công tác năm 1941-1943

Thông tin tình báo nước ngoài

Ngay từ tháng 9 năm 1941, Liên Xô bắt đầu nhận được thông tin tình báo về việc tiến hành công việc nghiên cứu chuyên sâu bí mật ở Anh và Mỹ nhằm phát triển các phương pháp sử dụng năng lượng nguyên tử cho mục đích quân sự và chế tạo bom nguyên tử có sức công phá khủng khiếp. Một trong những tài liệu quan trọng nhất mà tình báo Liên Xô nhận được vào năm 1941 là báo cáo của “Ủy ban MAUD” của Anh. Từ các tài liệu của báo cáo này, nhận được qua các kênh tình báo nước ngoài NKVD USSR từ Donald MacLean, theo đó, việc tạo ra một quả bom nguyên tử là có thật, rằng nó có thể được tạo ra ngay cả trước khi chiến tranh kết thúc và do đó, có thể ảnh hưởng đến quá trình của nó.
Thông tin tình báo về công việc nghiên cứu vấn đề năng lượng nguyên tử ở nước ngoài, có sẵn ở Liên Xô vào thời điểm quyết định tiếp tục công việc nghiên cứu uranium được đưa ra, được thu thập thông qua cả các kênh của tình báo NKVD và thông qua các kênh của Tổng cục tình báo chính. của Bộ Tổng tham mưu (GRU) của Hồng quân.
Vào tháng 5 năm 1942, lãnh đạo của GRU đã thông báo cho Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô về sự hiện diện của các báo cáo công việc ở nước ngoài về vấn đề sử dụng năng lượng nguyên tử cho mục đích quân sự và yêu cầu được thông báo liệu vấn đề này hiện có cơ sở thực tế hay không. Vào tháng 6 năm 1942, câu trả lời cho yêu cầu này đã được đưa ra bởi V. G. Khlopin, người đã lưu ý rằng trong năm qua, hầu như không có công trình nào liên quan đến giải pháp cho vấn đề sử dụng năng lượng nguyên tử được công bố trong các tài liệu khoa học.
Một bức thư chính thức từ người đứng đầu NKVD L.P. Beria gửi cho I.V. Stalin với thông tin về công việc sử dụng năng lượng nguyên tử cho mục đích quân sự ở nước ngoài, các đề xuất tổ chức các công việc này ở Liên Xô và bí mật làm quen với các tài liệu của NKVD nổi tiếng Các chuyên gia Liên Xô, các biến thể đã được các sĩ quan NKVD chuẩn bị từ cuối năm 1941 - đầu năm 1942, nó chỉ được gửi cho I.V. Stalin vào tháng 10 năm 1942, sau khi lệnh GKO tiếp tục công việc khai thác uranium ở Liên Xô được thông qua.
Tình báo Liên Xô có thông tin chi tiết về công việc chế tạo bom nguyên tử ở Hoa Kỳ, đến từ các chuyên gia hiểu được sự nguy hiểm của độc quyền hạt nhân hoặc những người đồng tình với Liên Xô, đặc biệt là Klaus Fuchs, Theodor Hall, Georges Koval và David Kính xanh. Tuy nhiên, theo một số người, bức thư gửi Stalin vào đầu năm 1943 của nhà vật lý Liên Xô G. Flerov, người đã cố gắng giải thích bản chất của vấn đề theo cách phổ biến, có tầm quan trọng quyết định. Mặt khác, có lý do để tin rằng công việc viết bức thư gửi Stalin của G. N. Flerov vẫn chưa được hoàn thành và nó đã không được gửi đi.
Việc săn lùng dữ liệu từ dự án uranium của Mỹ bắt đầu theo sáng kiến của Leonid Kvasnikov, người đứng đầu bộ phận tình báo khoa học và kỹ thuật của NKVD, ngay từ năm 1942, nhưng chỉ được mở ra hoàn toàn sau khi cặp đôi sĩ quan tình báo nổi tiếng của Liên Xô đến Washington: Vasily Zarubin và vợ Elizaveta. Chính cư dân của NKVD ở San Francisco, Grigory Kheifits, đã tương tác với họ, nói rằng nhà vật lý nổi tiếng nhất người Mỹ Robert Oppenheimer và nhiều đồng nghiệp của ông đã rời California đến một nơi không xác định, nơi họ sẽ tạo ra một loại siêu vũ khí nào đó.
Việc kiểm tra kỹ dữ liệu của "Charon" (đây là mật danh của Heifitz) được giao cho Trung tá Semyon Semenov (bút danh "Twain"), người đã làm việc tại Hoa Kỳ từ năm 1938 và đã tập hợp một lực lượng tình báo lớn và tích cực. nhóm ở đó. Chính Twain là người đã xác nhận tính thực tế của công việc chế tạo bom nguyên tử, đặt tên mã cho Dự án Manhattan và vị trí của trung tâm khoa học chính của nó - thuộc địa cũ của những tên tội phạm vị thành niên Los Alamos ở New Mexico. Semyonov cũng nêu tên của một số nhà khoa học từng làm việc ở đó, những người đã từng được mời đến Liên Xô để tham gia vào các dự án xây dựng lớn của chủ nghĩa Stalin và những người sau khi trở về Hoa Kỳ đã không mất quan hệ với các tổ chức cực tả.

Do đó, các đặc vụ Liên Xô đã được đưa vào các trung tâm khoa học và thiết kế của Mỹ, nơi vũ khí hạt nhân được tạo ra. Tuy nhiên, giữa lúc thiết lập các hoạt động tình báo, Lisa và Vasily Zarubin đã được triệu hồi khẩn cấp về Moscow. Họ chìm đắm trong sự phỏng đoán, bởi vì không một thất bại nào xảy ra. Hóa ra Trung tâm đã nhận được đơn tố cáo từ Mironov, một nhân viên của khu dân cư, người đã buộc tội Zarubin phản quốc. Và trong gần nửa năm, cơ quan phản gián Moscow đã kiểm tra những lời buộc tội này. Tuy nhiên, họ không được xác nhận, Zarubin không còn được phép ra nước ngoài.
Trong khi đó, công việc của các đặc vụ nhúng đã mang lại kết quả đầu tiên - các báo cáo bắt đầu đến và chúng phải được gửi ngay đến Moscow. Công việc này được giao cho một nhóm giao thông viên đặc biệt. Những người hoạt động tích cực nhất và không sợ hãi là Coens, Maurice và Lona. Sau khi Maurice gia nhập Quân đội Hoa Kỳ, Lona bắt đầu độc lập cung cấp các tài liệu thông tin từ New Mexico đến New York. Để làm điều này, cô ấy đã đi đến thị trấn nhỏ Albuquerque, nơi, để xuất hiện, cô ấy đã đến thăm một bệnh xá bệnh lao. Ở đó, cô đã gặp các đặc vụ bí mật có biệt danh "Mlad" và "Ernst".
Tuy nhiên, NKVD vẫn tìm cách chiết xuất vài tấn uranium làm giàu thấp.

Nhiệm vụ chính là tổ chức sản xuất công nghiệp plutonium-239 và uranium-235. Để giải quyết vấn đề đầu tiên, cần phải tạo ra các lò phản ứng hạt nhân thử nghiệm, sau đó là công nghiệp, xây dựng các cửa hàng hóa chất phóng xạ và luyện kim đặc biệt. Để giải quyết vấn đề thứ hai, việc xây dựng một nhà máy tách các đồng vị uranium bằng phương pháp khuếch tán đã được đưa ra.
Giải pháp cho những vấn đề này hóa ra là có thể do việc tạo ra các công nghệ công nghiệp, tổ chức sản xuất và phát triển một lượng lớn uranium kim loại tinh khiết cần thiết, uranium oxit, uranium hexaflorua, các hợp chất uranium khác, than chì có độ tinh khiết cao và một số vật liệu đặc biệt khác, tạo ra một tổ hợp các đơn vị và thiết bị công nghiệp mới. Khối lượng khai thác quặng uranium không đủ và sản xuất tinh quặng uranium ở Liên Xô (nhà máy sản xuất tinh quặng uranium đầu tiên - "Tổ hợp số 6 NKVD USSR" ở Tajikistan được thành lập năm 1945) trong thời kỳ này đã được bù đắp bằng cúp thô vật liệu và sản phẩm của các doanh nghiệp uranium ở Đông Âu, mà Liên Xô đã ký kết các thỏa thuận liên quan.
Năm 1945, Chính phủ Liên Xô đã đưa ra những quyết định quan trọng sau:
- về việc thành lập trên cơ sở Nhà máy Kirov (Leningrad) của hai phòng thiết kế thử nghiệm đặc biệt được thiết kế để phát triển thiết bị sản xuất uranium được làm giàu trong đồng vị 235 bằng phương pháp khuếch tán khí;
- khi bắt đầu xây dựng ở Middle Urals (gần làng Verkh-Neyvinsky) của một nhà máy khuếch tán để sản xuất uranium-235 được làm giàu;
- về việc tổ chức một phòng thí nghiệm để tạo ra các lò phản ứng nước nặng trên uranium tự nhiên;
- về việc lựa chọn địa điểm và khởi công xây dựng doanh nghiệp đầu tiên của đất nước để sản xuất plutonium-239 ở Nam Urals.
Cấu trúc của doanh nghiệp ở Nam Urals bao gồm:
- lò phản ứng uranium-grafit trên uranium tự nhiên (tự nhiên) (Nhà máy "A");
- sản xuất hóa chất phóng xạ để tách plutonium-239 từ uranium tự nhiên (tự nhiên) được chiếu xạ trong lò phản ứng (nhà máy "B");
- sản xuất hóa chất và luyện kim để sản xuất plutonium kim loại có độ tinh khiết cao (Nhà máy "B").
Sự tham gia của các chuyên gia Đức trong dự án hạt nhân

