Ядерная бомба: атомное оружие на страже мира
Появление такого мощного оружия, как ядерная бомба, стало результатом взаимодействия глобальных факторов объективного и субъективного характера. Объективно его создание было вызвано бурным развитием науки, начавшимся с фундаментальных открытий физики первой половины ХХ века. Сильнейшим субъективным фактором стала военно-политическая обстановка 40-х годов, когда страны антигитлеровской коалиции – США, Великобритания, СССР – пытались опередить друг друга в разработках ядерного оружия.
Предпосылки создания ядерной бомбы
Точкой отсчета научного пути к созданию атомного оружия стал 1896 год, когда французский химик А. Беккерель открыл радиоактивность урана. Именно цепная реакция этого элемента и легла в основу разработок страшного оружия.
В конце ХІХ и в первые десятилетия ХХ века ученые обнаружили альфа-, бета-, гамма-лучи, открыли немало радиоактивных изотопов химических элементов, закон радиоактивного распада и положили начало изучению ядерной изометрии. В 1930-х годах стали известны нейтрон и позитрон, а также впервые расщеплено ядро атома урана с поглощением нейтронов. Это стало толчком к началу создания ядерного оружия. Первым изобрел и в 1939 году запатентовал конструкцию ядерной бомбы французский физик Фредерик Жолио-Кюри.
В результате дальнейшего развития ядерное оружие стало исторически беспрецедентным военно-политическим и стратегическим феноменом, способным обеспечить национальную безопасность государства-обладателя и минимизировать возможности всех остальных систем вооружения.
Устройство ядерной бомбы
Конструкция атомной бомбы состоит из ряда различных компонентов, среди которых выделяют два основных:
- корпус,
- система автоматики.
Автоматика вместе с ядерным зарядом располагается в корпусе, который защищает их от различных воздействий (механического, теплового и др.). Система автоматики контролирует, чтобы взрыв произошел в строго установленное время. Она состоит из следующих элементов:
- аварийный подрыв;
- устройство предохранения и взведения;
- источник питания;
- датчики подрыва заряда.
Доставка атомных зарядов осуществляется с помощью авиации, баллистических и крылатых ракет. При этом ядерные боеприпасы могут быть элементом фугаса, торпеды, авиабомбы и др.
Системы детонирования ядерных бомб бывают разными. Самым простым является инжекторное устройство, при котором толчком для взрыва становится попадание в цель и последующее образование сверхкритической массы.
Еще одной характеристикой атомного оружия является размер калибра: малый, средний, крупный. Чаще всего мощность взрыва характеризуют в тротиловом эквиваленте. Малый калибр ядерного оружия подразумевает мощность заряда в несколько тысяч тонн тротила. Средний калибр равен уже десяткам тысяч тонн тротила, крупный – измеряется миллионами.
Принцип действия
В основе схемы атомной бомбы лежит принцип использования ядерной энергии, выделяемой в ходе цепной ядерной реакции. Это процесс деления тяжелых или синтеза легких ядер. Из-за выделения огромного количества внутриядерной энергии в кратчайший промежуток времени ядерная бомба относится к оружию массового поражения.
В ходе указанного процесса выделяют два ключевых места:
- центр ядерного взрыва, в котором непосредственно протекает процесс;
- эпицентр, являющийся проекцией этого процесса на поверхность (земли или воды).
При ядерном взрыве высвобождается такое количество энергии, которое при проекции на землю вызывает сейсмические толчки. Дальность их распространения очень велика, но значительный вред окружающей среде наносится на расстоянии только нескольких сотен метров.
Факторы поражения
Атомное оружие имеет несколько типов поражения:
- световое излучение,
- радиоактивное заражение,
- ударная волна,
- проникающая радиация,
- электромагнитный импульс.
Ядерный взрыв сопровождается яркой вспышкой, которая образуется из-за высвобождения большого количества световой и тепловой энергии. Сила этой вспышки во много раз выше, чем мощность солнечных лучей, поэтому опасность поражения светом и теплом распространяется на несколько километров.
Еще одним очень опасным фактором воздействия ядерной бомбы является радиация, образующаяся при взрыве. Она действует только первые 60 секунд, но обладает максимальной проникающей способностью.
Ударная волна имеет большую мощность и значительное разрушающее действие, поэтому в считанные секунды причиняет огромный вред людям, технике, строениям.
Проникающая радиация опасна для живых организмов и является причиной развития лучевой болезни у человека. Электромагнитный импульс поражает только технику.
Все эти виды поражений в совокупности делают атомную бомбу очень опасным оружием.
Первые испытания ядерной бомбы
Наибольшую заинтересованность в атомном оружии первыми проявили США. В конце 1941 года в стране были выделены огромные средства и ресурсы на создание ядерного вооружения. Результатом работ стали первые испытания атомной бомбы с взрывным устройством «Gadget», которые прошли 16 июля 1945 года в американском штате Нью-Мексико.
Для США наступило время действовать. Для победного окончания второй мировой войны было решено разгромить союзника гитлеровской Германии – Японию. В Пентагоне были выбраны цели для первых ядерных ударов, на которых США хотели продемонстрировать, насколько мощным оружием они обладают.
6 августа того же года первая атомная бомба под именем «Малыш» была сброшена на японский город Хиросима, а 9 августа бомба с названием «Толстяк» упала на Нагасаки.
Попадание в Хиросиме было признано идеальным: ядерное устройство взорвалось на высоте 200 метров. Взрывной волной были опрокинуты печки в домах японцев, отапливаемые углем. Это привело к многочисленным пожарам даже в городских районах, удаленных от эпицентра.
За первоначальной вспышкой последовал удар тепловой волны, которой длился секунды, но его мощность, охватив радиус 4 км, расплавила черепицу и кварц в гранитных плитах, испепелила телеграфные столбы. Вслед за тепловой волной пришла ударная. Скорость ветра составила 800 км/час, а его порыв снес практически все в городе. Из 76 тысяч зданий 70 тысяч были полностью разрушены.
Через несколько минут пошел странный дождь из крупных капель черного цвета. Он был вызван конденсатом, образовавшимся в более холодных слоях атмосферы из пара и пепла.
Люди, попавшие под действие огненного шара на расстоянии 800 метров, были сожжены и превратились в пыль. У некоторых обгоревшая кожа была сорвана ударной волной. Капли черного радиоактивного дождя оставляли неизлечимые ожоги.
Оставшиеся в живых заболели неизвестным ранее заболеванием. У них началась тошнота, рвота, лихорадка, приступы слабости. В крови резко упал уровень белых телец. Это были первые признаки лучевой болезни.
Через 3 дня после проведения бомбардировки Хиросимы была сброшена бомба на Нагасаки. Она имела такую же мощность и вызвала аналогичные последствия.
Две атомные бомбы за секунды уничтожили сотни тысяч человек. Первый город был практически стерт ударной волной с лица земли. Больше половины мирных жителей (порядка 240 тысяч человек) погибли сразу от полученных ран. Многие люди подверглись облучению, которое привело к лучевой болезни, раку, бесплодию. В Нагасаки в первые дни было убито 73 тысячи человек, а через некоторое время в сильных муках умерло еще 35 тысяч жителей.
Видео: испытания ядерной бомбы
Испытания РДС-37
Создание атомной бомбы в России
Последствия бомбардировок и история жителей японских городов потрясли И. Сталина. Стало понятно, что создание собственного ядерного оружия – это вопрос национальной безопасности. 20 августа 1945 года в России начал свою работу комитет по атомной энергии, который возглавил Л. Берия.
Исследования по ядерной физике велись в СССР еще с 1918 года. В 1938 году при Академии наук была создана комиссия по атомному ядру. Но с началом войны практически все работы в этом направлении были приостановлены.
В 1943 году советские разведчики передали из Англии закрытые научные труды по атомной энергии, из которых следовало, что создание атомной бомбы на Западе продвинулось далеко вперед. В это же время в США были внедрены надежные агенты в несколько центров американских ядерных исследований. Они передавали информацию по атомной бомбе советским ученым.
Техническое задание на разработку двух вариантов атомной бомбы составил их создатель и один из научных руководителей Ю. Харитон. В соответствии с ним планировалось создание РДС («реактивного двигателя специального») с индексом 1 и 2:
- РДС-1 – бомба с зарядом из плутония, который предполагалось подрывать путем сферического обжатия. Его устройство передала русская разведка.
- РДС-2 – пушечная бомба с двумя частями уранового заряда, которые должны сближаться в стволе пушки до создания критической массы.
В истории знаменитого РДС самую распространенную расшифровку – «Россия делает сама» – придумал заместитель Ю. Харитона по научной работе К. Щeлкин. Эти слова очень точно передавали суть работ.
Информация о том, что СССР овладел секретами ядерного оружия, вызвало в США порыв к быстрейшему началу упреждающей войны. В июле 1949 появился план «Троян», согласно которому боевые действия планировалось начать 1 января 1950 года. Затем дата нападения была перенесена на 1 января 1957 года с тем условием, чтобы в войну вступили все страны НАТО.
Сведения, полученные по каналам разведки, ускорили работу советских ученых. По мнению западных специалистов, советское ядерное оружие могло быть создано не раньше 1954-1955 года. Однако испытание первой атомной бомбы произошло в СССР уже в конце августа 1949 года.
На полигоне в Семипалатинске 29 августа 1949 года было подорвано ядерное устройство РДС-1 – первая советская атомная бомба, которую изобрел коллектив ученых, возглавляемый И. Курчатовым и Ю. Харитоном. Взрыв имел мощность 22 Кт. Конструкция заряда подражала американскому «Толстяку», а электронная начинка была создана советскими учеными.
План «Троян», согласно которому американцы собирались сбросить атомные бомбы на 70 городов СССР, был сорван из-за вероятности ответного удара. Событие на Семипалатинском полигоне сообщило миру о том, что советская атомная бомба положила конец американской монополии на владение новым оружием. Это изобретение полностью разрушило милитаристский план США и НАТО и предупредило развитие Третьей мировой войны. Началась новая история – эпоха мира во всем мире, существующего под угрозой тотального уничтожения.
«Ядерный клуб» мира
Ядерный клуб – условное обозначение нескольких государств, владеющих ядерным оружием. Сегодня такое вооружение есть:
- в США (с 1945)
- в России (первоначально СССР, с 1949)
- в Великобритании (с 1952)
- во Франции (с 1960)
- в Китае (с 1964)
- в Индии (с 1974)
- в Пакистане (с 1998)
- в КНДР (с 2006)
Имеющим ядерное оружие также считается Израиль, хотя руководство страны не комментирует его наличие. Кроме того, на территории государств – членов НАТО (Германии, Италии, Турции, Бельгии, Нидерландов, Канады) и союзников (Японии, Южной Кореи, несмотря на официальный отказ) располагается ядерное оружие США.
Казахстан, Украина, Белоруссия, которые владели частью ядерного вооружения после распада СССР, в 90-х годах передали его России, ставшей единственным наследником советского ядерного арсенала.
Атомное (ядерное) оружие – самый мощный инструмент глобальной политики, который твердо вошел в арсенал взаимоотношений между государствами. С одной стороны, оно является эффективным средством устрашения, с другой – весомым аргументом для предотвращения военного конфликта и укрепления мира между державами, владеющими этим оружием. Это – символ целой эпохи в истории человечества и международных отношений, с которым надо обращаться очень разумно.
Видео: музей ядерного оружия
Видео о российской Царь-Бомбе
militaryarms.ru
Первая советская атомная бомба
29 августа 1949 года в СССР была испытана первая отечественная ядерная бомба РДС-1.
Исследования в области ядерной физики в СССР велись уже с 1918 года. В 1937 году в Радиевом институте в Ленинграде был запущен первый в Европе циклотрон. 25 ноября 1938 года постановлением президиума Академии наук (АН) СССР была создана постоянно действующая комиссия по атомному ядру. В нее вошли Сергей Иванович Вавилов, Абрам Иофе, Абрам Алиханов, Игорь Курчатов и др. (в 1940 году к ним присоединились Виталий Хлопин и Исай Гуревич). К этому времени ядерные исследования проводились более чем в десяти научных институтах. В том же году при АН СССР была образована Комиссия по тяжелой воде, позднее преобразованная в Комиссию по изотопам.
Первой атомной бомбе дали обозначение РДС-1. Это название произошло от правительственного постановления, где атомная бомба была зашифрована как «реактивный двигатель специальный», сокращенно РДС. Обозначение РДС-1 широко вошло в жизнь после испытания первой атомной бомбы и расшифровывалось по-разному: «Реактивный двигатель Сталина», «Россия делает сама».
В сентябре 1939 года началось строительство мощного циклотрона в Ленинграде, а в апреле 1940 года было решено построить опытную установку для производства примерно 15 кг тяжелой воды в год. Но из-за начавшейся войны эти планы не были реализованы. В мае 1940 года Н. Семенов, Я. Зельдович, Ю. Харитон (Институт химической физики) предложили теорию развития цепной ядерной реакции в уране. В этом же году были форсированы работы по поиску новых залежей урановых руд. В конце 30-х – начале 40-х годов многие физики уже представляли как в общих чертах должна выглядеть атомная бомба. Идея заключается в том, чтобы достаточно быстро сосредоточить в одном месте определенное (более критической массы) количество делящегося под действием нейтронов (с испусканием новых нейтронов) материала. После чего в нем начнется лавинообразное нарастание числа распадов атомов – цепная реакция с выделением огромного количества энергии – произойдет взрыв. Проблема состояла в получения достаточного количества делящегося вещества. Единственным таким веществом, встречающимся в природе в приемлемом количестве является изотоп урана с массовым числом (суммарное количество протонов и нейтронов в ядре) 235 (уран-235). В природном уране содержание этого изотопа не превышает 0,71% (99,28% уран-238) к тому же содержание природного урана в руде в лучшем случае составляет 1%. Выделение урана-235 из природного урана было достаточно сложной проблемой. Альтернативой урану, как скоро выяснилось, был плутоний-239. В природе он практически не встречается (его в 100 раз меньше чем урана-235). Получить его в приемлемой концентрации возможно в ядерных реакторах при облучении нейтронами урана-238. Постройка такого реактора представляла еще одну проблему.
Третьей проблемой было то каким образом возможно собрать в одном месте необходимую массу делящегося вещества. В процессе даже очень быстрого сближения подкритичных частей в них начинаются реакции деления. Выделяющаяся при этом энергия может не позволить большей части атомов «принять участие» в процессе деления, и они разлетятся, не успев прореагировать.
В 1940 году В. Шпинель и В. Маслов из Харьковского физико-технического института подали заявку на изобретение атомного боеприпаса на основе использования цепной реакции самопроизвольного деления закритической массы урана-235 которая образуется из нескольких докритических, разделенных непроницаемым для нейтронов взрывчатым веществом уничтожаемым путем подрыва (хотя «работоспособность» такого заряда вызывает большие сомнения, свидетельство на изобретение все же было получено но только в 1946 году). Американцы для своих первых бомб предполагали использовать так называемую пушечную схему. В ней реально использовался пушечный ствол с помощью которого одна подкритическая часть делящегося материала выстреливалась в другую (вскоре выяснилось что для плутония такая схема не подходит из-за недостаточной скорости сближения).
15 апреля 1941 года вышло постановление Совета Народных Комиссаров (СНК) о строительстве в Москве мощного циклотрона. Но после начала Великой Отечественной войны практически все работы в области ядерной физики были прекращены. Многие физики-ядерщики оказались на фронте или были переориентированы на другие, как тогда казалось, более насущные темы.
С 1939 года сбором информации по ядерной проблеме занимались как ГРУ РККА, так и 1-е управление НКВД. Первое сообщение о планах создания атомной бомбы поступило от Д. Кэрнкросса в октябре 1940 года. Этот вопрос обсуждался в Британском комитете по науке, где работал Кэрнкросс. Летом 1941 года проект «Тьюб эллойз» о создании атомной бомбы был утвержден. К началу войны Англия была одним из лидеров в ядерных исследованиях во многом благодаря немецким ученым бежавшим сюда с приходом к власти Гитлера одним из них был член КПГ К. Фукс. Осенью 1941 года он отправился в Советское посольство и сообщил что имеет важную информацию о новом мощном оружии. Для связи с ним был выделен С. Крамер и радистка «Соня» – Р. Кучинская. Первые радиограммы в Москву содержали сведения о газодиффузионном методе разделения изотопов урана и о заводе в Уэльсе, строящимся для этой цели. После шести передач связь с Фуксом прервалась. В конце 1943 года советский разведчик в США Семенов («Твен») сообщил что в Чикаго Э. Ферми осуществил первую цепную ядерную реакцию. Информация исходила от физика Понтекорво. В это же время по линии внешней разведки из Англии поступили закрытые научные труды западных ученых по атомной энергии за 1940-1942 годах. Они подтвердили, что в создании атомной бомбы достигнут большой прогресс. На разведку работала и жена известного скульптора Коненкова, которая сблизившись с крупнейшими физиками Оппенгеймером и Эйнштейном долгое время оказывала влияние на них. Другой резидент в США – Л. Зарубина нашла выход на Л. Сциларда и была вхожа в круг людей Оппенгеймера. С их помощью удалось внедрить надежных агентов в Ок-Ридж, Лос-Аламос и Чикагскую лабораторию – центры американских ядерных исследований. В 1944 году информацию по американской атомной бомбе советской разведке передавали: К. Фукс, Т. Холл, С. Саке, Б. Понтекорво, Д. Грингласс и супруги Розенберги.
В начале февраля 1944 года нарком НКВД Л. Берия провел расширенное заседание Первая советская ядерная бомба и ее главный конструктор Ю.Харитонруководителей разведки НКВД. В ходе заседания было принято решение с целью координации сбора информации по атомной проблеме. поступающей по линии НКВД и ГРУ РККА. и ее обобщения создать отдел «С». 27 сентября 1945 года отдел был организован, руководство было возложено на комиссара ГБ П. Судоплатова. В январе 1945 года Фукс передал описание конструкции первой атомной бомбы. Среди прочего разведкой были получены материалы по электромагнитному разделению изотопов урана, данные об эксплуатации первых реакторов, спецификации по производству урановой и плутониевой бомбы, данные о конструкции системы фокусирующих взрывных линз и размерах критической массы урана и плутония, о плутонии-240, о времени и последовательности операций по производству и сборке бомбы, способе приведения в действие бомбового инициатора; о строительстве заводов по разделению изотопов, а также дневниковые записи о первом испытательном взрыве американской бомбы в июле 1945 года.
Информация, поступавшая по каналам разведки, облегчила и ускорила работу советских ученых. Западные специалисты считали, что атомная бомба в СССР может быть создана не ранее чем в 1954-1955 годах, но ее первое испытание произошло уже в августе 1949 года.
В апреле 1942 года наркома химической промышленности М. Первухина, по распоряжению Сталина, ознакомили с материалами о работе над атомной бомбой за рубежом. Первухин предложил подобрать группу специалистов для оценки сведений, изложенных в этом докладе. По рекомендации Иоффе в группу вошли молодые ученые Курчатов, Алиханов и И. Кикоин. 27 ноября 1942 года вышло постановление ГКО «О добыче урана». Постановление предусматривало создание специального института и начало работ по геологоразведке, добыче и переработке сырья. Начиная с 1943 года Наркомат цветной металлургии (НКЦМ) приступил к добыче на Табашарском руднике в Таджикистане и переработке урановой руды с планом 4 т. урановых солей в год. В начале 1943 года мобилизованные ранее ученные были отозваны с фронта.
Во исполнение постановления ГКО 11 февраля 1943 года была организована Лаборатории №2 АН СССР начальником которой стал Курчатов (в 1949 году она была переименована в Лабораторию измерительных приборов АН СССР – ЛИПАН, в 1956 году на ее основе был создан Институт атомной энергии, а в настоящее время это РНЦ «Курчатовский институт»), которая должна была координировать все работы по реализации атомного проекта.
В 1944 году советской разведкой был получен справочник по уран-графитовым реакторам который содержал очень ценные сведения по определению параметров реактора. Но урана необходимого для загрузки даже малого опытного ядерного реактора в стране тогда еще не было. 28 сентября 1944 года правительство обязало НКЦМ СССР сдавать уран и урановые соли в Государственный фонд и возложил задачу их хранения на Лабораторию № 2. В ноябре 1944 года большая группа советских специалистов, под руководством начальника 4-го спецотдела НКВД В. Кравченко, выехала в освобожденную Болгарию, для изучения результатов по геологоразведке Готенского месторождения. 8 декабря 1944 года вышло постановление ГКО о передаче добычи и переработки урановых руд из НКМЦ в ведение созданного в Главном управлении горно-металлургических предприятий (ГУ ГМП) НКВД 9-го Управления. В марте 1945 года начальником 2-го отдела (горно-металлургического) 9-го Управления НКВД был назначен генерал-майор С. Егоров, до этого занимавший должность зам. начальника Главного управления Дальстроя. В январе 1945 года в составе 9-го Управления на базе отдельных лабораторий Государственного института редких металлов (Гиредмет) и одного из оборонных заводов организуется НИИ-9 (ныне ВНИИНМ) для изучения урановых месторождений, решения задач переработки уранового сырья, получения металлического урана и плутония. К этому времени из Болгарии поступали примерно полторы тонны урановой руды в неделю.
С марта 1945 года после поступления по каналам НКГБ из США информации о схеме атомной бомбы на принципе имплозии (сжатие делящегося материала взрывом обычного ВВ) начались работы над новой схемой имевшей очевидные преимущества перед пушечной. В записке В. Маханева к Берии в апреле 1945 года о сроках создания атомной бомбы говорилось, что диффузионный завод при Лаборатории № 2 для получения урана-235 предполагается пустить в 1947 году. Его производительность должна была составить 25 кг урана в год чего должно было хватить на две бомбы (на самом деле для американской урановой бомбы потребовалось 65 кг урана-235).
В ходе боев за Берлин 5 мая 1945 года было обнаружено имущество Физического института Общества кайзера Вильгельма. 9 мая в Германию была направлена комиссия во главе с А. Завенягиным для поиска ученых, работавших там над Урановым проектом и приемки материалов по урановой проблеме. В Советский Союз вместе с семьями была вывезена большая группа немецких ученых. Среди них были Нобелевские лауреаты Г. Герц и Н. Риль, И.Курчатов, профессора Р. Деппель, М. Фольмер, Г. Позе, П. Тиссен, М. фон Ардене, Гайб (всего около двухсот специалистов из них 33 доктора наук).