Năm 1945, hàng trăm nhà khoa học Đức liên quan đến vấn đề hạt nhân đã được đưa từ Đức sang Liên Xô. Hầu hết trong số họ (khoảng 300 người) đã được đưa đến Sukhumi và được bí mật đặt trong khu đất cũ của Đại công tước Alexander Mikhailovich và triệu phú Smetsky (viện điều dưỡng Sinop và Agudzery). Thiết bị đã được đưa đến Liên Xô từ Viện Hóa học và Luyện kim Đức, Viện Vật lý Kaiser Wilhelm, các phòng thí nghiệm điện của Siemens và Viện Vật lý của Bưu điện Đức. Ba trong số bốn máy cyclotron của Đức, nam châm mạnh, kính hiển vi điện tử, máy hiện sóng, máy biến áp cao áp, dụng cụ cực kỳ chính xác đã được đưa đến Liên Xô. Vào tháng 11 năm 1945, Tổng cục các viện đặc biệt (Tổng cục thứ 9 của NKVD của Liên Xô) được thành lập như một phần của NKVD của Liên Xô để quản lý công việc sử dụng các chuyên gia Đức.
Sanatorium "Sinop" được gọi là "Object" A "" - nó được lãnh đạo bởi Nam tước Manfred von Ardenne. "Agudzers" trở thành "Object" G "" - nó do Gustav Hertz đứng đầu. Các nhà khoa học xuất sắc đã làm việc tại các vật thể "A" và "G" - Nikolaus Riehl, Max Vollmer, người đã xây dựng nhà máy sản xuất nước nặng đầu tiên ở Liên Xô, Peter Thyssen, nhà thiết kế bộ lọc niken để phân tách khuếch tán khí của các đồng vị uranium, Max Steenbeck và Gernot Zippe, người đã nghiên cứu về phương pháp tách ly tâm và sau đó đã nhận được bằng sáng chế cho máy ly tâm khí ở phương Tây. Trên cơ sở các đối tượng "A" và "G" sau đó đã được tạo ra (SFTI).
Một số chuyên gia hàng đầu của Đức đã được trao giải thưởng của chính phủ Liên Xô cho công việc này, bao gồm cả Giải thưởng Stalin.
Trong giai đoạn 1954-1959, các chuyên gia Đức vào những thời điểm khác nhau đã chuyển đến CHDC Đức (Gernot Zippe - đến Áo).

Xây dựng nhà máy khuếch tán khí ở Novouralsk

Năm 1946, tại cơ sở sản xuất của nhà máy số 261 của Ủy ban Công nghiệp Hàng không Nhân dân ở Novouralsk, việc xây dựng một nhà máy khuếch tán khí bắt đầu, được gọi là Tổ hợp số 813 (Nhà máy D-1)) và dự định sản xuất của uranium được làm giàu cao. Nhà máy đã cho sản xuất đầu tiên vào năm 1949.

Xây dựng nhà máy sản xuất uranium hexaflorua ở Kirovo-Chepetsk

Theo thời gian, toàn bộ tổ hợp các doanh nghiệp công nghiệp, tòa nhà và công trình kiến trúc đã được dựng lên trên địa điểm xây dựng được chọn, được kết nối với nhau bằng mạng lưới đường bộ và đường sắt, hệ thống cung cấp nhiệt và điện, cấp thoát nước công nghiệp. Vào những thời điểm khác nhau, thành phố bí mật được gọi khác nhau, nhưng cái tên nổi tiếng nhất là Chelyabinsk-40 hoặc Sorokovka. Hiện tại, khu liên hợp công nghiệp, ban đầu được gọi là nhà máy số 817, được gọi là hiệp hội sản xuất Mayak, và thành phố trên bờ hồ Irtyash, nơi công nhân Mayak và gia đình họ sinh sống, được đặt tên là Ozyorsk.
Vào tháng 11 năm 1945, các cuộc khảo sát địa chất bắt đầu tại địa điểm được chọn và từ đầu tháng 12, những người xây dựng đầu tiên bắt đầu đến.
Người đứng đầu công trình đầu tiên (1946-1947) là Ya. D. Rappoport, sau đó Thiếu tướng M. M. Tsarevsky thay thế ông. Kỹ sư trưởng xây dựng là V. A. Saprykin, giám đốc đầu tiên của doanh nghiệp tương lai là P. T. Bystrov (từ ngày 17 tháng 4 năm 1946), người được thay thế bởi E. P. Slavsky (từ ngày 10 tháng 7 năm 1947), và sau đó là B. G Muzrukov (từ ngày 1 tháng 12 , 1947). I. V. Kurchatov được bổ nhiệm làm giám đốc khoa học của nhà máy.

Xây dựng Arzamas-16

Các sản phẩm

Phát triển thiết kế bom nguyên tử

Nghị định của Hội đồng Bộ trưởng Liên Xô số 1286-525ss "Về kế hoạch triển khai KB-11 tại Phòng thí nghiệm số 2 của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô" đã xác định các nhiệm vụ đầu tiên của KB-11: chế tạo theo giám sát khoa học của Phòng thí nghiệm số 2 (Viện sĩ I. V. Kurchatov) về bom nguyên tử, thường được đặt tên theo nghị quyết là "động cơ phản lực C", với hai phiên bản: RDS-1 - loại nổ bằng plutonium và bom nguyên tử kiểu pháo RDS-2 với uranium-235.
Các thông số kỹ thuật và chiến thuật cho thiết kế của RDS-1 và RDS-2 sẽ được phát triển trước ngày 1 tháng 7 năm 1946 và các thiết kế của các thành phần chính của chúng - trước ngày 1 tháng 7 năm 1947. Quả bom RDS-1 được sản xuất hoàn chỉnh sẽ được phát triển trình bày cho các thử nghiệm nhà nước về vụ nổ khi được lắp đặt trên mặt đất vào ngày 1 tháng 1 năm 1948, trong phiên bản hàng không - vào ngày 1 tháng 3 năm 1948 và bom RDS-2 - lần lượt vào ngày 1 tháng 6 năm 1948 và ngày 1 tháng 1 năm 1949. tiến hành song song với việc tổ chức trong KB-11 các phòng thí nghiệm đặc biệt và triển khai các phòng thí nghiệm này. Thời hạn chặt chẽ như vậy và việc tổ chức công việc song song cũng trở nên khả thi do Liên Xô nhận được một số dữ liệu tình báo về bom nguyên tử của Mỹ.
Các phòng thí nghiệm nghiên cứu và phòng thiết kế của KB-11 bắt đầu mở rộng hoạt động của họ trực tiếp trong