Создание ядерного взрывного устройства с использованием плутония-239 требовало постройки промышленного ядерного реактора для его наработки. Даже для небольшого экспериментального реактора требовалось около 36 тонн металлического урана, 9 тонн двуокиси урана и около 500 тонн чистейшего графита. Если проблема графита была решена к августу 1943 года – удалось разработать и освоить специальный технологический процесс получения графита нужной чистоты, а в мае 1944 года его выпуск был налажен на Московском электродном заводе, то необходимого количества урана к концу 1945 года в стране не было. Первые технические условия на изготовление двуокиси урана и металлического урана для исследовательского реактора были выданы Курчатовым в ноябре 1944 года. Параллельно с созданием уран-графитовых реакторов велись работы над реакторами на основе урана и тяжелой воды. Возникает вопрос зачем нужно было так «распылять силы» и двигаться одновременно по нескольким направлениям? Обосновывая необходимость этого Курчатов в своем Докладе в 1947 году приводит такие цифры. Количество бомб, которые можно было получить из 1000 т. урановой руды разными методами равно 20 при использовании уран-графитового котла, 50 – при диффузионном методе, 70 – при электромагнитном, 40 – при использовании «тяжелой» воды. При этом котлы с «тяжелой» водой хотя и обладают рядом существенных недостатков, зато имеют то преимущество что позволяют использовать торий. Таким образом уран-графитовый котел хотя и давал возможность создать атомную бомбу в кратчайшие сроки, но имел наихудший результат в смысле полноты использования сырья. Учитывая опыт США, где из четырех изучавшихся методов разделения урана был выбран газодиффузионый, 21 декабря 1945 года правительством было принято решение о строительстве комбинатов № 813 (Ныне Уральский электро-механический завод городе Новоуральске) для получения высокообогащенного урана-235 методом газовой диффузии и №817 (Челябинск-40, ныне химический комбинат «Маяк» городе Озерске) для получения плутония.
Весной 1948 года истек двухгодичный срок, отпущенный Сталиным на создание советской атомной бомбы. Но к этому времени не то что бомбы, не было расщепляющихся материалов для её производства. Постановлением правительства от 8 февраля 1948 года был установлен новый срок изготовления бомбы РДС-1 – 1 марта 1949 года.
Первый промышленный реактор «А» на Комбинате № 817 был запущен 19 июня 1948 года (22 июня 1948 года вышел на проектную мощность и был выведен из эксплуатации только в 1987 году). Для выделения наработанного плутония из ядерного топлива в составе комбината № 817 был построен радиохимический завод (завод «Б»). Облученные урановые блоки растворяли и химическими методами отделяли плутоний от урана. Концентрированный раствор плутония подвергался дополнительной очистке от высокоактивных продуктов деления с целью снижения его радиационной активности при поступлении к металлургам. В апреле 1949 года на заводе «В» приступили к изготовлению деталей бомбы из плутония по технологии НИИ-9. В это же время был запущен первый исследовательский реактор на тяжелой воде. Освоение производства расщепляющихся материалов шло тяжело с многочисленными авариями при устранении последствий которых имели место случаи переоблучения персонала (тогда на такие мелочи внимания не обращали). К июлю комплект деталей плутониевого заряда был готов. Для проведения физических измерений на комбинат выехала группа физиков под руководством Флерова, а для обработки результатов этих измерений, расчета значений КПД и вероятности неполного взрыва – группа теоретиков под руководством Зельдовича.
5 августа 1949 года заряд плутония был принят комиссией во главе с Харитоном и отправлен литерным поездом в КБ-11. К этому времени здесь были практически закончены работы по созданию взрывного устройства. Здесь в ночь с 10 на 11 августа была проведена контрольная сборка ядерного заряда, получившего индекс 501 для атомной бомбы РДС-1. После этого устройство было демонтировано, детали осмотрены, упакованы и подготовлены к отправке на полигон. Таким образом, советская атомная бомба была сделана за 2 года 8 месяцев (в США на это ушло 2 года 7 месяцев).
Испытание первого советского ядерного заряда 501 было проведено 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне (устройство находилось на вышке). Мощность взрыва составила 22 Кт. Конструкция заряда повторяла американского «Толстяка», хотя электронная начинка была советской разработки. Атомный заряд представлял собой многослойную конструкцию, в которой перевод плутония в критическое состояние осуществлялся путем сжатия сходящейся сферической детонационной волной. В центре заряда размещалось 5 кг плутония, в виде двух полых полусфер, окруженных массивной оболочкой из урана-238 (тампером). Эта оболочка Первая советская ядерная бомба — схемаслужила для инерционного сдерживания раздувающегося в процессе цепной реакции ядра, чтобы как можно большая часть плутония успела прореагировать и, кроме того, служила отражателем и замедлителем нейтронов (нейтроны с низкими энергиями наиболее эффективно поглощаются ядрами плутония, вызывая их деление). Тампер был окружен оболочкой из алюминия которая обеспечивала равномерность сжатия ядерного заряда ударной волной. В полости плутониевого ядра устанавливался нейтронный инициатор (запал) – шарик диаметром порядка 2 см. из бериллия, покрытый тонким слоем полония-210. При сжатии ядерного заряда бомбы ядра полония и бериллия сближаются, и испускаемые радиоактивным полонием-210 альфа-частицы выбивают из бериллия нейтроны которые инициируют цепную ядерную реакцию деления плутония-239. Одним из наиболее сложных узлом был заряд ВВ состоявший из двух слоев. Внутренний слой представлял собой два полусферических основания из сплава тротила с гексогеном, внешний собирался из отдельных элементов имевших различную скорость детонации. Внешний слой, предназначенный для формирования в основании ВВ сферической сходящейся детонационной волны, получил название фокусирующей системы.
В целях безопасности установка узла содержащего делящийся материал осуществлялось непосредственно перед применением заряда. Для этого в сферическом заряде ВВ имелось сквозное коническое отверстие, которое закрывалось пробкой из ВВ, а в наружном и внутренних корпусах имелись отверстия закрывавшиеся крышками. Мощность взрыва была обусловлена расщеплением ядер примерно килограмм плутония, остальные 4 кг не успевали прореагировать и бесполезно распылялись. В ходе реализации программы создания РДС-1 возникло много новых идей по совершенствованию ядерных зарядов (повышения коэффициента использования делящегося материала, снижении габаритов и веса). Новые образцы зарядов стали мощнее, компактнее и «изящнее» по сравнению с первым.
источник
спасибо
feldgrau.info
Первая ядерная бомба СССР
Атомная бомбардировка Хиросимы и Нагасаки шокировала весь мир. С этого момента афоризм «промедление смерти подобно» как нельзя точнее отражал необходимость форсировать ядерный проект в СССР – государстве, также претендовавшем на ведущие роли на мировой арене.
Пасолнце – побочное солнце, явленье на небе отраженья солнца;
обычно их бывает два или более, со светлым сияньем вверху,
это пасолнце столбовое или столбы…
В. И. Даль, «Толковый словарь живого великорусского языка»
Уже 20 августа 1945 года был организован Специальный комитет для контроля по использованию атомной энергии. Во главе его встал Лаврентий Берия, а руководителем Технического совета был назначен министр сельскохозяйственного машиностроения СССР Б. Л. Ванников. Среди прочего, Спецкомитет № 1 занимался подготовкой испытаний первой советской атомной бомбы. Она стала детищем секретного КБ-11, учреждённого 9 апреля 1946 года.
Лаврентий Берия – руководитель советского атомного проекта, о чём многие предпочитают умалчивать
План работ КБ и его главного конструктора Ю. Б. Харитона утверждал сам Сталин. При этом разработка конструкции атомного заряда началась ещё в конце победного 1945-го. Тогда ещё не составлялось техзаданий, Харитон лично давал устные указания – и нёс персональную ответственность за результат. Позднее разработки были переданы КБ-11 (ныне – всемирно известный «Арзамас-16»).
Проект по созданию первой советской атомной бомбы получил название «Реактивный двигатель специальный», сокращённо – РДС. Немудрено, что букву С в аббревиатуре зачастую связывают с фамилией «отца народов». Сборка атомной бомбы должна была быть завершена до 1 февраля 1949 года.
В качестве места для испытательного полигона был выбран район в Казахской ССР, среди безводных степей и солёных озёр. На берегу Иртыша возвели городок Семипалатинск-21. Испытания должны были пройти в 70 км от него.
Схема Семипалатинского испытательного полигона
Испытательная площадка представляла собой равнину примерно 20 км в диаметре, окружённую горами. Начатая на ней в 1947 году работа не прекращалась ни на день. Все необходимые материалы подвозились автотранспортом за 100, а то и 200 км.
В центре опытного поля была возведена башня из металлоконструкций высотой 37,5 м. На ней устанавливалась РДС-1. Территорию в радиусе 10 км оборудовали специальными сооружениями для наблюдения и регистрации испытаний. Само опытное поле было разделено на 14 секторов, в соответствии с их назначением. Так, фортификационные сектора должны были выявить воздействие взрывной волны на защитные постройки, а сектора гражданских сооружений имитировали городскую застройку, подвергшуюся атомной бомбардировке. В них были возведены одноэтажные дома из древесины и четырёхэтажные кирпичные здания, кроме того, отрезки тоннелей метро, фрагменты взлётно-посадочных полос, водонапорная башня. В военных секторах была размещена военная техника – артиллерийские установки, танки, несколько самолётов.
Руководитель службы радиационной защиты, замминистра здравоохранения А. И. Бурназян нашпиговал два танка дозиметрической аппаратурой. Эти машины должны были направиться прямиком к эпицентру взрыва после его осуществления. Бурназян предлагал снять с танков башни и экранировать их свинцовыми щитами. Военные высказались против, поскольку это искажало бы силуэты бронетехники. Но И. В. Курчатов, назначенный руководить испытаниями, отверг протесты, заявив, что испытания атомной бомбы – это не выставка собак, а танки – не пудели, чтобы оценивать их по внешнему виду.
Академик И. В. Курчатов – вдохновитель и один из творцов советского атомного проекта
Однако не обошлось и без братьев наших меньших – ведь и самая точная техника не выявила бы всех последствий ядерного излучения на живые организмы. Животных разместили в крытых загонах и на открытом воздухе. Им предстояло принять на себя один из сильнейших ударов за всю историю эволюции живых видов.
В преддверии испытаний РДС, с 10 по 26 августа, был устроен ряд репетиций. Проверялась готовность всей аппаратуры, были проведены четыре подрыва неядерных взрывчатых веществ. Эти учения продемонстрировали исправность всей автоматики и взрывной линии: кабельная сеть на территории опытного поля по протяжённости превышала 500 км. Личный состав также пребывал в полной готовности.
21 августа на полигон были доставлены плутониевый заряд и четыре нейтронных запала, один из которых должен был использоваться для подрыва боевого изделия. И. В. Курчатов с санкции Берии распорядился о начале испытаний 29 августа в 8 часов утра по местному времени. Вскоре руководитель советского атомного проекта прибыл в Семипалатинск-21. Сам Курчатов трудился там ещё с мая 1949 года.
В ночь накануне испытаний в мастерской около башни была произведена окончательная сборка РДС. Монтаж завершили к 3 часам утра. К тому моменту начинала портиться погода, поэтому подрыв решили перенести на час раньше. В 06:00 заряд был установлен на испытательную башню, а взрыватели подключены к линии.
Башня, на которой был размещён заряд первой отечественной атомной бомбы РДС-1. Рядом – монтажный корпус. Полигон под Семипалатинском-21, 1949 год
Ровно за девять лет до того группа физиков – Курчатов, Харитон, Флёров и Петржак – передали в Академию наук СССР свой план исследований ядерной цепной реакции. Ныне первые двое находились с Берией в командном пункте в 10 км от башни, а Флёров проводил последние проверки на её верхушке. Когда он последним спустился и покинул зону эпицентра, была снята и охрана вокруг неё.
В 06:35 операторы включили электропитание, ещё через 13 минут был запущен автомат испытательного поля.
Ровно в 07:29, 29 августа 1949 года, испытательный полигон озарился невиданно ярким светом. Незадолго до того Харитон приоткрыл дверь в стене КП, противоположной от места взрыва. Увидев вспышку, как знамение успешного подрыва РДС, он закрыл дверь – ведь приближалась взрывная волна. Когда руководство вышло наружу, облако атомного взрыва уже приобрело пресловутую грибообразную форму. Восторженный Берия обнял Курчатова и Харитона и поцеловал их в лоб.
Взрыв первой отечественной атомной бомбы РДС-1 на Семипалатинском полигоне, 29 августа 1949 г.
Один из непосредственных наблюдателей испытаний оставил превосходное описание происходящего:
«На верхушке башни вспыхнул непереносимо яркий свет. На какое-то мгновение он ослаб и затем с новой силой стал быстро нарастать. Белый огненный шар поглотил башню и цех и, быстро расширяясь, меняя цвет, устремился кверху. Базисная волна, сметая на своём пути постройки, каменные дома, машины, как вал, покатилась от центра, перемешивая камни, брёвна, куски металла, пыль в одну хаотическую массу. Огненный шар, поднимаясь и вращаясь, становился оранжевым, красным…».
В то же самое время экипажи дозиметрических танков форсировали движки и десять минут спустя уже находились в эпицентре взрыва. «На месте башни зияла огромная воронка. Жёлтая песчаная почва вокруг спеклась, остекленела и жутко хрустела под гусеницами танка», – вспоминал Бурназян.
За успешное испытание атомной бомбы Берию, как председателя Спецкомитета №1, наградили Сталинской премией I степени «За организацию дела производства атомной энергии и успешное завершение испытания атомного оружия», а также присудили звание «Почётного гражданина СССР». Остальные руководители, прежде всего Курчатов и Харитон, были представлены к званию Героя Социалистического Труда, удостоены больших денежных премий и ряда льгот.
23 сентября 1949 г. президент Трумэн выступил с заявлением, касающимся вопроса об атомном взрыве, который состоялся в СССР. Президент подчеркнул, что ещё 15 ноября 1945 года «в трёхсторонней декларации президента США и премьер-министров Соединённого Королевства и Канады… ни у одной нации не может быть монополии на атомное оружие». Также в связи с этим он обозначил необходимость «эффективного контроля, осуществляемого в порядке принудительного исполнения и имеющего законную силу международного контроля над атомной энергетикой, контроля, который обеспечит правительство и большинство членов Организации Объединённых Наций». Мировое сообщество забило тревогу.
Став достоянием общественности, испытание первой советской атомной бомбы заняло первые полосы мировых газет. Русская эмиграция неистовствовала
Советский союз не опровергал того, что в СССР идут «строительные работы больших масштабов», что планируются «большие взрывные работы». Также министр иностранных дел В. М. Молотов заявил о том, что «секрет атомной бомбы» уже давно известен СССР. Для правительства США это стало сюрпризом. Они не предполагали, что СССР так скоро овладеет технологией производства ядерного оружия.
Оказалось, что место было выбрано весьма удачно, и Семипалатинский полигон был использован ещё неоднократно. В период с 1949 по 1990 год в СССР реализовалась масштабная программа ядерных испытаний, основным итогом которой стало достижение ядерного паритета с США. За это время было проведено 715 испытаний ядерного оружия и взрывов в мирных целях, в которых было взорвано 969 ядерных зарядов. Но начало этому пути положило августовское утро 1949-го, когда на небе вспыхнули два Солнца – и мир навсегда перестал быть прежним.
titcat.ru
ПЕРВАЯ СОВЕТСКАЯ АТОМНАЯ БОМБА . Чёрт побери
Исследования в области ядерной физики в СССР велись уже с 1918 года. В 1937 году в Радиевом институте в Ленинграде был запущен первый в Европе циклотрон. 25 ноября 1938 года постановлением президиума Академии наук (АН) СССР была создана постоянно действующая комиссия по атомному ядру. В нее вошли Сергей Иванович Вавилов, Абрам Иофе, Абрам Алиханов, Игорь Курчатов и др. (в 1940 году к ним присоединились Виталий Хлопин и Исай Гуревич).
К этому времени ядерные исследования проводились более чем в десяти научных институтах. В том же году при АН СССР была образована Комиссия по тяжелой воде, позднее преобразованная в Комиссию по изотопам.
В сентябре 1939 года началось строительство мощного циклотрона в Ленинграде, а в апреле 1940 года было решено построить опытную установку для производства примерно 15 кг тяжелой воды в год. Но из-за начавшейся войны эти планы не были реализованы. В мае 1940 года Н. Семенов, Я. Зельдович, Ю. Харитон (Институт химической физики) предложили теорию развития цепной ядерной реакции в уране. В этом же году были форсированы работы по поиску новых залежей урановых руд. В конце 30-х – начале 40-х годов многие физики уже представляли как в общих чертах должна выглядеть атомная бомба. Идея заключается в том, чтобы достаточно быстро сосредоточить в одном месте определенное (более критической массы) количество делящегося под действием нейтронов (с испусканием новых нейтронов) материала. После чего в нем начнется лавинообразное нарастание числа распадов атомов – цепная реакция с выделением огромного количества энергии – произойдет взрыв.
Проблема состояла в получения достаточного количества делящегося вещества. Единственным таким веществом, встречающимся в природе в приемлемом количестве является изотоп урана с массовым числом (суммарное количество протонов и нейтронов в ядре) 235 (уран-235). В природном уране содержание этого изотопа не превышает 0,71% (99,28% уран-238) к тому же содержание природного урана в руде в лучшем случае составляет 1%. Выделение урана-235 из природного урана было достаточно сложной проблемой. Альтернативой урану, как скоро выяснилось, был плутоний-239. В природе он практически не встречается (его в 100 раз меньше чем урана-235). Получить его в приемлемой концентрации возможно в ядерных реакторах при облучении нейтронами урана-238. Постройка такого реактора представляла еще одну проблему.
Третьей проблемой было то каким образом возможно собрать в одном месте необходимую массу делящегося вещества. В процессе даже очень быстрого сближения подкритичных частей в них начинаются реакции деления. Выделяющаяся при этом энергия может не позволить большей части атомов «принять участие» в процессе деления, и они разлетятся, не успев прореагировать.
В 1940 году В. Шпинель и В. Маслов из Харьковского физико-технического института подали заявку на изобретение атомного боеприпаса на основе использования цепной реакции самопроизвольного деления закритической массы урана-235 которая образуется из нескольких докритических, разделенных непроницаемым для нейтронов взрывчатым веществом уничтожаемым путем подрыва (хотя «работоспособность» такого заряда вызывает большие сомнения, свидетельство на изобретение все же было получено но только в 1946 году). Американцы для своих первых бомб предполагали использовать так называемую пушечную схему. В ней реально использовался пушечный ствол с помощью которого одна подкритическая часть делящегося материала выстреливалась в другую (вскоре выяснилось что для плутония такая схема не подходит из-за недостаточной скорости сближения).
15 апреля 1941 года вышло постановление Совета Народных Комиссаров (СНК) о строительстве в Москве мощного циклотрона. Но после начала Великой Отечественной войны практически все работы в области ядерной физики были прекращены. Многие физики-ядерщики оказались на фронте или были переориентированы на другие, как тогда казалось, более насущные темы.
С 1939 года сбором информации по ядерной проблеме занимались как ГРУ РККА, так и 1-е управление НКВД.
Первое сообщение о планах создания атомной бомбы поступило от Д. Кэрнкросса в октябре 1940 года. Этот вопрос обсуждался в Британском комитете по науке, где работал Кэрнкросс. Летом 1941 года проект «Тьюб эллойз» о создании атомной бомбы был утвержден. К началу войны Англия была одним из лидеров в ядерных исследованиях во многом благодаря немецким ученым бежавшим сюда с приходом к власти Гитлера одним из них был член КПГ К. Фукс. Осенью 1941 года он отправился в Советское посольство и сообщил что имеет важную информацию о новом мощном оружии. Для связи с ним был выделен С. Крамер и радистка «Соня» – Р. Кучинская. Первые радиограммы в Москву содержали сведения о газодиффузионном методе разделения изотопов урана и о заводе в Уэльсе, строящимся для этой цели. После шести передач связь с Фуксом прервалась.
В конце 1943 года советский разведчик в США Семенов («Твен») сообщил что в Чикаго Э. Ферми осуществил первую цепную ядерную реакцию. Информация исходила от физика Понтекорво. В это же время по линии внешней разведки из Англии поступили закрытые научные труды западных ученых по атомной энергии за 1940-1942 годах. Они подтвердили, что в создании атомной бомбы достигнут большой прогресс.
На разведку работала и жена известного скульптора Коненкова, которая сблизившись с крупнейшими физиками Оппенгеймером и Эйнштейном долгое время оказывала влияние на них.
Другой резидент в США – Л. Зарубина нашла выход на Л. Сциларда и была вхожа в круг людей Оппенгеймера. С их помощью удалось внедрить надежных агентов в Ок-Ридж, Лос-Аламос и Чикагскую лабораторию – центры американских ядерных исследований. В 1944 году информацию по американской атомной бомбе советской разведке передавали: К. Фукс, Т. Холл, С. Саке, Б. Понтекорво, Д. Грингласс и супруги Розенберги.
В начале февраля 1944 года нарком НКВД Л. Берия провел расширенное заседание руководителей разведки НКВД. В ходе заседания было принято решение с целью координации сбора информации по атомной проблеме. поступающей по линии НКВД и ГРУ РККА. и ее обобщения создать отдел «С». 27 сентября 1945 года отдел был организован, руководство было возложено на комиссара ГБ П. Судоплатова. В январе 1945 года Фукс передал описание конструкции первой атомной бомбы. Среди прочего разведкой были получены материалы по электромагнитному разделению изотопов урана, данные об эксплуатации первых реакторов, спецификации по производству урановой и плутониевой бомбы, данные о конструкции системы фокусирующих взрывных линз и размерах критической массы урана и плутония, о плутонии-240, о времени и последовательности операций по производству и сборке бомбы, способе приведения в действие бомбового инициатора; о строительстве заводов по разделению изотопов, а также дневниковые записи о первом испытательном взрыве американской бомбы в июле 1945 года.