Người đã phát minh ra bom nguyên tử thậm chí không thể tưởng tượng được hậu quả bi thảm mà phát minh thần kỳ của thế kỷ 20 này có thể dẫn đến. Trước khi siêu vũ khí này được trải nghiệm bởi cư dân của các thành phố Hiroshima và Nagasaki của Nhật Bản, một chặng đường rất dài đã được thực hiện.
Một khởi đầu
Tháng 4 năm 1903, những người bạn của Paul Langevin tập trung tại Vườn Paris của Pháp. Lý do là để bảo vệ luận án của nhà khoa học trẻ và tài năng Marie Curie. Trong số những vị khách quý có nhà vật lý nổi tiếng người Anh Ernest Rutherford. Giữa cuộc vui, đèn tắt. thông báo với mọi người rằng bây giờ sẽ có một bất ngờ. Với không khí trang trọng, Pierre Curie mang vào một ống muối radium nhỏ, phát ra ánh sáng xanh lục, khiến những người có mặt vô cùng thích thú. Trong tương lai, các vị khách đã thảo luận sôi nổi về tương lai của hiện tượng này. Mọi người đều đồng ý rằng nhờ có radium, vấn đề cấp bách về thiếu năng lượng sẽ được giải quyết. Điều này đã truyền cảm hứng cho mọi người đến những nghiên cứu mới và những quan điểm xa hơn. Nếu lúc đó họ được thông báo rằng công việc trong phòng thí nghiệm với các nguyên tố phóng xạ sẽ đặt nền móng cho một loại vũ khí khủng khiếp của thế kỷ 20, thì không biết phản ứng của họ sẽ ra sao. Sau đó, câu chuyện về quả bom nguyên tử đã cướp đi sinh mạng của hàng trăm ngàn thường dân Nhật Bản bắt đầu.
Trò chơi đi trước đường cong
Vào ngày 17 tháng 12 năm 1938, nhà khoa học người Đức Otto Gann đã thu được bằng chứng không thể chối cãi về sự phân rã của urani thành các hạt cơ bản nhỏ hơn. Trên thực tế, ông đã tách được nguyên tử. Trong giới khoa học, đây được coi là một dấu mốc mới trong lịch sử nhân loại. Otto Gunn không chia sẻ quan điểm chính trị của Đệ tam Quốc xã. Do đó, cùng năm 1938, nhà khoa học buộc phải chuyển đến Stockholm, nơi ông tiếp tục nghiên cứu khoa học của mình cùng với Friedrich Strassmann. Lo sợ rằng phát xít Đức sẽ là người đầu tiên nhận được vũ khí khủng khiếp, anh ta viết một lá thư với lời cảnh báo về điều này. Tin tức về khả năng dẫn đầu đã khiến chính phủ Hoa Kỳ vô cùng lo lắng. Người Mỹ bắt đầu hành động nhanh chóng và dứt khoát.
Ai đã tạo ra bom nguyên tử? dự án Mỹ
Ngay cả trước khi nhóm, nhiều người trong số họ là những người tị nạn từ chế độ Đức quốc xã ở châu Âu, được giao nhiệm vụ phát triển vũ khí hạt nhân. Điều đáng chú ý là nghiên cứu ban đầu được thực hiện ở Đức Quốc xã. Năm 1940, chính phủ Hợp chủng quốc Hoa Kỳ bắt đầu tài trợ cho chương trình phát triển vũ khí nguyên tử của riêng mình. Một số tiền đáng kinh ngạc là hai tỷ rưỡi đô la đã được phân bổ để thực hiện dự án. Các nhà vật lý kiệt xuất của thế kỷ 20 đã được mời thực hiện dự án bí mật này, trong đó có hơn mười người đoạt giải Nobel. Tổng cộng, khoảng 130 nghìn nhân viên đã tham gia, trong số đó không chỉ có quân đội mà còn có cả dân thường. Nhóm phát triển do Đại tá Leslie Richard Groves lãnh đạo, với Robert Oppenheimer là người giám sát. Ông là người đã phát minh ra bom nguyên tử. Một tòa nhà kỹ thuật bí mật đặc biệt đã được xây dựng ở khu vực Manhattan, được chúng tôi biết đến với mật danh "Dự án Manhattan". Trong vài năm tới, các nhà khoa học của dự án bí mật đã nghiên cứu vấn đề phân hạch hạt nhân của uranium và plutonium.
Nguyên tử không hòa bình của Igor Kurchatov
Ngày nay, mọi học sinh sẽ có thể trả lời câu hỏi ai đã phát minh ra bom nguyên tử ở Liên Xô. Và sau đó, vào đầu những năm 30 của thế kỷ trước, không ai biết điều này.
Năm 1932, Viện sĩ Igor Vasilyevich Kurchatov là một trong những người đầu tiên trên thế giới bắt đầu nghiên cứu hạt nhân nguyên tử. Tập hợp những người cùng chí hướng xung quanh mình, Igor Vasilievich vào năm 1937 đã tạo ra chiếc cyclotron đầu tiên ở châu Âu. Cũng trong năm đó, anh và những người cùng chí hướng đã tạo ra những hạt nhân nhân tạo đầu tiên.
Năm 1939, I. V. Kurchatov bắt đầu nghiên cứu một hướng mới - vật lý hạt nhân. Sau một số thành công trong phòng thí nghiệm trong việc nghiên cứu hiện tượng này, nhà khoa học đã có được một trung tâm nghiên cứu bí mật, được đặt tên là "Phòng thí nghiệm số 2". Ngày nay, vật thể bí mật này được gọi là "Arzamas-16".
Hướng mục tiêu của trung tâm này là nghiên cứu nghiêm túc và phát triển vũ khí hạt nhân. Bây giờ rõ ràng là ai đã tạo ra bom nguyên tử ở Liên Xô. Khi đó chỉ có mười người trong đội của anh ấy.
bom nguyên tử là
Đến cuối năm 1945, Igor Vasilyevich Kurchatov đã tập hợp được một nhóm các nhà khoa học nghiêm túc với số lượng hơn một trăm người. Những bộ óc giỏi nhất thuộc các chuyên ngành khoa học khác nhau đã đến phòng thí nghiệm từ khắp nơi trên đất nước để chế tạo vũ khí nguyên tử. Sau khi người Mỹ ném bom nguyên tử xuống thành phố Hiroshima, các nhà khoa học Liên Xô nhận ra rằng điều này cũng có thể được thực hiện với Liên Xô. "Phòng thí nghiệm số 2" nhận được sự tài trợ mạnh mẽ từ lãnh đạo đất nước và một lượng lớn nhân sự có trình độ. Lavrenty Pavlovich Beria được chỉ định chịu trách nhiệm cho một dự án quan trọng như vậy. Những nỗ lực to lớn của các nhà khoa học Liên Xô đã đơm hoa kết trái.
bãi thử Semipalatinsk
Bom nguyên tử ở Liên Xô lần đầu tiên được thử nghiệm tại bãi thử ở Semipalatinsk (Kazakhstan). Vào ngày 29 tháng 8 năm 1949, một thiết bị hạt nhân 22 kiloton đã làm rung chuyển vùng đất Kazakhstan. Nhà vật lý đoạt giải Nobel Otto Hanz cho biết: “Đây là một tin tốt. Nếu Nga có vũ khí nguyên tử thì sẽ không có chiến tranh.” Chính quả bom nguyên tử này ở Liên Xô, được mã hóa dưới dạng sản phẩm số 501, hay RDS-1, đã loại bỏ thế độc quyền của Hoa Kỳ về vũ khí hạt nhân.
Bom nguyên tử. Năm 1945
Sáng sớm 16/7, Dự án Manhattan đã tiến hành vụ thử thành công đầu tiên đối với một thiết bị nguyên tử - bom plutonium - tại bãi thử Alamogordo ở bang New Mexico, Mỹ.
Số tiền đầu tư vào dự án đã được chi tiêu tốt. Lần đầu tiên trong lịch sử nhân loại được sản xuất lúc 5:30 sáng.
“Chúng tôi đã làm công việc của quỷ dữ”, kẻ đã phát minh ra bom nguyên tử ở Hoa Kỳ, sau này được gọi là “cha đẻ của bom nguyên tử,” sẽ nói sau.
Nhật Bản không đầu hàng
Vào thời điểm thử nghiệm thành công quả bom nguyên tử cuối cùng, quân đội Liên Xô và các đồng minh cuối cùng đã đánh bại Đức Quốc xã. Tuy nhiên, có một quốc gia hứa sẽ chiến đấu đến cùng để giành quyền thống trị ở Thái Bình Dương. Từ giữa tháng 4 đến giữa tháng 7 năm 1945, quân đội Nhật Bản liên tục tiến hành các cuộc không kích nhằm vào lực lượng đồng minh, qua đó gây cho quân đội Mỹ những tổn thất nặng nề. Cuối tháng 7 năm 1945, chính phủ quân phiệt Nhật Bản bác bỏ yêu cầu đầu hàng của Đồng minh theo Tuyên bố Potsdam. Trong đó, đặc biệt nói rằng trong trường hợp không tuân theo, quân đội Nhật Bản sẽ phải đối mặt với sự hủy diệt nhanh chóng và hoàn toàn.
Tổng thống đồng ý
Chính phủ Mỹ đã giữ lời và bắt đầu ném bom có chủ đích vào các vị trí quân sự của Nhật Bản. Các cuộc không kích không mang lại kết quả mong muốn và Tổng thống Hoa Kỳ Harry Truman quyết định đưa quân đội Hoa Kỳ vào Nhật Bản. Tuy nhiên, bộ chỉ huy quân sự đã ngăn cản tổng thống của mình đưa ra quyết định như vậy, với lý do thực tế là cuộc xâm lược của Mỹ sẽ kéo theo một số lượng lớn nạn nhân.
Theo gợi ý của Henry Lewis Stimson và Dwight David Eisenhower, người ta quyết định sử dụng một cách hiệu quả hơn để kết thúc chiến tranh. Một người hết sức ủng hộ bom nguyên tử, Thư ký của Tổng thống Hoa Kỳ James Francis Byrnes, tin rằng việc đánh bom các lãnh thổ của Nhật Bản cuối cùng sẽ kết thúc chiến tranh và đưa Hoa Kỳ vào vị trí thống trị, điều này sẽ ảnh hưởng tích cực đến diễn biến các sự kiện trong tương lai sau chiến tranh. chiến tranh thế giới. Do đó, Tổng thống Hoa Kỳ Harry Truman tin chắc rằng đây là lựa chọn đúng đắn duy nhất.
Bom nguyên tử. Hi-rô-si-ma
Thành phố nhỏ Hiroshima của Nhật Bản với dân số chỉ hơn 350.000 người được chọn làm mục tiêu đầu tiên, nằm cách thủ đô Tokyo của Nhật Bản năm trăm dặm. Sau khi máy bay ném bom Enola Gay B-29 đã được sửa đổi đến căn cứ hải quân Hoa Kỳ trên đảo Tinian, một quả bom nguyên tử đã được cài đặt trên máy bay. Hiroshima được cho là đã trải qua tác động của 9.000 pound uranium-235.
Loại vũ khí cho đến nay chưa từng thấy này được dành cho thường dân ở một thị trấn nhỏ của Nhật Bản. Chỉ huy máy bay ném bom là Đại tá Paul Warfield Tibbets, Jr. Quả bom nguyên tử của Hoa Kỳ mang cái tên hoài nghi "Baby". Vào khoảng 8:15 sáng ngày 6 tháng 8 năm 1945, chiếc "Baby" của Mỹ đã được thả xuống Hiroshima của Nhật Bản. Khoảng 15 nghìn tấn TNT đã phá hủy tất cả sự sống trong bán kính năm dặm vuông. Một trăm bốn mươi nghìn cư dân của thành phố đã chết chỉ trong vài giây. Những người Nhật sống sót đã chết một cái chết đau đớn vì bệnh phóng xạ.
Họ đã bị phá hủy bởi "Kid" nguyên tử của Mỹ. Tuy nhiên, sự tàn phá của Hiroshima đã không gây ra sự đầu hàng ngay lập tức của Nhật Bản, như mọi người mong đợi. Sau đó, người ta quyết định tiến hành một cuộc oanh tạc khác vào lãnh thổ Nhật Bản.
Na-ga-sa-ki. Bầu trời bốc cháy
Quả bom nguyên tử "Fat Man" của Mỹ được cài đặt trên máy bay B-29 vào ngày 9 tháng 8 năm 1945, tất cả ở cùng một nơi, tại căn cứ hải quân Hoa Kỳ ở Tinian. Lần này chỉ huy máy bay là Thiếu tá Charles Sweeney. Ban đầu, mục tiêu chiến lược là thành phố Kokura.
Tuy nhiên, điều kiện thời tiết không cho phép thực hiện kế hoạch, nhiều mây cản trở. Charles Sweeney vào vòng hai. Vào lúc 11:02 sáng, Fat Man chạy bằng năng lượng hạt nhân của Mỹ đã nuốt chửng Nagasaki. Đó là một cuộc không kích có sức hủy diệt mạnh mẽ hơn, về sức mạnh của nó, cao hơn nhiều lần so với vụ đánh bom ở Hiroshima. Nagasaki đã thử nghiệm vũ khí nguyên tử nặng khoảng 10.000 pound và 22 kiloton TNT.
Vị trí địa lý của thành phố Nhật Bản làm giảm hiệu ứng mong đợi. Có điều là thành phố nằm trong một thung lũng hẹp giữa các ngọn núi. Do đó, việc phá hủy 2,6 dặm vuông đã không tiết lộ toàn bộ tiềm năng của vũ khí Mỹ. Vụ thử bom nguyên tử Nagasaki được coi là "Dự án Manhattan" thất bại.
Nhật đầu hàng
Vào chiều ngày 15 tháng 8 năm 1945, Hoàng đế Hirohito tuyên bố đất nước mình đầu hàng trong một bài phát biểu trên đài phát thanh trước người dân Nhật Bản. Tin tức này nhanh chóng lan truyền khắp thế giới. Tại Hợp chủng quốc Hoa Kỳ, lễ kỷ niệm bắt đầu nhân dịp chiến thắng Nhật Bản. Mọi người vui mừng.
Vào ngày 2 tháng 9 năm 1945, một thỏa thuận chính thức chấm dứt chiến tranh đã được ký kết trên tàu USS Missouri, thả neo ở Vịnh Tokyo. Do đó đã kết thúc cuộc chiến tàn khốc và đẫm máu nhất trong lịch sử nhân loại.
Trong sáu năm dài, cộng đồng thế giới đã hướng tới ngày quan trọng này - kể từ ngày 1 tháng 9 năm 1939, khi những phát súng đầu tiên của Đức Quốc xã bắn vào lãnh thổ Ba Lan.
nguyên tử hòa bình
Tổng cộng có 124 vụ nổ hạt nhân đã được thực hiện ở Liên Xô. Đặc điểm là tất cả chúng đều được thực hiện vì lợi ích của nền kinh tế quốc dân. Chỉ có ba trong số đó là tai nạn liên quan đến việc giải phóng các nguyên tố phóng xạ. Các chương trình sử dụng nguyên tử hòa bình chỉ được thực hiện ở hai quốc gia - Hoa Kỳ và Liên Xô. Ngành công nghiệp năng lượng hạt nhân hòa bình cũng biết một ví dụ về thảm họa toàn cầu, khi một lò phản ứng phát nổ tại tổ máy thứ tư của nhà máy điện hạt nhân Chernobyl.

Thế giới của nguyên tử kỳ diệu đến mức sự hiểu biết về nó đòi hỏi phải phá vỡ triệt để các khái niệm thông thường về không gian và thời gian. Các nguyên tử nhỏ đến mức nếu một giọt nước có thể phóng to bằng kích thước của Trái đất, thì mỗi nguyên tử trong giọt nước đó sẽ nhỏ hơn một quả cam. Trên thực tế, một giọt nước được tạo thành từ 6000 tỷ tỷ (6000000000000000000000) nguyên tử hydro và oxy. Chưa hết, mặc dù có kích thước siêu nhỏ, nguyên tử có cấu trúc ở một mức độ nào đó tương tự như cấu trúc của hệ mặt trời của chúng ta. Ở trung tâm nhỏ đến khó hiểu của nó, bán kính chưa đến một phần nghìn tỷ cm, là một "mặt trời" tương đối khổng lồ - hạt nhân của một nguyên tử.

Xung quanh "mặt trời" nguyên tử này là các "hành tinh" nhỏ - các electron - xoay quanh. Hạt nhân bao gồm hai khối xây dựng chính của Vũ trụ - proton và neutron (chúng có một tên thống nhất - nucleon). Electron và proton là các hạt mang điện và lượng điện tích trong mỗi hạt hoàn toàn giống nhau, nhưng điện tích khác nhau về dấu: proton luôn tích điện dương và electron luôn mang điện tích âm. Neutron không mang điện tích do đó có độ thẩm thấu rất cao.

Trong thang đo nguyên tử, khối lượng của proton và neutron được coi là đơn vị. Do đó, trọng lượng nguyên tử của bất kỳ nguyên tố hóa học nào phụ thuộc vào số lượng proton và neutron chứa trong hạt nhân của nó. Ví dụ, một nguyên tử hydro, có hạt nhân chỉ gồm một proton, có khối lượng nguyên tử là 1. Một nguyên tử helium, với hạt nhân gồm hai proton và hai neutron, có khối lượng nguyên tử là 4.

Hạt nhân của các nguyên tử của cùng một nguyên tố luôn chứa cùng số proton nhưng có thể khác nhau về số nơtron. Các nguyên tử có hạt nhân có cùng số proton, nhưng khác nhau về số nơtron và liên quan đến các loại của cùng một nguyên tố, được gọi là đồng vị. Để phân biệt chúng với nhau, một số bằng tổng của tất cả các hạt trong hạt nhân của một đồng vị nhất định được gán cho ký hiệu nguyên tố.

Có thể nảy sinh câu hỏi: tại sao hạt nhân nguyên tử không bị phân rã? Rốt cuộc, các proton bao gồm trong nó là các hạt tích điện có cùng điện tích, chúng phải đẩy nhau với lực rất lớn. Điều này được giải thích là do bên trong hạt nhân cũng có cái gọi là lực nội hạt hút các hạt của hạt nhân lại với nhau. Các lực này bù cho lực đẩy của các proton và không cho phép hạt nhân bay ra một cách tự nhiên.

Các lực lượng bên trong hạt nhân rất mạnh, nhưng chúng chỉ hoạt động ở cự ly rất gần. Do đó, hạt nhân của các nguyên tố nặng, bao gồm hàng trăm nucleon, hóa ra là không ổn định. Các hạt của hạt nhân ở đây chuyển động không ngừng (trong thể tích của hạt nhân), và nếu bạn thêm một lượng năng lượng bổ sung vào chúng, chúng có thể thắng được các nội lực - hạt nhân sẽ bị chia thành nhiều phần. Lượng năng lượng dư thừa này được gọi là năng lượng kích thích. Trong số các đồng vị của các nguyên tố nặng, có những đồng vị dường như sắp tự phân rã. Chỉ một "cú hích" nhỏ là đủ, chẳng hạn như một cú đánh đơn giản vào hạt nhân neutron (và nó thậm chí không cần phải được tăng tốc lên tốc độ cao) để bắt đầu phản ứng phân hạch hạt nhân. Một số đồng vị "phân hạch" này sau đó đã được tạo ra một cách nhân tạo. Trong tự nhiên, chỉ có một đồng vị như vậy - đó là uranium-235.

Sao Thiên Vương được phát hiện vào năm 1783 bởi Klaproth, người đã phân lập nó từ hắc urani và đặt tên cho nó theo tên của hành tinh mới được phát hiện gần đây là Sao Thiên Vương. Hóa ra sau đó, trên thực tế, nó không phải là uranium mà là oxit của nó. Uranium tinh khiết, một kim loại màu trắng bạc, thu được
chỉ vào năm 1842 Peligot. Nguyên tố mới này không có tính chất gì nổi bật và không thu hút được sự chú ý cho đến năm 1896, khi Becquerel phát hiện ra hiện tượng phóng xạ của muối urani. Sau đó, uranium trở thành đối tượng nghiên cứu và thí nghiệm khoa học, nhưng vẫn chưa có ứng dụng thực tế.

Vào một phần ba đầu tiên của thế kỷ 20, khi cấu trúc của hạt nhân nguyên tử ít nhiều trở nên rõ ràng đối với các nhà vật lý, trước hết họ cố gắng thực hiện giấc mơ cũ của các nhà giả kim - họ cố gắng biến nguyên tố hóa học này thành nguyên tố hóa học khác. Năm 1934, các nhà nghiên cứu người Pháp, vợ chồng Frederic và Irene Joliot-Curie, đã báo cáo với Viện Hàn lâm Khoa học Pháp về thí nghiệm sau: khi các tấm nhôm bị bắn phá bởi các hạt alpha (hạt nhân của nguyên tử helium), các nguyên tử nhôm biến thành nguyên tử phốt pho. , nhưng không phải bình thường, mà là chất phóng xạ, do đó, được chuyển thành đồng vị silic ổn định. Do đó, một nguyên tử nhôm, sau khi thêm một proton và hai neutron, đã biến thành một nguyên tử silicon nặng hơn.

Kinh nghiệm này dẫn đến ý tưởng rằng nếu hạt nhân của nguyên tố nặng nhất tồn tại trong tự nhiên - uranium, được "bọc" bằng neutron, thì có thể thu được một nguyên tố không tồn tại trong điều kiện tự nhiên. Năm 1938, các nhà hóa học người Đức Otto Hahn và Fritz Strassmann nói chung lặp lại kinh nghiệm của vợ chồng Joliot-Curie, lấy uranium thay vì nhôm. Kết quả của thí nghiệm hoàn toàn không như họ mong đợi - thay vì một nguyên tố siêu nặng mới có số khối lớn hơn uranium, Hahn và Strassmann đã nhận được các nguyên tố nhẹ từ phần giữa của hệ tuần hoàn: bari, krypton, brom và một số người khác. Bản thân những người làm thí nghiệm cũng không giải thích được hiện tượng quan sát được. Mãi đến năm sau, nhà vật lý Lisa Meitner, người mà Hahn đã báo cáo những khó khăn của mình, mới tìm ra lời giải thích chính xác cho hiện tượng quan sát được, cho thấy rằng khi uranium bị neutron bắn phá, hạt nhân của nó sẽ tách ra (phân hạch). Trong trường hợp này, hạt nhân của các nguyên tố nhẹ hơn nên được hình thành (đây là nơi lấy bari, krypton và các chất khác), cũng như 2-3 neutron tự do nên được giải phóng. Nghiên cứu sâu hơn cho phép làm rõ chi tiết bức tranh về những gì đang xảy ra.