Информация, поступавшая по каналам разведки, облегчила и ускорила работу советских ученых. Западные специалисты считали, что атомная бомба в СССР может быть создана не ранее чем в 1954-1955 годах, но ее первое испытание произошло уже в августе 1949 года.
В апреле 1942 года наркома химической промышленности М. Первухина, по распоряжению Сталина, ознакомили с материалами о работе над атомной бомбой за рубежом. Первухин предложил подобрать группу специалистов для оценки сведений, изложенных в этом докладе. По рекомендации Иоффе в группу вошли молодые ученые Курчатов, Алиханов и И. Кикоин. 27 ноября 1942 года вышло постановление ГКО «О добыче урана». Постановление предусматривало создание специального института и начало работ по геологоразведке, добыче и переработке сырья. Начиная с 1943 года Наркомат цветной металлургии (НКЦМ) приступил к добыче на Табашарском руднике в Таджикистане и переработке урановой руды с планом 4 т. урановых солей в год. В начале 1943 года мобилизованные ранее ученные были отозваны с фронта.
Во исполнение постановления ГКО 11 февраля 1943 года была организована Лаборатории №2 АН СССР начальником которой стал Курчатов (в 1949 году она была переименована в Лабораторию измерительных приборов АН СССР – ЛИПАН, в 1956 году на ее основе был создан Институт атомной энергии, а в настоящее время это РНЦ «Курчатовский институт»), которая должна была координировать все работы по реализации атомного проекта.
В 1944 году советской разведкой был получен справочник по уран-графитовым реакторам который содержал очень ценные сведения по определению параметров реактора. Но урана необходимого для загрузки даже малого опытного ядерного реактора в стране тогда еще не было. 28 сентября 1944 года правительство обязало НКЦМ СССР сдавать уран и урановые соли в Государственный фонд и возложил задачу их хранения на Лабораторию № 2.
В ноябре 1944 года большая группа советских специалистов, под руководством начальника 4-го спецотдела НКВД В. Кравченко, выехала в освобожденную Болгарию, для изучения результатов по геологоразведке Готенского месторождения. 8 декабря 1944 года вышло постановление ГКО о передаче добычи и переработки урановых руд из НКМЦ в ведение созданного в Главном управлении горно-металлургических предприятий (ГУ ГМП) НКВД 9-го Управления.
В марте 1945 года начальником 2-го отдела (горно-металлургического) 9-го Управления НКВД был назначен генерал-майор С. Егоров, до этого занимавший должность зам. начальника Главного управления Дальстроя. В январе 1945 года в составе 9-го Управления на базе отдельных лабораторий Государственного института редких металлов (Гиредмет) и одного из оборонных заводов организуется НИИ-9 (ныне ВНИИНМ) для изучения урановых месторождений, решения задач переработки уранового сырья, получения металлического урана и плутония. К этому времени из Болгарии поступали примерно полторы тонны урановой руды в неделю.
С марта 1945 года после поступления по каналам НКГБ из США информации о схеме атомной бомбы на принципе имплозии (сжатие делящегося материала взрывом обычного ВВ) начались работы над новой схемой имевшей очевидные преимущества перед пушечной. В записке В. Маханева к Берии в апреле 1945 года о сроках создания атомной бомбы говорилось, что диффузионный завод при Лаборатории № 2 для получения урана-235 предполагается пустить в 1947 году. Его производительность должна была составить 25 кг урана в год чего должно было хватить на две бомбы (на самом деле для американской урановой бомбы потребовалось 65 кг урана-235).
В ходе боев за Берлин 5 мая 1945 года было обнаружено имущество Физического института Общества кайзера Вильгельма. 9 мая в Германию была направлена комиссия во главе с А. Завенягиным для поиска ученых, работавших там над Урановым проектом и приемки материалов по урановой проблеме. В Советский Союз вместе с семьями была вывезена большая группа немецких ученых. Среди них были Нобелевские лауреаты Г. Герц и Н. Риль, профессора Р. Деппель, М. Фольмер, Г. Позе, П. Тиссен, М. фон Ардене, Гайб (всего около двухсот специалистов из них 33 доктора наук).
Создание ядерного взрывного устройства с использованием плутония-239 требовало постройки промышленного ядерного реактора для его наработки. Даже для небольшого экспериментального реактора требовалось около 36 тонн металлического урана, 9 тонн двуокиси урана и около 500 тонн чистейшего графита. Если проблема графита была решена к августу 1943 года – удалось разработать и освоить специальный технологический процесс получения графита нужной чистоты, а в мае 1944 года его выпуск был налажен на Московском электродном заводе, то необходимого количества урана к концу 1945 года в стране не было. Первые технические условия на изготовление двуокиси урана и металлического урана для исследовательского реактора были выданы Курчатовым в ноябре 1944 года.
Параллельно с созданием уран-графитовых реакторов велись работы над реакторами на основе урана и тяжелой воды. Возникает вопрос зачем нужно было так «распылять силы» и двигаться одновременно по нескольким направлениям? Обосновывая необходимость этого Курчатов в своем Докладе в 1947 году приводит такие цифры. Количество бомб, которые можно было получить из 1000 т. урановой руды разными методами равно 20 при использовании уран-графитового котла, 50 – при диффузионном методе, 70 – при электромагнитном, 40 – при использовании «тяжелой» воды. При этом котлы с «тяжелой» водой хотя и обладают рядом существенных недостатков, зато имеют то преимущество что позволяют использовать торий. Таким образом уран-графитовый котел хотя и давал возможность создать атомную бомбу в кратчайшие сроки, но имел наихудший результат в смысле полноты использования сырья. Учитывая опыт США, где из четырех изучавшихся методов разделения урана был выбран газодиффузионый, 21 декабря 1945 года правительством было принято решение о строительстве комбинатов № 813 (Ныне Уральский электро-механический завод городе Новоуральске) для получения высокообогащенного урана-235 методом газовой диффузии и №817 (Челябинск-40, ныне химический комбинат «Маяк» городе Озерске) для получения плутония.
Весной 1948 года истек двухгодичный срок, отпущенный Сталиным на создание советской атомной бомбы. Но к этому времени не то что бомбы, не было расщепляющихся материалов для её производства. Постановлением правительства от 8 февраля 1948 года был установлен новый срок изготовления бомбы РДС-1 – 1 марта 1949 года.
Первый промышленный реактор «А» на Комбинате № 817 был запущен 19 июня 1948 года (22 июня 1948 года вышел на проектную мощность и был выведен из эксплуатации только в 1987 году). Для выделения наработанного плутония из ядерного топлива в составе комбината № 817 был построен радиохимический завод (завод «Б»). Облученные урановые блоки растворяли и химическими методами отделяли плутоний от урана. Концентрированный раствор плутония подвергался дополнительной очистке от высокоактивных продуктов деления с целью снижения его радиационной активности при поступлении к металлургам. В апреле 1949 года на заводе «В» приступили к изготовлению деталей бомбы из плутония по технологии НИИ-9. В это же время был запущен первый исследовательский реактор на тяжелой воде. Освоение производства расщепляющихся материалов шло тяжело с многочисленными авариями при устранении последствий которых имели место случаи переоблучения персонала (тогда на такие мелочи внимания не обращали). К июлю комплект деталей плутониевого заряда был готов. Для проведения физических измерений на комбинат выехала группа физиков под руководством Флерова, а для обработки результатов этих измерений, расчета значений КПД и вероятности неполного взрыва – группа теоретиков под руководством Зельдовича.
5 августа 1949 года заряд плутония был принят комиссией во главе с Харитоном и отправлен литерным поездом в КБ-11. К этому времени здесь были практически закончены работы по созданию взрывного устройства. Здесь в ночь с 10 на 11 августа была проведена контрольная сборка ядерного заряда, получившего индекс 501 для атомной бомбы РДС-1.
(Это название произошло от правительственного постановления, где атомная бомба была зашифрована как «реактивный двигатель специальный», сокращенно РДС. Обозначение РДС-1 широко вошло в жизнь после испытания первой атомной бомбы и расшифровывалось по-разному: «Реактивный двигатель Сталина», «Россия делает сама»)
После этого устройство было демонтировано, детали осмотрены, упакованы и подготовлены к отправке на полигон. Таким образом, советская атомная бомба была сделана за 2 года 8 месяцев (в США на это ушло 2 года 7 месяцев).
Испытание первого советского ядерного заряда 501 было проведено 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне (устройство находилось на вышке). Мощность взрыва составила 22 Кт. Конструкция заряда повторяла американского «Толстяка», хотя электронная начинка была советской разработки. Атомный заряд представлял собой многослойную конструкцию, в которой перевод плутония в критическое состояние осуществлялся путем сжатия сходящейся сферической детонационной волной. В центре заряда размещалось 5 кг плутония, в виде двух полых полусфер, окруженных массивной оболочкой из урана-238 (тампером). Эта оболочка служила для инерционного сдерживания раздувающегося в процессе цепной реакции ядра, чтобы как можно большая часть плутония успела прореагировать и, кроме того, служила отражателем и замедлителем нейтронов (нейтроны с низкими энергиями наиболее эффективно поглощаются ядрами плутония, вызывая их деление). Тампер был окружен оболочкой из алюминия которая обеспечивала равномерность сжатия ядерного заряда ударной волной. В полости плутониевого ядра устанавливался нейтронный инициатор (запал) – шарик диаметром порядка 2 см. из бериллия, покрытый тонким слоем полония-210.
При сжатии ядерного заряда бомбы ядра полония и бериллия сближаются, и испускаемые радиоактивным полонием-210 альфа-частицы выбивают из бериллия нейтроны которые инициируют цепную ядерную реакцию деления плутония-239. Одним из наиболее сложных узлом был заряд ВВ состоявший из двух слоев. Внутренний слой представлял собой два полусферических основания из сплава тротила с гексогеном, внешний собирался из отдельных элементов имевших различную скорость детонации. Внешний слой, предназначенный для формирования в основании ВВ сферической сходящейся детонационной волны, получил название фокусирующей системы.
В целях безопасности установка узла содержащего делящийся материал осуществлялось непосредственно перед применением заряда. Для этого в сферическом заряде ВВ имелось сквозное коническое отверстие, которое закрывалось пробкой из ВВ, а в наружном и внутренних корпусах имелись отверстия закрывавшиеся крышками. Мощность взрыва была обусловлена расщеплением ядер примерно килограмм плутония, остальные 4 кг не успевали прореагировать и бесполезно распылялись. В ходе реализации программы создания РДС-1 возникло много новых идей по совершенствованию ядерных зарядов (повышения коэффициента использования делящегося материала, снижении габаритов и веса). Новые образцы зарядов стали мощнее, компактнее и «изящнее» по сравнению с первым.