Uranium tự nhiên bao gồm hỗn hợp ba đồng vị có khối lượng 238, 234 và 235. Lượng uranium chủ yếu rơi vào đồng vị 238, hạt nhân bao gồm 92 proton và 146 neutron. Uranium-235 chỉ bằng 1/140 so với uranium tự nhiên (0,7% (nó có 92 proton và 143 neutron trong hạt nhân) và uranium-234 (92 proton, 142 neutron) chỉ bằng 1/17500 tổng khối lượng uranium ( 0 006% Đồng vị kém ổn định nhất là uranium-235.

Theo thời gian, hạt nhân của các nguyên tử của nó tự động phân chia thành các phần, do đó các nguyên tố nhẹ hơn của hệ tuần hoàn được hình thành. Quá trình này đi kèm với việc giải phóng hai hoặc ba neutron tự do, chúng lao tới với tốc độ khủng khiếp - khoảng 10 nghìn km / s (chúng được gọi là neutron nhanh). Những neutron này có thể va chạm với các hạt nhân uranium khác, gây ra phản ứng hạt nhân. Mỗi đồng vị hành xử khác nhau trong trường hợp này. Trong hầu hết các trường hợp, hạt nhân uranium-238 chỉ đơn giản là thu giữ các neutron này mà không cần biến đổi thêm. Nhưng trong khoảng một trong số năm trường hợp, khi một neutron nhanh va chạm với hạt nhân của đồng vị 238, một phản ứng hạt nhân kỳ lạ xảy ra: một trong các neutron uranium-238 phát ra một electron, biến thành một proton, tức là đồng vị uranium. biến thành nhiều hơn
nguyên tố nặng là neptunium-239 (93 proton + 146 neutron). Nhưng neptunium không ổn định - sau vài phút, một trong các neutron của nó phát ra một electron, biến thành một proton, sau đó đồng vị neptunium biến thành nguyên tố tiếp theo của hệ tuần hoàn - plutonium-239 (94 proton + 145 neutron). Nếu một neutron đi vào hạt nhân của uranium-235 không ổn định, thì sự phân hạch ngay lập tức xảy ra - các nguyên tử phân rã với sự phát ra của hai hoặc ba neutron. Rõ ràng là trong uranium tự nhiên, hầu hết các nguyên tử thuộc về đồng vị 238, phản ứng này không có hậu quả rõ ràng - tất cả các neutron tự do cuối cùng sẽ bị đồng vị này hấp thụ.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta tưởng tượng một mảnh uranium khá lớn, bao gồm toàn bộ đồng vị 235?

Ở đây, quá trình sẽ diễn ra khác đi: các neutron được giải phóng trong quá trình phân hạch của một số hạt nhân, lần lượt rơi vào các hạt nhân lân cận, gây ra sự phân hạch của chúng. Kết quả là, một phần neutron mới được giải phóng, phân tách các hạt nhân sau. Trong điều kiện thuận lợi, phản ứng này diễn ra như tuyết lở và được gọi là phản ứng dây chuyền. Một vài hạt bắn phá có thể đủ để bắt đầu nó.

Thật vậy, hãy để chỉ 100 neutron bắn phá uranium-235. Họ sẽ tách 100 hạt nhân uranium. Trong trường hợp này, 250 neutron mới của thế hệ thứ hai sẽ được giải phóng (trung bình 2,5 mỗi lần phân hạch). Các neutron của thế hệ thứ hai sẽ tạo ra 250 phản ứng phân hạch, tại đó 625 neutron sẽ được giải phóng. Ở thế hệ tiếp theo sẽ là 1562, rồi 3906, rồi 9670, v.v. Số lượng phân chia sẽ tăng lên không giới hạn nếu quá trình không dừng lại.

Tuy nhiên, trên thực tế, chỉ một phần không đáng kể neutron lọt vào hạt nhân nguyên tử. Phần còn lại, nhanh chóng lao vào giữa chúng, được mang đi vào không gian xung quanh. Một phản ứng dây chuyền tự duy trì chỉ có thể xảy ra trong một dãy uranium-235 đủ lớn, được cho là có khối lượng tới hạn. (Khối lượng này ở điều kiện bình thường là 50 kg.) Điều quan trọng cần lưu ý là sự phân hạch của mỗi hạt nhân đi kèm với việc giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ, gấp khoảng 300 triệu lần năng lượng tiêu hao cho quá trình phân hạch. ! (Người ta đã tính toán rằng với sự phân hạch hoàn toàn 1 kg uranium-235, một lượng nhiệt tỏa ra tương đương với khi đốt cháy 3 nghìn tấn than.)

Dòng năng lượng khổng lồ này, được giải phóng chỉ trong chốc lát, thể hiện như một vụ nổ của lực lượng khủng khiếp và là cơ sở cho hoạt động của vũ khí hạt nhân. Nhưng để vũ khí này trở thành hiện thực, điều cần thiết là điện tích không bao gồm uranium tự nhiên mà là một đồng vị hiếm - 235 (urani như vậy được gọi là đã làm giàu). Sau đó, người ta phát hiện ra rằng plutonium tinh khiết cũng là một vật liệu phân hạch và có thể được sử dụng trong điện tích nguyên tử thay vì uranium-235.

Tất cả những khám phá quan trọng này đã được thực hiện vào đêm trước của Thế chiến II. Ngay sau đó, công việc bí mật bắt đầu ở Đức và các quốc gia khác về việc chế tạo bom nguyên tử. Tại Hoa Kỳ, vấn đề này đã được đưa ra vào năm 1941. Toàn bộ tổ hợp công trình được đặt tên là "Dự án Manhattan".

Lãnh đạo hành chính của dự án được thực hiện bởi Tướng Groves, và chỉ đạo khoa học được thực hiện bởi Giáo sư Robert Oppenheimer của Đại học California. Cả hai đều nhận thức rõ về sự phức tạp to lớn của nhiệm vụ trước mắt họ. Do đó, mối quan tâm đầu tiên của Oppenheimer là có được một nhóm khoa học rất thông minh. Ở Mỹ lúc bấy giờ có nhiều nhà vật lý di cư từ nước Đức phát xít. Không dễ để lôi kéo họ vào việc chế tạo vũ khí chống lại quê hương cũ của họ. Oppenheimer đích thân nói chuyện với mọi người, sử dụng toàn bộ sức hấp dẫn của mình. Chẳng mấy chốc, anh ấy đã tập hợp được một nhóm nhỏ các nhà lý thuyết, những người mà anh ấy gọi đùa là "những người sáng chói". Và trên thực tế, nó bao gồm các chuyên gia lớn nhất thời bấy giờ trong lĩnh vực vật lý và hóa học. (Trong số đó có 13 người đoạt giải Nobel, bao gồm Bohr, Fermi, Frank, Chadwick, Lawrence.) Ngoài họ, còn có nhiều chuyên gia khác thuộc nhiều hồ sơ khác nhau.

Chính phủ Hoa Kỳ đã không tiết kiệm chi tiêu, và ngay từ đầu công việc đã đảm nhận một phạm vi lớn. Năm 1942, phòng thí nghiệm nghiên cứu lớn nhất thế giới được thành lập tại Los Alamos. Dân số của thành phố khoa học này sớm đạt 9 nghìn người. Về thành phần của các nhà khoa học, phạm vi thí nghiệm khoa học, số lượng chuyên gia và công nhân tham gia vào công việc, Phòng thí nghiệm Los Alamos không có bình đẳng trong lịch sử thế giới. Dự án Manhattan có cảnh sát riêng, lực lượng phản gián, hệ thống thông tin liên lạc, nhà kho, khu định cư, nhà máy, phòng thí nghiệm và ngân sách khổng lồ của riêng nó.

Mục tiêu chính của dự án là thu được đủ vật liệu phân hạch để tạo ra một số quả bom nguyên tử. Ngoài uranium-235, như đã đề cập, nguyên tố nhân tạo plutonium-239 có thể đóng vai trò là chất nạp cho quả bom, nghĩa là quả bom có thể là uranium hoặc plutonium.

Groves và Oppenheimer đồng ý rằng công việc nên được tiến hành đồng thời theo hai hướng, vì không thể quyết định trước hướng nào sẽ hứa hẹn hơn. Cả hai phương pháp về cơ bản là khác nhau: sự tích lũy uranium-235 phải được thực hiện bằng cách tách nó ra khỏi phần lớn uranium tự nhiên và plutonium chỉ có thể thu được từ phản ứng hạt nhân có kiểm soát bằng cách chiếu xạ uranium-238 với nơtron. Cả hai con đường đều có vẻ khó khăn lạ thường và không hứa hẹn những giải pháp dễ dàng.

Thật vậy, làm thế nào có thể tách hai đồng vị ra khỏi nhau, chúng chỉ khác nhau một chút về trọng lượng và hoạt động hóa học giống hệt nhau? Cả khoa học và công nghệ chưa bao giờ phải đối mặt với một vấn đề như vậy. Ban đầu, việc sản xuất plutonium cũng có vẻ rất khó khăn. Trước đó, toàn bộ trải nghiệm về biến đổi hạt nhân đã được rút gọn thành một số thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Giờ đây, cần phải thành thạo việc sản xuất hàng kg plutonium ở quy mô công nghiệp, phát triển và tạo ra một cơ sở lắp đặt đặc biệt cho việc này - một lò phản ứng hạt nhân và học cách kiểm soát quá trình phản ứng hạt nhân.

Và đây đó cả đống vấn đề phức tạp phải được giải quyết. Do đó, "Dự án Manhattan" bao gồm một số tiểu dự án do các nhà khoa học lỗi lạc đứng đầu. Bản thân Oppenheimer là người đứng đầu Phòng thí nghiệm Khoa học Los Alamos. Lawrence phụ trách Phòng thí nghiệm Bức xạ tại Đại học California. Fermi dẫn đầu nghiên cứu tại Đại học Chicago về việc tạo ra một lò phản ứng hạt nhân.

Ban đầu, vấn đề quan trọng nhất là thu được uranium. Trước chiến tranh, kim loại này thực sự không được sử dụng. Bây giờ nó cần ngay lập tức với số lượng lớn, hóa ra là không có cách nào để sản xuất nó.

Công ty Westinghouse đã tiến hành phát triển và nhanh chóng đạt được thành công. Sau khi tinh chế nhựa urani (ở dạng này, urani có trong tự nhiên) và thu được urani oxit, nó được chuyển thành tetraflorua (UF4), từ đó urani kim loại được phân lập bằng điện phân. Nếu vào cuối năm 1941, các nhà khoa học Mỹ chỉ có vài gam uranium kim loại để tùy ý sử dụng, thì vào tháng 11 năm 1942, sản lượng công nghiệp của nó tại các nhà máy Westinghouse đã đạt 6.000 pound mỗi tháng.

Đồng thời, công việc đang được tiến hành để tạo ra một lò phản ứng hạt nhân. Quá trình sản xuất plutonium thực sự sôi sục với sự chiếu xạ của các thanh uranium bằng neutron, do đó một phần của uranium-238 phải biến thành plutonium. Nguồn neutron trong trường hợp này có thể là các nguyên tử uranium-235 phân hạch rải rác với số lượng vừa đủ giữa các nguyên tử uranium-238. Nhưng để duy trì sự tái tạo neutron liên tục, một phản ứng dây chuyền phân hạch các nguyên tử uranium-235 phải bắt đầu. Trong khi đó, như đã đề cập, cứ mỗi nguyên tử uranium-235 thì có 140 nguyên tử uranium-238. Rõ ràng là các neutron bay theo mọi hướng có nhiều khả năng gặp chính xác chúng trên đường đi của chúng. Đó là, một số lượng lớn neutron được giải phóng đã bị đồng vị chính hấp thụ vô ích. Rõ ràng, trong những điều kiện như vậy, phản ứng dây chuyền không thể xảy ra. Làm sao để?

Lúc đầu, dường như nếu không có sự phân tách của hai đồng vị, hoạt động của lò phản ứng nói chung là không thể, nhưng một tình huống quan trọng đã sớm được xác định: hóa ra uranium-235 và uranium-238 dễ bị neutron có năng lượng khác nhau. Có thể tách hạt nhân nguyên tử uranium-235 bằng một neutron có năng lượng tương đối thấp, có tốc độ khoảng 22 m/s. Các neutron chậm như vậy không bị hạt nhân uranium-238 bắt giữ - vì điều này, chúng phải có tốc độ hàng trăm nghìn mét mỗi giây. Nói cách khác, uranium-238 bất lực trong việc ngăn chặn sự khởi đầu và tiến triển của phản ứng dây chuyền trong uranium-235 do neutron bị làm chậm lại ở tốc độ cực thấp - không quá 22 m/s. Hiện tượng này được phát hiện bởi nhà vật lý người Ý Fermi, sống ở Hoa Kỳ từ năm 1938 và giám sát công việc tạo ra lò phản ứng đầu tiên ở đây. Fermi quyết định sử dụng than chì làm chất điều tiết neutron. Theo tính toán của ông, các neutron phát ra từ uranium-235, khi đi qua một lớp than chì 40 cm, lẽ ra phải giảm tốc độ của chúng xuống 22 m/s và bắt đầu phản ứng dây chuyền tự duy trì trong uranium-235.

Cái gọi là nước "nặng" có thể đóng vai trò là một chất điều tiết khác. Vì các nguyên tử hydro tạo nên nó có kích thước và khối lượng rất gần với neutron, nên tốt nhất chúng có thể làm chúng chậm lại. (Điều tương tự cũng xảy ra với các neutron nhanh như với các quả bóng: nếu một quả bóng nhỏ va vào một quả bóng lớn, nó sẽ lăn trở lại, hầu như không giảm tốc độ, nhưng khi gặp một quả bóng nhỏ, nó sẽ truyền một phần năng lượng đáng kể cho quả bóng đó - giống như một neutron trong một vụ va chạm đàn hồi bật ra khỏi một hạt nhân nặng chỉ chậm lại một chút và khi va chạm với hạt nhân của các nguyên tử hydro, nó sẽ mất hết năng lượng rất nhanh.) Tuy nhiên, nước thông thường không thích hợp để làm chậm lại, vì hydro của nó có xu hướng để hấp thụ nơtron. Đó là lý do tại sao deuterium, một phần của nước "nặng", nên được sử dụng cho mục đích này.

Đầu năm 1942, dưới sự lãnh đạo của Fermi, lò phản ứng hạt nhân đầu tiên được khởi công xây dựng tại sân tennis dưới khán đài phía tây của Sân vận động Chicago. Tất cả các công việc được thực hiện bởi chính các nhà khoa học. Phản ứng có thể được kiểm soát theo cách duy nhất - bằng cách điều chỉnh số lượng neutron tham gia vào phản ứng dây chuyền. Fermi đã hình dung làm điều này với các thanh làm từ các vật liệu như boron và cadmium, những chất hấp thụ mạnh neutron. Gạch than chì đóng vai trò là chất điều tiết, từ đó các nhà vật lý đã dựng lên các cột cao 3 m và rộng 1,2 m, giữa chúng là các khối hình chữ nhật bằng uranium oxit. Khoảng 46 tấn oxit uranium và 385 tấn than chì đã đi vào toàn bộ cấu trúc. Để làm chậm phản ứng, các thanh cadmium và boron được đưa vào lò phản ứng.

Nếu điều này vẫn chưa đủ, thì để bảo hiểm, trên một bệ nằm phía trên lò phản ứng, có hai nhà khoa học với những chiếc xô chứa đầy dung dịch muối cadmium - họ phải đổ chúng lên lò phản ứng nếu phản ứng vượt quá tầm kiểm soát. May mắn thay, điều này là không cần thiết. Vào ngày 2 tháng 12 năm 1942, Fermi ra lệnh kéo dài tất cả các thanh điều khiển và thí nghiệm bắt đầu. Bốn phút sau, máy đếm neutron bắt đầu kêu ngày một to hơn. Với mỗi phút, cường độ của dòng neutron trở nên lớn hơn. Điều này chỉ ra rằng một phản ứng dây chuyền đang diễn ra trong lò phản ứng. Nó đã diễn ra trong 28 phút. Sau đó, Fermi ra hiệu và các thanh được hạ xuống dừng quá trình. Như vậy, lần đầu tiên con người đã giải phóng năng lượng của hạt nhân nguyên tử và chứng minh rằng mình có thể điều khiển nó theo ý muốn. Bây giờ không còn nghi ngờ gì nữa rằng vũ khí hạt nhân là một thực tế.

Năm 1943, lò phản ứng Fermi được tháo dỡ và vận chuyển đến Phòng thí nghiệm quốc gia Aragonese (cách Chicago 50 km). Đã ở đây trong thời gian ngắn
một lò phản ứng hạt nhân khác được xây dựng, trong đó nước nặng được sử dụng làm chất điều tiết. Nó bao gồm một bể nhôm hình trụ chứa 6,5 tấn nước nặng, trong đó 120 thanh kim loại uranium được nạp thẳng đứng, được bao bọc trong một lớp vỏ nhôm. Bảy thanh điều khiển được làm từ cadmium. Xung quanh bình là một gương phản xạ bằng than chì, sau đó là một màn hình làm bằng hợp kim chì và cadmium. Toàn bộ cấu trúc được bao bọc trong một lớp vỏ bê tông với độ dày của tường khoảng 2,5 m.

Các thí nghiệm tại các lò phản ứng thử nghiệm này đã xác nhận khả năng sản xuất thương mại plutonium.

Trung tâm chính của "Dự án Manhattan" nhanh chóng trở thành thị trấn Oak Ridge ở Thung lũng sông Tennessee, dân số trong vài tháng đã tăng lên 79 nghìn người. Tại đây, trong một thời gian ngắn, nhà máy sản xuất uranium làm giàu đầu tiên đã được xây dựng. Ngay lập tức vào năm 1943, một lò phản ứng công nghiệp đã được đưa ra để sản xuất plutonium. Vào tháng 2 năm 1944, khoảng 300 kg uranium được chiết xuất hàng ngày từ nó, từ bề mặt của nó thu được plutonium bằng cách tách hóa học. (Để làm điều này, đầu tiên plutonium được hòa tan và sau đó được kết tủa.) Sau đó, uranium tinh khiết được đưa trở lại lò phản ứng. Cùng năm đó, trên sa mạc cằn cỗi, hoang vắng ở bờ nam sông Columbia, việc xây dựng Nhà máy Hanford khổng lồ đã bắt đầu. Ba lò phản ứng hạt nhân mạnh mẽ được đặt ở đây, cung cấp vài trăm gram plutonium mỗi ngày.

Song song đó, nghiên cứu đang diễn ra sôi nổi nhằm phát triển một quy trình công nghiệp để làm giàu uranium.

Sau khi xem xét các lựa chọn khác nhau, Groves và Oppenheimer quyết định tập trung vào hai phương pháp: khuếch tán khí và điện từ.

Phương pháp khuếch tán khí dựa trên một nguyên tắc được gọi là định luật Graham (lần đầu tiên được xây dựng vào năm 1829 bởi nhà hóa học người Scotland Thomas Graham và được phát triển vào năm 1896 bởi nhà vật lý người Anh Reilly). Theo định luật này, nếu hai loại khí, một loại nhẹ hơn loại kia, được đưa qua một bộ lọc có các khe hở nhỏ không đáng kể, thì một loại khí nhẹ sẽ đi qua nó nhiều hơn một chút so với khí nặng. Vào tháng 11 năm 1942, Urey và Dunning tại Đại học Columbia đã tạo ra một phương pháp khuếch tán khí để tách các đồng vị uranium dựa trên phương pháp Reilly.