P.S. Неточно описан запал. Для излучения нейтронов вовсе не требуется сближать ядра бериллия и полония. Полоний излучает альфа частицы, а те взаимодействуют с ядрами бериллия и порождают нейтроны. В исходном состоянии между бериллием и полонием имеется тонкий слой золота, и для частиц он непроницаем. При сжатии детонационной волной происходит перемешивание бериллия с полонием и выброс нейтронов. Для перемешивания использовались лунки в оболочке запала, которые при сжатии порождали кумулятивные струи, вонзающиеся в бериллиевое ядро. Именно на поверхность лунок наносился полоний — он и уносился кумулятивной струёй в ядро.
chert-poberi.ru
Первая ядерная бомба СССР
Атомная бомбардировка Хиросимы и Нагасаки шокировала весь мир. С этого момента афоризм «промедление смерти подобно» как нельзя точнее отражал необходимость форсировать ядерный проект в СССР – государстве, также претендовавшем на ведущие роли на мировой арене.
Пасолнце – побочное солнце, явленье на небе отраженья солнца;
обычно их бывает два или более, со светлым сияньем вверху,
это пасолнце столбовое или столбы…
В. И. Даль, «Толковый словарь живого великорусского языка»
Уже 20 августа 1945 года был организован Специальный комитет для контроля по использованию атомной энергии. Во главе его встал Лаврентий Берия, а руководителем Технического совета был назначен министр сельскохозяйственного машиностроения СССР Б. Л. Ванников. Среди прочего, Спецкомитет № 1 занимался подготовкой испытаний первой советской атомной бомбы. Она стала детищем секретного КБ-11, учреждённого 9 апреля 1946 года.
Лаврентий Берия – руководитель советского атомного проекта, о чём многие предпочитают умалчивать
План работ КБ и его главного конструктора Ю. Б. Харитона утверждал сам Сталин. При этом разработка конструкции атомного заряда началась ещё в конце победного 1945-го. Тогда ещё не составлялось техзаданий, Харитон лично давал устные указания – и нёс персональную ответственность за результат. Позднее разработки были переданы КБ-11 (ныне – всемирно известный «Арзамас-16»).
Проект по созданию первой советской атомной бомбы получил название «Реактивный двигатель специальный», сокращённо – РДС. Немудрено, что букву С в аббревиатуре зачастую связывают с фамилией «отца народов». Сборка атомной бомбы должна была быть завершена до 1 февраля 1949 года.
В качестве места для испытательного полигона был выбран район в Казахской ССР, среди безводных степей и солёных озёр. На берегу Иртыша возвели городок Семипалатинск-21. Испытания должны были пройти в 70 км от него.
Схема Семипалатинского испытательного полигона
Испытательная площадка представляла собой равнину примерно 20 км в диаметре, окружённую горами. Начатая на ней в 1947 году работа не прекращалась ни на день. Все необходимые материалы подвозились автотранспортом за 100, а то и 200 км.
В центре опытного поля была возведена башня из металлоконструкций высотой 37,5 м. На ней устанавливалась РДС-1. Территорию в радиусе 10 км оборудовали специальными сооружениями для наблюдения и регистрации испытаний. Само опытное поле было разделено на 14 секторов, в соответствии с их назначением. Так, фортификационные сектора должны были выявить воздействие взрывной волны на защитные постройки, а сектора гражданских сооружений имитировали городскую застройку, подвергшуюся атомной бомбардировке. В них были возведены одноэтажные дома из древесины и четырёхэтажные кирпичные здания, кроме того, отрезки тоннелей метро, фрагменты взлётно-посадочных полос, водонапорная башня. В военных секторах была размещена военная техника – артиллерийские установки, танки, несколько самолётов.
Руководитель службы радиационной защиты, замминистра здравоохранения А. И. Бурназян нашпиговал два танка дозиметрической аппаратурой. Эти машины должны были направиться прямиком к эпицентру взрыва после его осуществления. Бурназян предлагал снять с танков башни и экранировать их свинцовыми щитами. Военные высказались против, поскольку это искажало бы силуэты бронетехники. Но И. В. Курчатов, назначенный руководить испытаниями, отверг протесты, заявив, что испытания атомной бомбы – это не выставка собак, а танки – не пудели, чтобы оценивать их по внешнему виду.
Академик И. В. Курчатов – вдохновитель и один из творцов советского атомного проекта
Однако не обошлось и без братьев наших меньших – ведь и самая точная техника не выявила бы всех последствий ядерного излучения на живые организмы. Животных разместили в крытых загонах и на открытом воздухе. Им предстояло принять на себя один из сильнейших ударов за всю историю эволюции живых видов.
В преддверии испытаний РДС, с 10 по 26 августа, был устроен ряд репетиций. Проверялась готовность всей аппаратуры, были проведены четыре подрыва неядерных взрывчатых веществ. Эти учения продемонстрировали исправность всей автоматики и взрывной линии: кабельная сеть на территории опытного поля по протяжённости превышала 500 км. Личный состав также пребывал в полной готовности.
21 августа на полигон были доставлены плутониевый заряд и четыре нейтронных запала, один из которых должен был использоваться для подрыва боевого изделия. И. В. Курчатов с санкции Берии распорядился о начале испытаний 29 августа в 8 часов утра по местному времени. Вскоре руководитель советского атомного проекта прибыл в Семипалатинск-21. Сам Курчатов трудился там ещё с мая 1949 года.
В ночь накануне испытаний в мастерской около башни была произведена окончательная сборка РДС. Монтаж завершили к 3 часам утра. К тому моменту начинала портиться погода, поэтому подрыв решили перенести на час раньше. В 06:00 заряд был установлен на испытательную башню, а взрыватели подключены к линии.
Башня, на которой был размещён заряд первой отечественной атомной бомбы РДС-1. Рядом – монтажный корпус. Полигон под Семипалатинском-21, 1949 год
Ровно за девять лет до того группа физиков – Курчатов, Харитон, Флёров и Петржак – передали в Академию наук СССР свой план исследований ядерной цепной реакции. Ныне первые двое находились с Берией в командном пункте в 10 км от башни, а Флёров проводил последние проверки на её верхушке. Когда он последним спустился и покинул зону эпицентра, была снята и охрана вокруг неё.
В 06:35 операторы включили электропитание, ещё через 13 минут был запущен автомат испытательного поля.
Ровно в 07:29, 29 августа 1949 года, испытательный полигон озарился невиданно ярким светом. Незадолго до того Харитон приоткрыл дверь в стене КП, противоположной от места взрыва. Увидев вспышку, как знамение успешного подрыва РДС, он закрыл дверь – ведь приближалась взрывная волна. Когда руководство вышло наружу, облако атомного взрыва уже приобрело пресловутую грибообразную форму. Восторженный Берия обнял Курчатова и Харитона и поцеловал их в лоб.
Взрыв первой отечественной атомной бомбы РДС-1 на Семипалатинском полигоне, 29 августа 1949 г.
Один из непосредственных наблюдателей испытаний оставил превосходное описание происходящего:
«На верхушке башни вспыхнул непереносимо яркий свет. На какое-то мгновение он ослаб и затем с новой силой стал быстро нарастать. Белый огненный шар поглотил башню и цех и, быстро расширяясь, меняя цвет, устремился кверху. Базисная волна, сметая на своём пути постройки, каменные дома, машины, как вал, покатилась от центра, перемешивая камни, брёвна, куски металла, пыль в одну хаотическую массу. Огненный шар, поднимаясь и вращаясь, становился оранжевым, красным…».
В то же самое время экипажи дозиметрических танков форсировали движки и десять минут спустя уже находились в эпицентре взрыва. «На месте башни зияла огромная воронка. Жёлтая песчаная почва вокруг спеклась, остекленела и жутко хрустела под гусеницами танка», – вспоминал Бурназян.
За успешное испытание атомной бомбы Берию, как председателя Спецкомитета №1, наградили Сталинской премией I степени «За организацию дела производства атомной энергии и успешное завершение испытания атомного оружия», а также присудили звание «Почётного гражданина СССР». Остальные руководители, прежде всего Курчатов и Харитон, были представлены к званию Героя Социалистического Труда, удостоены больших денежных премий и ряда льгот.
23 сентября 1949 г. президент Трумэн выступил с заявлением, касающимся вопроса об атомном взрыве, который состоялся в СССР. Президент подчеркнул, что ещё 15 ноября 1945 года «в трёхсторонней декларации президента США и премьер-министров Соединённого Королевства и Канады… ни у одной нации не может быть монополии на атомное оружие». Также в связи с этим он обозначил необходимость «эффективного контроля, осуществляемого в порядке принудительного исполнения и имеющего законную силу международного контроля над атомной энергетикой, контроля, который обеспечит правительство и большинство членов Организации Объединённых Наций». Мировое сообщество забило тревогу.
Став достоянием общественности, испытание первой советской атомной бомбы заняло первые полосы мировых газет. Русская эмиграция неистовствовала
Советский союз не опровергал того, что в СССР идут «строительные работы больших масштабов», что планируются «большие взрывные работы». Также министр иностранных дел В. М. Молотов заявил о том, что «секрет атомной бомбы» уже давно известен СССР. Для правительства США это стало сюрпризом. Они не предполагали, что СССР так скоро овладеет технологией производства ядерного оружия.
Оказалось, что место было выбрано весьма удачно, и Семипалатинский полигон был использован ещё неоднократно. В период с 1949 по 1990 год в СССР реализовалась масштабная программа ядерных испытаний, основным итогом которой стало достижение ядерного паритета с США. За это время было проведено 715 испытаний ядерного оружия и взрывов в мирных целях, в которых было взорвано 969 ядерных зарядов. Но начало этому пути положило августовское утро 1949-го, когда на небе вспыхнули два Солнца – и мир навсегда перестал быть прежним.
valentin-pikul.ru
Испытание первой атомной бомбы в СССР
15:30 / 30.08.14
Первое советское ядерное устройство под кодовым названием «РДС-1» / Фото: kultprivet.ru
Шестьдесят пять лет назад на Семипалатинском полигоне (Казахстан) прошли успешные испытания первого советского заряда для атомной бомбы.
29 августа 1949 года — Испытание первой атомной бомбы РДС–1 / Фото: perevodika.ru
Ниже приводится справочная информация.
Успешным испытаниям первого советского заряда для атомной бомбы предшествовала долгая и трудная работа учёных-физиков. Началом работ по делению ядра в СССР можно считать 1920-е годы. С 1930-х годов ядерная физика становится одним из основных направлений отечественной физической науки, а в октябре 1940 года впервые в СССР с предложением использовать атомную энергию в оружейных целях выступила группа советских ученых, подав в отдел изобретательства Красной Армии заявку «Об использовании урана в качестве взрывчатого и отравляющего вещества».
Начавшаяся в июне 1941 году война и эвакуация научных институтов, занимавшихся проблемами ядерной физики, прервали работы по созданию атомного оружия в стране. Но уже с осени 1941 года в СССР начала поступать разведывательная информация о проведении в Великобритании и США секретных интенсивных научно-исследовательских работ, направленных на разработку методов использования атомной энергии для военных целей и создание взрывчатых веществ огромной разрушительной силы.
Эти сведения заставили, несмотря на войну, возобновить в СССР работы по урановой тематике. 28 сентября 1942 года было подписано секретное постановление Государственного комитета обороны ╧ 2352сс «Об организации работ по урану», согласно которому возобновились исследования по использованию атомной энергии. В феврале 1943 года научным руководителем работ по атомной проблеме был назначен Игорь Курчатов. В Москве во главе с Курчатовым была создана Лаборатория ╧2 Академии наук СССР (ныне — Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»), которая стала заниматься исследованием атомной энергии.
Первоначально общее руководство атомной проблемой осуществлял заместитель председателя Государственного комитета обороны (ГКО) СССР Вячеслав Молотов. Но 20 августа 1945 года (через несколько дней после проведения США атомной бомбардировки японских городов) ГКО принял решение о создании Специального комитета, который возглавил Лаврентий Берия. Он стал куратором советского атомного проекта. Тогда же для непосредственного руководства научно-исследовательскими, проектными, конструкторскими организациями и промышленными предприятиями, занятыми в советском атомном проекте, было создано
Первое главное управление при СНК СССР (впоследствии Министерство среднего машиностроения СССР, ныне — Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом»). Руководителем ПГУ стал бывший до этого народным комиссаром боеприпасов Борис Ванников.
В апреле 1946 года при Лаборатории ╧2 было создано конструкторское бюро КБ-11 (ныне Российский федеральный ядерный центр — ВНИИЭФ) — одно из самых секретных предприятий по разработке отечественного ядерного оружия, главным конструктором которого был назначен Юлий Харитон. Базой для развертывания КБ-11 был выбран завод ╧550 Народного комиссариата боеприпасов, выпускавший корпуса артиллерийских снарядов. Сверхсекретный объект был размещен в 75 километрах от города Арзамаса (Горьковской области, ныне Нижегородская область) на территории бывшего Саровского монастыря. Перед КБ-11 была поставлена задача создать атомную бомбу в двух вариантах. В первом из них рабочим веществом должен быть плутоний, во втором — уран-235.
В середине 1948 года работы по варианту с ураном были прекращены из-за относительно низкой эффективности его по сравнению с затратами ядерных материалов. Первая отечественная атомная бомба имела официальное обозначение РДС-1. Расшифровывалось оно по-разному: «Россия делает сама», «Родина дарит Сталину» и т. д. Но в официальном постановлении Совета Министров СССР от 21 июня 1946 года она была зашифрована как «Реактивный двигатель специальный («С»). Создание первой советской атомной бомбы РДС-1 велось с учетом имевшихся материалов по схеме плутониевой бомбы США, испытанной в 1945 году.
Эти материалы были предоставлены советской внешней разведкой. Важным источником информации был Клаус Фукс — немецкий физик, участник работ по ядерным программам США и Великобритании. Разведматериалы по американскому плутониевому заряду для атомной бомбы позволили сократить сроки создания первого советского заряда, хотя многие технические решения американского прототипа не являлись наилучшими. Даже на начальных этапах советские специалисты могли предложить лучшие решения как заряда в целом, так и его отдельных узлов.
Поэтому первый испытанный СССР заряд для атомной бомбы был более примитивным и менее эффективным, чем оригинальный вариант, предложенный советскими учеными в начале 1949 года. Но чтобы гарантированно и в короткие сроки показать, что СССР тоже обладает атомным оружием, было принято решение на первом испытании использовать заряд, созданный по американской схеме.
Заряд для атомной бомбы РДС-1 представлял собой многослойную конструкцию, в которой перевод активного вещества — плутония в надкритическое состояние осуществлялся за счет его сжатия посредством сходящейся сферической детонационной волны во взрывчатом веществе. РДС-1 представляла собой авиационную атомную бомбу массой 4,7 тонны, диаметром 1,5 метра и длиной 3,3 метра.
Заряд для атомной бомбы РДС-1 / Фото: 50megatonn.ru
Она разрабатывалась применительно к самолету Ту-4, бомболюк которого допускал размещение «изделия» диаметром не более 1,5 метра. В качестве делящегося материала в бомбе использовался плутоний. Для производства атомного заряда бомбы в городе Челябинск-40 на Южном Урале был построен комбинат под условным номером 817 (ныне ФГУП «Производственное объединение «Маяк»). Комбинат состоял из первого советского промышленного реактора для наработки плутония, радиохимического завода для выделения плутония из облученного в реакторе урана, и завод для получения изделий из металлического плутония. Реактор комбината 817 был выведен на проектную мощность в июне 1948 года, а спустя год на предприятии получили необходимое количество плутония для изготовления первого заряда для атомной бомбы.
Место для полигона, на котором планировалось испытать заряд, было выбрано в прииртышской степи, примерно в 170 километрах западнее Семипалатинска в Казахстане. Под полигон была отведена равнина диаметром примерно 20 километров, окруженная с юга, запада и севера невысокими горами. На востоке этого пространства находились небольшие холмы. Строительство полигона, получившего название учебный полигон ╧2 Министерства Вооруженных сил СССР (в последующем Министерства обороны СССР), было начато в 1947 году, а к июлю 1949 года в основном было закончено.
Для проведения испытаний на полигоне была подготовлена опытная площадка диаметром 10 километров, разбитая на сектора. Она была оборудована специальными сооружениями, обеспечивающими проведение испытаний, наблюдение и регистрацию физических исследований. В центре опытного поля смонтировали металлическую решетчатую башню высотой 37,5 метра, предназначенную для установки заряда РДС-1. На расстоянии одного километра от центра было сооружено подземное здание для аппаратуры, регистрирующей световые, нейтронные и гамма-потоки ядерного взрыва.
Для изучения воздействия ядерного взрыва на опытном поле были построены отрезки тоннелей метро, фрагменты взлетно-посадочных полос аэродромов, размещены образцы самолетов, танков, артиллерийских ракетных установок, корабельных надстроек различных типов. Для обеспечения работы физического сектора на полигоне было построено 44 сооружения и проложена кабельная сеть протяженностью 560 километров.
В июне-июле 1949 года на полигон были направлены две группы работников КБ-11 со вспомогательным оборудованием и хозяйственным инвентарем, а 24 июля туда прибыла группа специалистов, которая должна была принимать непосредственное участие в подготовке атомной бомбы к испытаниям. 5 августа 1949 года правительственная комиссия по проведению испытания РДС-1 дала заключение о полной готовности полигона. 21 августа специальным поездом на полигон были доставлены плутониевый заряд и четыре нейтронных запала, один из которых должен был использоваться при подрыве боевого изделия. 24 августа 1949 года на полигон прибыл Курчатов.
И.В.Курчатов / Фото: 900igr.net
К 26 августа вся подготовительная работа на полигоне была завершена. Руководитель опыта Курчатов отдал распоряжение об испытании РДС-1 29 августа в восемь часов утра по местному времени и проведении подготовительных операций, начиная с восьми часов утра 27 августа. Утром 27 августа вблизи центральной башни началась сборка боевого изделия.
Днем 28 августа подрывники провели последний полный осмотр башни, подготовили к подрыву автоматику и проверили подрывную кабельную линию. В четыре часа дня 28 августа в мастерскую у башни был доставлен плутониевый заряд и нейтронные запалы к нему. Окончательный монтаж заряда был завершен к трем часам утра 29 августа. В четыре часа утра монтажники выкатили изделие из сборочной мастерской по рельсовому пути и установили его в клети грузового подъемника башни, а затем подняли заряд на верх башни.
К шести часам было завершено снаряжение заряда взрывателями и подключение его к подрывной схеме. Затем началась эвакуация всех людей с испытательного поля. В связи с ухудшением погоды Курчатов принял решение о переносе взрыва с 8.00 на 7.00. В 6.35 операторы включили питание системы автоматики. За 12 минут до взрыва был включен автомат поля. За 20 секунд до взрыва оператор включил главный разъем (рубильник), соединяющий изделие с системой автоматики управления.
С этого момента все операции выполняло автоматическое устройство. За шесть секунд до взрыва главный механизм автомата включил питание изделия и часть приборов поля, а за одну секунду включил все остальные приборы, выдал сигнал подрыва.
Ровно в семь часов 29 августа 1949 года вся местность озарилась ослепительным светом, который ознаменовал, что СССР успешно завершил разработку и испытание своего первого заряда для атомной бомбы. Мощность заряда составила 22 килотонны в тротиловом эквиваленте.
Через 20 минут после взрыва к центру поля были направлены два танка, оборудованные свинцовой защитой, для проведения радиационной разведки и осмотра центра поля. Разведкой было установлено, что все сооружения в центре поля снесены. На месте башни зияла воронка, почва в центре поля оплавилась, и образовалась сплошная корка шлака. Гражданские здания и промышленные сооружения были полностью или частично разрушены.
Использованная в опыте аппаратура позволила провести оптические наблюдения и измерения теплового потока, параметров ударной волны, характеристик нейтронного и гамма-излучений, определить уровень радиоактивного загрязнения местности в районе взрыва и вдоль следа облака взрыва, изучить воздействие поражающих факторов ядерного взрыва на биологические объекты.
За успешную разработку и испытание заряда для атомной бомбы несколькими закрытыми указами Президиума Верховного Совета СССР от 29 октября 1949 года орденами и медалями СССР была награждена большая группа ведущих исследователей, конструкторов, технологов; многим было присвоено звание лауреатов Сталинской премии, а более 30 человек получили звание Героя Социалистического Труда.
В результате успешного испытания РДС-1 СССР ликвидировал американскую монополию на обладание атомным оружием, став второй ядерной державой мира.
МОСКВА, РИА Новости
www.arms-expo.ru
Испытание первой атомной бомбы в СССР
29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне (Казахстан) прошли успешные испытания первого советского заряда для атомной бомбы.
Этому событию предшествовала долгая и трудная работа учёных-физиков. Началом работ по делению ядра в СССР можно считать 1920-е годы.
С 1930-х годов ядерная физика становится одним из основных направлений отечественной физической науки, а в октябре 1940 года впервые в СССР с предложением использовать атомную энергию в оружейных целях выступила группа советских ученых, подав в отдел изобретательства Красной Армии заявку «Об использовании урана в качестве взрывчатого и отравляющего вещества».
Начавшаяся в июне 1941 году война и эвакуация научных институтов, занимавшихся проблемами ядерной физики, прервали работы по созданию атомного оружия в стране. Но уже с осени 1941 года в СССР начала поступать разведывательная информация о проведении в Великобритании и США секретных интенсивных научно-исследовательских работ, направленных на разработку методов использования атомной энергии для военных целей и создание взрывчатых веществ огромной разрушительной силы.
Эти сведения заставили, несмотря на войну, возобновить в СССР работы по урановой тематике. 28 сентября 1942 года было подписано секретное постановление Государственного комитета обороны № 2352сс «Об организации работ по урану», согласно которому возобновились исследования по использованию атомной энергии.
В феврале 1943 года научным руководителем работ по атомной проблеме был назначен Игорь Курчатов. В Москве во главе с Курчатовым была создана Лаборатория № 2 Академии наук СССР (ныне — Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»), которая стала заниматься исследованием атомной энергии.
Первоначально общее руководство атомной проблемой осуществлял заместитель председателя Государственного комитета обороны (ГКО) СССР Вячеслав Молотов. Но 20 августа 1945 года (через несколько дней после проведения США атомной бомбардировки японских городов) ГКО принял решение о создании Специального комитета, который возглавил Лаврентий Берия. Он стал куратором советского атомного проекта.