Vì uranium tự nhiên là chất rắn, nên lần đầu tiên nó được chuyển đổi thành uranium florua (UF6). Khí này sau đó được đưa qua các lỗ cực nhỏ - theo thứ tự một phần nghìn milimét - trong vách ngăn của bộ lọc.

Do sự khác biệt về trọng lượng mol của các khí là rất nhỏ, nên hàm lượng uranium-235 đằng sau vách ngăn chỉ tăng theo hệ số 1,0002.

Để tăng lượng uranium-235 hơn nữa, hỗn hợp thu được lại được đưa qua một vách ngăn và lượng uranium lại được tăng lên 1,0002 lần. Do đó, để tăng hàm lượng uranium-235 lên 99%, cần phải cho khí đi qua 4000 bộ lọc. Điều này diễn ra trong một nhà máy khuếch tán khí khổng lồ ở Oak Ridge.

Năm 1940, dưới sự lãnh đạo của Ernst Lawrence tại Đại học California, nghiên cứu bắt đầu tách các đồng vị uranium bằng phương pháp điện từ. Cần phải tìm ra các quá trình vật lý như vậy sẽ cho phép các đồng vị được tách ra bằng cách sử dụng sự khác biệt về khối lượng của chúng. Lawrence đã cố gắng tách các đồng vị bằng cách sử dụng nguyên lý của máy quang phổ khối - một dụng cụ xác định khối lượng của các nguyên tử.

Nguyên tắc hoạt động của nó như sau: các nguyên tử tiền ion hóa được gia tốc bởi một điện trường, rồi đi qua một từ trường, trong đó chúng mô tả các vòng tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với hướng của trường. Vì bán kính của những quỹ đạo này tỷ lệ thuận với khối lượng, nên các ion nhẹ kết thúc trên những vòng tròn có bán kính nhỏ hơn những vòng tròn nặng. Nếu các bẫy được đặt trên đường đi của các nguyên tử, thì theo cách này có thể thu thập riêng biệt các đồng vị khác nhau.

Đó là phương pháp. Trong điều kiện phòng thí nghiệm, ông đã cho kết quả tốt. Nhưng việc xây dựng một nhà máy trong đó quá trình tách đồng vị có thể được thực hiện ở quy mô công nghiệp tỏ ra vô cùng khó khăn. Tuy nhiên, cuối cùng Lawrence cũng vượt qua được mọi khó khăn. Kết quả của những nỗ lực của anh ấy là sự xuất hiện của calutron, được lắp đặt trong một nhà máy khổng lồ ở Oak Ridge.

Nhà máy điện từ này được xây dựng vào năm 1943 và hóa ra có lẽ là đứa con tinh thần đắt giá nhất của Dự án Manhattan. Phương pháp của Lawrence yêu cầu một số lượng lớn các thiết bị phức tạp, chưa được phát triển bao gồm điện áp cao, chân không cao và từ trường mạnh. Chi phí rất lớn. Calutron có một nam châm điện khổng lồ, chiều dài lên tới 75 m và nặng khoảng 4000 tấn.

Vài nghìn tấn dây bạc đã đi vào cuộn dây của nam châm điện này.

Toàn bộ công việc (không bao gồm chi phí trị giá 300 triệu đô la bạc mà Kho bạc Nhà nước chỉ cung cấp tạm thời) tiêu tốn 400 triệu đô la. Riêng tiền điện của calutron, Bộ Quốc phòng đã trả 10 triệu. Phần lớn thiết bị tại nhà máy Oak Ridge có quy mô và độ chính xác vượt trội so với bất kỳ thiết bị nào từng được phát triển trong lĩnh vực này.

Nhưng tất cả những chi phí này không phải là vô ích. Đã chi tổng cộng khoảng 2 tỷ đô la, các nhà khoa học Hoa Kỳ vào năm 1944 đã tạo ra một công nghệ độc đáo để làm giàu uranium và sản xuất plutonium. Trong khi đó, tại Phòng thí nghiệm Los Alamos, họ đang nghiên cứu thiết kế quả bom. Nguyên tắc hoạt động của nó nói chung đã rõ ràng từ lâu: chất phân hạch (plutonium hoặc uranium-235) lẽ ra phải được chuyển sang trạng thái tới hạn tại thời điểm xảy ra vụ nổ (để xảy ra phản ứng dây chuyền, khối lượng của điện tích thậm chí phải lớn hơn đáng kể so với điện tích tới hạn) và được chiếu xạ bằng chùm nơtron, kéo theo đó là sự khởi đầu của một phản ứng dây chuyền.

Theo tính toán, khối lượng tới hạn của điện tích vượt quá 50 kg, nhưng nó có thể giảm đáng kể. Nói chung, độ lớn của khối lượng tới hạn bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi một số yếu tố. Diện tích bề mặt của điện tích càng lớn thì càng có nhiều nơtron được phát ra một cách vô ích vào không gian xung quanh. Một hình cầu có diện tích bề mặt nhỏ nhất. Do đó, các điện tích hình cầu, những thứ khác không đổi, có khối lượng tới hạn nhỏ nhất. Ngoài ra, giá trị của khối lượng tới hạn phụ thuộc vào độ tinh khiết và loại vật liệu phân hạch. Nó tỷ lệ nghịch với bình phương mật độ của vật liệu này, ví dụ, cho phép bằng cách nhân đôi mật độ, giảm khối lượng tới hạn xuống bốn lần. Ví dụ, mức độ cận tới hạn cần thiết có thể đạt được bằng cách nén chặt vật liệu phân hạch do vụ nổ của điện tích nổ thông thường được tạo ra dưới dạng vỏ hình cầu bao quanh điện tích hạt nhân. Khối lượng tới hạn cũng có thể giảm bằng cách bao quanh điện tích bằng một màn chắn phản xạ tốt neutron. Chì, berili, vonfram, uranium tự nhiên, sắt và nhiều loại khác có thể được sử dụng làm màn hình như vậy.

Một trong những thiết kế khả thi của bom nguyên tử bao gồm hai mảnh uranium, khi kết hợp với nhau sẽ tạo thành một khối lượng lớn hơn khối lượng tới hạn. Để gây ra vụ nổ bom, bạn cần tập hợp chúng lại với nhau càng nhanh càng tốt. Phương pháp thứ hai dựa trên việc sử dụng vụ nổ hội tụ hướng vào trong. Trong trường hợp này, dòng khí từ một chất nổ thông thường được hướng vào vật liệu phân hạch nằm bên trong và nén nó cho đến khi nó đạt đến một khối lượng tới hạn. Sự kết nối của điện tích và sự chiếu xạ mạnh mẽ của nó với neutron, như đã đề cập, gây ra phản ứng dây chuyền, kết quả là trong giây đầu tiên, nhiệt độ tăng lên 1 triệu độ. Trong thời gian này, chỉ khoảng 5% khối lượng tới hạn có thể tách ra. Phần còn lại của điện tích trong các thiết kế bom sơ khai đã bốc hơi mà không
bất kỳ tốt.

Quả bom nguyên tử đầu tiên trong lịch sử (nó được đặt tên là "Trinity") được lắp ráp vào mùa hè năm 1945. Và ngày 16/6/1945, vụ nổ nguyên tử đầu tiên trên Trái đất đã được thực hiện tại bãi thử hạt nhân ở sa mạc Alamogordo (New Mexico). Quả bom được đặt ở trung tâm bãi thử trên đỉnh tháp thép cao 30 mét. Thiết bị ghi âm được đặt xung quanh nó ở một khoảng cách rất xa. Ở km 9 có một trạm quan sát và ở km 16 - một trạm chỉ huy. Vụ nổ nguyên tử đã gây ấn tượng mạnh mẽ đối với tất cả những người chứng kiến sự kiện này. Theo mô tả của những người chứng kiến, có cảm giác nhiều mặt trời hợp nhất thành một và thắp sáng đa giác cùng một lúc. Sau đó, một quả cầu lửa khổng lồ xuất hiện phía trên đồng bằng, và một đám mây bụi và ánh sáng tròn bắt đầu bốc lên từ từ và đáng ngại về phía nó.

Sau khi cất cánh khỏi mặt đất, quả cầu lửa này đã bay lên độ cao hơn 3 km trong vài giây. Với mỗi khoảnh khắc nó tăng kích thước, chẳng mấy chốc đường kính của nó đạt tới 1,5 km và nó từ từ bay lên tầng bình lưu. Quả cầu lửa sau đó nhường chỗ cho một cột khói xoáy, kéo dài tới độ cao 12 km, có hình dạng một cây nấm khổng lồ. Tất cả điều này được đi kèm với một tiếng gầm khủng khiếp, từ đó trái đất rung chuyển. Sức mạnh của quả bom phát nổ vượt quá mọi mong đợi.

Ngay khi tình hình bức xạ cho phép, một số xe tăng Sherman, được lót bằng các tấm chì từ bên trong, lao vào khu vực nổ. Một trong số họ là Fermi, người rất háo hức muốn xem kết quả công việc của mình. Trái đất cháy sém xuất hiện trước mắt anh, trên đó tất cả sự sống bị hủy diệt trong bán kính 1,5 km. Cát thiêu kết thành một lớp vỏ màu xanh lục thủy tinh bao phủ mặt đất. Trong một miệng hố khổng lồ là phần còn lại bị cắt xén của một tháp đỡ bằng thép. Lực của vụ nổ ước tính khoảng 20.000 tấn thuốc nổ TNT.