Тогда же для непосредственного руководства научно-исследовательскими, проектными, конструкторскими организациями и промышленными предприятиями, занятыми в советском атомном проекте, было создано Первое главное управление при СНК СССР (впоследствии Министерство среднего машиностроения СССР, ныне — Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом»). Руководителем ПГУ стал бывший до этого народным комиссаром боеприпасов Борис Ванников.
В апреле 1946 года при Лаборатории № 2 было создано конструкторское бюро КБ-11 (ныне Российский федеральный ядерный центр — ВНИИЭФ) — одно из самых секретных предприятий по разработке отечественного ядерного оружия, главным конструктором которого был назначен Юлий Харитон. Базой для развертывания КБ-11 был выбран завод N 550 Народного комиссариата боеприпасов, выпускавший корпуса артиллерийских снарядов.
Сверхсекретный объект был размещен в 75 километрах от города Арзамаса (Горьковской области, ныне Нижегородская область) на территории бывшего Саровского монастыря.
Перед КБ-11 была поставлена задача создать атомную бомбу в двух вариантах. В первом из них рабочим веществом должен быть плутоний, во втором — уран-235. В середине 1948 года работы по варианту с ураном были прекращены из-за относительно низкой эффективности его по сравнению с затратами ядерных материалов.
Первая отечественная атомная бомба имела официальное обозначение РДС-1. Расшифровывалось оно по-разному: «Россия делает сама», «Родина дарит Сталину» и т. д. Но в официальном постановлении Совета Министров СССР от 21 июня 1946 года она была зашифрована как «Реактивный двигатель специальный («С»).
Создание первой советской атомной бомбы РДС-1 велось с учетом имевшихся материалов по схеме плутониевой бомбы США, испытанной в 1945 году. Эти материалы были предоставлены советской внешней разведкой. Важным источником информации был Клаус Фукс — немецкий физик, участник работ по ядерным программам США и Великобритании.
Разведматериалы по американскому плутониевому заряду для атомной бомбы позволили сократить сроки создания первого советского заряда, хотя многие технические решения американского прототипа не являлись наилучшими. Даже на начальных этапах советские специалисты могли предложить лучшие решения как заряда в целом, так и его отдельных узлов. Поэтому первый испытанный СССР заряд для атомной бомбы был более примитивным и менее эффективным, чем оригинальный вариант заряда, предложенный советскими учеными в начале 1949 года. Но для того чтобы гарантированно и в короткие сроки показать, что СССР тоже обладает атомным оружием, было принято решение на первом испытании использовать заряд, созданный по американской схеме.
Заряд для атомной бомбы РДС-1 представлял собой многослойную конструкцию, в которой перевод активного вещества — плутония в надкритическое состояние осуществлялся за счет его сжатия посредством сходящейся сферической детонационной волны во взрывчатом веществе.
РДС-1 представляла собой авиационную атомную бомбу массой 4,7 тонны, диаметром 1,5 метра и длиной 3,3 метра. Она разрабатывалась применительно к самолету Ту-4, бомболюк которого допускал размещение «изделия» диаметром не более 1,5 метра. В качестве делящегося материала в бомбе использовался плутоний.
Для производства атомного заряда бомбы в городе Челябинск-40 на Южном Урале был построен комбинат под условным номером 817 (ныне ФГУП «Производственное объединение «Маяк»). Комбинат состоял из первого советского промышленного реактора для наработки плутония, радиохимического завода для выделения плутония из облученного в реакторе урана, и завод для получения изделий из металлического плутония.
Реактор комбината 817 был выведен на проектную мощность в июне 1948 года, а спустя год на предприятии получили необходимое количество плутония для изготовления первого заряда для атомной бомбы.
«Начинка» бомбы «501» — заряд РДС-1
Место для полигона, на котором планировалось испытать заряд, было выбрано в прииртышской степи, примерно в 170 километрах западнее Семипалатинска в Казахстане. Под полигон была отведена равнина диаметром примерно 20 километров, окруженная с юга, запада и севера невысокими горами. На востоке этого пространства находились небольшие холмы.
Строительство полигона, получившего название учебный полигон № 2 Министерства Вооруженных сил СССР (в последующем Министерства обороны СССР), было начато в 1947 году, а к июлю 1949 года в основном было закончено.
Для проведения испытаний на полигоне была подготовлена опытная площадка диаметром 10 километров, разбитая на сектора. Она была оборудована специальными сооружениями, обеспечивающими проведение испытаний, наблюдение и регистрацию физических исследований. В центре опытного поля смонтировали металлическую решетчатую башню высотой 37,5 метра, предназначенную для установки заряда РДС-1. На расстоянии одного километра от центра было сооружено подземное здание для аппаратуры, регистрирующей световые, нейтронные и гамма-потоки ядерного взрыва. Для изучения воздействия ядерного взрыва на опытном поле были построены отрезки тоннелей метро, фрагменты взлетно-посадочных полос аэродромов, размещены образцы самолетов, танков, артиллерийских ракетных установок, корабельных надстроек различных типов. Для обеспечения работы физического сектора на полигоне было построено 44 сооружения и проложена кабельная сеть протяженностью 560 километров.
В июне-июле 1949 года на полигон были направлены две группы работников КБ-11 со вспомогательным оборудованием и хозяйственным инвентарем, а 24 июля туда прибыла группа специалистов, которая должна была принимать непосредственное участие в подготовке атомной бомбы к испытаниям.
5 августа 1949 года правительственная комиссия по проведению испытания РДС-1 дала заключение о полной готовности полигона.
21 августа специальным поездом на полигон были доставлены плутониевый заряд и четыре нейтронных запала, один из которых должен был использоваться при подрыве боевого изделия.
24 августа 1949 года на полигон прибыл Курчатов. К 26 августа вся подготовительная работа на полигоне была завершена. Руководитель опыта Курчатов отдал распоряжение об испытании РДС-1 29 августа в восемь часов утра по местному времени и проведении подготовительных операций, начиная с восьми часов утра 27 августа.
Утром 27 августа вблизи центральной башни началась сборка боевого изделия. Днем 28 августа подрывники провели последний полный осмотр башни, подготовили к подрыву автоматику и проверили подрывную кабельную линию.
В четыре часа дня 28 августа в мастерскую у башни был доставлен плутониевый заряд и нейтронные запалы к нему. Окончательный монтаж заряда был завершен к трем часам утра 29 августа. В четыре часа утра монтажники выкатили изделие из сборочной мастерской по рельсовому пути и установили его в клети грузового подъемника башни, а затем подняли заряд на верх башни. К шести часам было завершено снаряжение заряда взрывателями и подключение его к подрывной схеме. Затем началась эвакуация всех людей с испытательного поля.
В связи с ухудшением погоды Курчатов принял решение о переносе взрыва с 8.00 на 7.00.
В 6.35 операторы включили питание системы автоматики. За 12 минут до взрыва был включен автомат поля. За 20 секунд до взрыва оператор включил главный разъем (рубильник), соединяющий изделие с системой автоматики управления. С этого момента все операции выполняло автоматическое устройство. За шесть секунд до взрыва главный механизм автомата включил питание изделия и часть приборов поля, а за одну секунду включил все остальные приборы, выдал сигнал подрыва.
Ровно в семь часов 29 августа 1949 года вся местность озарилась ослепительным светом, который ознаменовал, что СССР успешно завершил разработку и испытание своего первого заряда для атомной бомбы.
Мощность заряда составила 22 килотонны в тротиловом эквиваленте.
Через 20 минут после взрыва к центру поля были направлены два танка, оборудованные свинцовой защитой, для проведения радиационной разведки и осмотра центра поля. Разведкой было установлено, что все сооружения в центре поля снесены. На месте башни зияла воронка, почва в центре поля оплавилась, и образовалась сплошная корка шлака. Гражданские здания и промышленные сооружения были полностью или частично разрушены.
Использованная в опыте аппаратура позволила провести оптические наблюдения и измерения теплового потока, параметров ударной волны, характеристик нейтронного и гамма-излучений, определить уровень радиоактивного загрязнения местности в районе взрыва и вдоль следа облака взрыва, изучить воздействие поражающих факторов ядерного взрыва на биологические объекты.
За успешную разработку и испытание заряда для атомной бомбы несколькими закрытыми указами Президиума Верховного Совета СССР от 29 октября 1949 года орденами и медалями СССР была награждена большая группа ведущих исследователей, конструкторов, технологов; многим было присвоено звание лауреатов Сталинской премии, а более 30 человек получили звание Героя Социалистического Труда.
В результате успешного испытания РДС-1 СССР ликвидировал американскую монополию на обладание атомным оружием, став второй ядерной державой мира.
Советская атомная бомба была сделана за 2 года 8 месяцев
(в США на это ушло 2 года 7 месяцев).Конструкция заряда повторяла американского «Толстяка», хотя электронная начинка была советской разработки. Атомный заряд представлял собой многослойную конструкцию, в которой перевод плутония в критическое состояние осуществлялся путем сжатия сходящейся сферической детонационной волной. В центре заряда размещалось 5 кг плутония, в виде двух полых полусфер, окруженных массивной оболочкой из урана-238 (тампером).
Эта оболочка служила для инерционного сдерживания раздувающегося в процессе цепной реакции ядра, чтобы как можно большая часть плутония успела прореагировать и, кроме того, служила отражателем и замедлителем нейтронов (нейтроны с низкими энергиями наиболее эффективно поглощаются ядрами плутония, вызывая их деление). Тампер был окружен оболочкой из алюминия которая обеспечивала равномерность сжатия ядерного заряда ударной волной. В полости плутониевого ядра устанавливался нейтронный инициатор (запал) – шарик диаметром порядка 2 см. из бериллия, покрытый тонким слоем полония-210.
При сжатии ядерного заряда бомбы ядра полония и бериллия сближаются, и испускаемые радиоактивным полонием-210 альфа-частицы выбивают из бериллия нейтроны которые инициируют цепную ядерную реакцию деления плутония-239. Одним из наиболее сложных узлом был заряд ВВ состоявший из двух слоев. Внутренний слой представлял собой два полусферических основания из сплава тротила с гексогеном, внешний собирался из отдельных элементов имевших различную скорость детонации. Внешний слой, предназначенный для формирования в основании ВВ сферической сходящейся детонационной волны, получил название фокусирующей системы.
В целях безопасности установка узла содержащего делящийся материал осуществлялось непосредственно перед применением заряда. Для этого в сферическом заряде ВВ имелось сквозное коническое отверстие, которое закрывалось пробкой из ВВ, а в наружном и внутренних корпусах имелись отверстия закрывавшиеся крышками. Мощность взрыва была обусловлена расщеплением ядер примерно килограмм плутония, остальные 4 кг не успевали прореагировать и бесполезно распылялись.
opoccuu.com/290811.htm
Чертеж атомной бомбы, который фигурировал в 1953 году на суде по делу супругов Розенбергов, обвиняемых в атомном шпионаже в пользу СССР.
Что интересно, чертеж был секретным и не был продемонстрирован ни судье, ни присяжным. Рисунок был рассекречен лишь в 1966 году. Фото: Department of Justice. Office of the U.S. Attorney for the Southern Judicial District of New York . Источник Источник
Интересно, что можно изготовить по этому чертежу?
спасибо
feldgrau.info