Bước tiếp theo là sử dụng bom chiến đấu chống lại Nhật Bản, sau khi phát xít Đức đầu hàng, một mình tiếp tục cuộc chiến với Hoa Kỳ và các đồng minh. Khi đó không có phương tiện phóng nên việc ném bom phải được thực hiện từ máy bay. Các bộ phận của hai quả bom đã được tàu USS Indianapolis vận chuyển hết sức cẩn thận đến Đảo Tinian, nơi đóng quân của Nhóm Tổng hợp 509 của Lực lượng Không quân Hoa Kỳ. Theo loại điện tích và thiết kế, những quả bom này hơi khác nhau.

Quả bom đầu tiên - "Baby" - là một quả bom trên không cỡ lớn với điện tích nguyên tử của uranium-235 được làm giàu ở mức độ cao. Chiều dài của nó khoảng 3 m, đường kính - 62 cm, trọng lượng - 4,1 tấn.

Quả bom thứ hai - "Fat Man" - với điện tích plutonium-239 có hình quả trứng với chất ổn định kích thước lớn. Chiều dài của nó
là 3,2 m, đường kính 1,5 m, trọng lượng - 4,5 tấn.

Vào ngày 6 tháng 8, máy bay ném bom B-29 Enola Gay của Đại tá Tibbets đã thả chiếc "Kid" xuống thành phố lớn của Nhật Bản là Hiroshima. Quả bom được thả bằng dù và phát nổ đúng như kế hoạch ở độ cao 600 m so với mặt đất.

Hậu quả của vụ nổ thật khủng khiếp. Ngay cả đối với chính các phi công, cảnh tượng thành phố yên bình bị họ phá hủy ngay lập tức tạo ấn tượng buồn. Sau đó, một trong số họ thừa nhận rằng họ đã nhìn thấy điều tồi tệ nhất mà một người có thể nhìn thấy vào thời điểm đó.

Đối với những người ở trên trái đất, những gì đang xảy ra giống như một địa ngục thực sự. Đầu tiên, một đợt nắng nóng tràn qua Hiroshima. Hành động của nó chỉ kéo dài trong chốc lát, nhưng nó mạnh đến mức làm tan chảy cả gạch và tinh thể thạch anh trong các phiến đá granit, biến các cột điện thoại thành than ở khoảng cách 4 km và cuối cùng, thiêu rụi cơ thể con người đến mức chỉ còn lại bóng của chúng trên vỉa hè nhựa đường, hoặc trên tường nhà. Sau đó, một luồng gió khủng khiếp thoát ra từ dưới quả cầu lửa và lao qua thành phố với tốc độ 800 km / h, cuốn trôi mọi thứ trên đường đi của nó. Những ngôi nhà không thể chịu được sự tấn công dữ dội của anh ta đã sụp đổ như thể chúng bị đốn hạ. Trong một vòng tròn khổng lồ có đường kính 4 km, không một tòa nhà nào còn nguyên vẹn. Vài phút sau vụ nổ, một cơn mưa phóng xạ đen bao trùm thành phố - hơi ẩm này biến thành hơi nước ngưng tụ trong các tầng khí quyển cao và rơi xuống đất dưới dạng những giọt lớn trộn lẫn với bụi phóng xạ.

Sau cơn mưa, một cơn gió mới thổi vào thành phố, lần này thổi theo hướng tâm chấn. Anh ta yếu hơn người đầu tiên, nhưng vẫn đủ khỏe để nhổ bật gốc cây. Gió thổi bùng một ngọn lửa khổng lồ, trong đó mọi thứ có thể cháy đều đang cháy. Trong số 76.000 tòa nhà, 55.000 tòa nhà đã bị phá hủy và thiêu rụi hoàn toàn. Những người chứng kiến thảm họa khủng khiếp này nhớ lại những ngọn đuốc người từ đó quần áo bị cháy rơi xuống đất cùng với những mảnh da rách nát, và đám đông những người quẫn trí, đầy mình với những vết bỏng khủng khiếp, lao ra đường la hét. Có một mùi hôi thối ngột ngạt của thịt người bị đốt cháy trong không khí. Người nằm la liệt, chết chóc khắp nơi. Có rất nhiều người bị mù và điếc và, nhìn tứ phía, không thể nhìn thấy gì trong sự hỗn loạn ngự trị xung quanh.

Những người bất hạnh, những người đến từ tâm chấn ở khoảng cách lên tới 800 m, đã bị thiêu rụi trong tích tắc theo nghĩa đen của từ này - bên trong họ bốc hơi, và cơ thể họ biến thành những cục than bốc khói. Nằm cách tâm chấn 1 km, họ bị nhiễm phóng xạ ở dạng cực kỳ nghiêm trọng. Trong vòng vài giờ, họ bắt đầu nôn mửa dữ dội, nhiệt độ tăng vọt lên 39-40 độ, khó thở và xuất hiện chảy máu. Sau đó, trên da xuất hiện những vết loét không lành, thành phần máu thay đổi đột ngột, tóc rụng. Sau khi đau khổ khủng khiếp, thường là vào ngày thứ hai hoặc thứ ba, cái chết xảy ra.

Tổng cộng, khoảng 240 nghìn người đã chết vì vụ nổ và bệnh phóng xạ. Khoảng 160 nghìn người mắc bệnh phóng xạ ở dạng nhẹ hơn - cái chết đau đớn của họ bị trì hoãn trong vài tháng hoặc vài năm. Khi tin tức về thảm họa lan truyền khắp đất nước, toàn bộ Nhật Bản tê liệt vì sợ hãi. Nó thậm chí còn tăng nhiều hơn sau khi máy bay Box Car của Thiếu tá Sweeney thả quả bom thứ hai xuống Nagasaki vào ngày 9 tháng 8. Vài trăm ngàn cư dân cũng bị giết và bị thương ở đây. Không thể chống lại vũ khí mới, chính phủ Nhật Bản đã đầu hàng - quả bom nguyên tử chấm dứt Thế chiến II.

Chiến tranh đã kết thúc. Nó chỉ kéo dài sáu năm, nhưng đã xoay sở để thay đổi thế giới và con người gần như không thể nhận ra.

Nền văn minh nhân loại trước năm 1939 và nền văn minh nhân loại sau năm 1945 khác xa nhau một cách rõ rệt. Có nhiều lý do cho điều này, nhưng một trong những lý do quan trọng nhất là sự xuất hiện của vũ khí hạt nhân. Có thể nói không ngoa rằng cái bóng của Hiroshima bao trùm lên toàn bộ nửa sau của thế kỷ 20. Nó đã trở thành vết bỏng sâu sắc về mặt đạo đức đối với hàng triệu người, cả những người cùng thời với thảm họa này và những người sinh ra nhiều thập kỷ sau đó. Con người hiện đại không còn có thể nghĩ về thế giới theo cách mà nó đã nghĩ trước ngày 6 tháng 8 năm 1945 - anh ta hiểu quá rõ ràng rằng thế giới này có thể biến thành hư không trong chốc lát.

Một người hiện đại không thể nhìn vào cuộc chiến, như ông nội và ông cố của anh ta đã xem - anh ta biết chắc chắn rằng cuộc chiến này sẽ là cuộc chiến cuối cùng, và sẽ không có người chiến thắng cũng như kẻ thua cuộc trong đó. Vũ khí hạt nhân đã để lại dấu ấn trên tất cả các lĩnh vực của đời sống công cộng và nền văn minh hiện đại không thể sống theo luật giống như sáu mươi hoặc tám mươi năm trước. Không ai hiểu điều này hơn chính những người tạo ra bom nguyên tử.

"Người của hành tinh chúng ta Robert Oppenheimer đã viết, nên đoàn kết. Nỗi kinh hoàng và sự hủy diệt do cuộc chiến vừa qua gieo rắc khiến chúng ta suy nghĩ này. Vụ nổ bom nguyên tử đã chứng minh điều đó với tất cả sự tàn ác. Những người khác vào những thời điểm khác đã nói những lời tương tự - chỉ về vũ khí khác và các cuộc chiến khác. Họ đã không thành công. Nhưng ngày nay bất cứ ai nói rằng những lời này là vô ích đều bị lừa dối bởi những thăng trầm của lịch sử. Chúng tôi không thể bị thuyết phục về điều này. Kết quả lao động của chúng ta không còn lựa chọn nào khác cho nhân loại ngoài việc tạo ra một thế giới thống nhất. Một thế giới dựa trên luật pháp và chủ nghĩa nhân văn."

Các nhà khoa học đã tạo ra vũ khí hạt nhân. Chế tạo bom nguyên tử ở Liên Xô

Igor Kurchatov: tiểu sử tóm tắt

Thời đại trước Kurchatov

Nghiên cứu trong Chiến tranh Vệ quốc vĩ đại

RDS-1, quả bom nguyên tử đầu tiên của Nga

thiếu urani

Thí nghiệm khởi động lò phản ứng hạt nhân

thử bom thành công

Hậu quả của vụ nổ

"Cha đẻ" của bom nguyên tử

Tiểu sử tóm tắt của Robert Oppenheimer

bách khoa toàn thư YouTube

Công tác năm 1941-1943

Thông tin tình báo nước ngoài

Sự tham gia của các chuyên gia Đức trong dự án hạt nhân

Xây dựng nhà máy khuếch tán khí ở Novouralsk

Xây dựng nhà máy sản xuất uranium hexaflorua ở Kirovo-Chepetsk

Xây dựng Arzamas-16

Các sản phẩm

Phát triển thiết kế bom nguyên tử

Một khởi đầu

Trò chơi đi trước đường cong

Nguyên tử không hòa bình của Igor Kurchatov

bom nguyên tử là

bãi thử Semipalatinsk

Bom nguyên tử. Năm 1945

Nhật Bản không đầu hàng

Tổng thống đồng ý

Bom nguyên tử. Hi-rô-si-ma

Na-ga-sa-ki. Bầu trời bốc cháy

Nhật đầu hàng

nguyên tử hòa bình