Текст книги "Единая картина мира. Системно структурным методом"
Автор книги: Алексей Андреюшкин
сообщить о нарушении
Текущая страница: 3 (всего у книги 3 страниц)
В течение двух лет группа Гейзенберга провела исследования, необходимые для создания атомного реактора с использованием урана и тяжелой воды. Было подтверждено, что взрывчатым веществом может служить лишь один из изотопов, а именно – уран-235, содержащийся всего 1% от всего природного урана. Одной из проблем было обогащение урана. Другой проблемой программы создания бомбы был атомный реактор, для которого – в качестве замедлителя реакции – требовался графит либо тяжелая вода. Немецкие физики выбрали воду, создав себе тем самым серьезную проблему. Оккупировав Норвегию, у которой был единственный в мире завод по производству тяжелой воды, но французы тут же вывезли всю продукцию, а англичане вывели завод из строя. В Лейпциге взорвался опытный ядерный реактор.
Однако в начале 1945 года Гейзенберг имел все необходимое для монтажа новой большой реакторной установки, которая была развернута в конце февраля. Реактор содержал 664 кубика урана общим весом 1525 кг, окруженных графитовым замедлителем-отражателем нейтронов весом 10 т, кроме того в активную зону дополнительно влили 1,5 т тяжелой воды. 23 марта в Берлин доложили, что реактор заработал, но реактор не достиг критической точки, цепная реакция не пошла. Было недостаточно урана и тяжелой воды. 23 апреля в Хайгерлох вошли американские войска. Реактор был демонтирован и вывезен в США.
С небольшим отставанием шла разработка ядерного оружия в США и Англии. 16 марта 1939 года организовали встречу Джорджа Пеграм, Лео Силард, Энрико Ферми и Юджин Вигнер. Ученые договорились держать свои исследования в секрете, а также о необходимости связаться с правительством США и военным командованием, чтобы получить финансирование. 18 марта Ферми проинформировал власть о возможности применения атомной энергии в военных целях. Однако власти не проявили заинтересованности возможно из-за того, что Ферми довольно осторожно описал возможности, а также потому, что на беседе не присутствовало высокое командование.
Поговорив с приятелем Вигнеров, а также с Силордом 2 августа 1939 года, Эйнштейн подписал письмо президенту США Рузвельту, в котором рассказывалось о прогрессе физической науки в исследованиях цепных ядерных реакций, на ее основе возможности создания мощной бомбы нового типа, и просил сформировать комиссию из физиков, работающих в этой области и представителей правительства, т. к. Германия также ведет работы в этом направлении. В октябре Рузвельт создал комиссию. Сразу же от вооруженных сил США были выделены необходимые средства на секретные исследования цепных реакций. Кроме того Рузвельт создал «Национальный совет по оборонным исследованиям (NDRC)» и в его составе – «Урановый комитет» (UC), в который вначале вошли только ученые, имеющие гражданство США. Главой Уранового комитета Рузвельт назначил Лаймана Бриггса из Национального бюро стандартов. Позднее привлекались известные ученые прибывшие из других стран, но к иностранным ученым относились с большим подозрением: среди них могли оказаться шпионы. Руководителями групп по исследованию урана назначались только граждане США. Несмотря на итальянское происхождение Ферми, заслужив доверие методолога и организатора научных исследований и научного сообщества Вэнивера Буша, назначен руководителем ядерного реактора в Чикаго.
Ключевой проблемой создания реактора была урановая руда. Расщепляемым был уран-235, составляющий 07%, природный уран-238 составляет 99,03%, естественной оказалась проблема обогащения урана. Получением необходимого количества материалов занимался Силард, а Ферми проектировал ураново-графитовый ядерный реактор, пытаясь найти наилучший вариант их размещения и соотношения, чтобы получить самоподдерживающую цепную реакцию. К этому времени было известно, что чем больше размеры реактора, тем лучше протекает диффузия нейтронов. В 1941 году с трудом получено большое количество минералов урана и чистого графита. В июне 1942 года Рузвельт совместно с армейскими руководителями и управлением научных исследований начал непосредственную работу по созданию атомной бомбы. В августе эта программа была названа «Манхеттен проект», а Ферми получил пост руководителя теоретического отдела проекта. Общее руководство проектом осуществлял Джулиус Роберт Оппенгеймер.
В проекте было задействовано около 129 000 служащих, среди них специалисты строительных работах, операторы, военные специалисты. В проекте участвовали физики и другие учёные с мировым именем: Рудольф Пайерлс, Отто Фриш, Эдвард Теллер, Энрико Ферми, Нильс Бор, Клаус Фукс, Лео Силард, Джон фон Нейман, Ричард Фейнман, Джозеф Ротблат, Исидор Раби, Станислав Улам, Роберт Уилсон, Виктор Вайскопф, Герберт Йорк, Кеннет Бэйнбридж, Сэмюэл Аллисон, Эдвин Макмиллан, Роберт Оппенгеймер, Джон Лоуренс, Георгий Кистяковский, Ганс Бизе, Эрнест Лоуренс, Р. Робертс, Ф. Молер, Александр Сакс, Ханс Бете, Швебер, Буш, Эккерс, Халбан[en], Симон, Э. Вагнер, Филипп Хауге Абельсон, Джон Кокрофт, Эрнест Уолтон, Роберт Сербер, Джон Кемени, Альберт Бартлетт, Ник Метрополис, Джеймс Франк, Миртл Бачелдер.
Главной проблемой монтажа основного реактора была безопасность, поэтому пришлось перенести его в более отдаленное место. С сентября по ноябрь 1942 года соорудили 16 экспоненциальных реакторов с измерением необходимых параметров. Кроме того был спроектирован особый стержень, названный Zip, это был избыточный механизм безопасности. Расположение металлического урана идеальной чистоты в центре реактора должно увеличить коэффициент размножения, который показывает количество тепловых нейтронов, переходящих из одной реакции в другую. В ночь на 2 декабря уложен 57-й слой урана и графита, все это по расчетам Ферми должно создать критическое состояние, учитывая соотношение свободных нейтронов, участвующих в цепных реакция и нейтронов, поглощенных средствами безопасности.
Ферми внимательно наблюдал за всем происходящим. Вынимая защитные кадмиевые стержни один за другим, постепенно росло количество активных нейтронов, приближаясь к критическому. Когда достали последний стержень, Ферми улыбнулся и нарушил всеобщее молчание: «Реакция поддерживается сама». Достигнуто критическое состояние, работал первый в мире реактор с самоподдерживающейся ядерной реакцией. Открыли бутылку лучшего итальянского вина кьянти, все выпили в знак уважения Ферми и за то, что ничего не взорвалось.
Первый реактор, так называемый «Чикагская поленница» (CP-1) проработала до февраля 1943 года. Перевезена в Аргоннскую лабораторию, где она была доработана с добавлением радиологической защиты, получила название (CP-2). В 1944 году был закончен новый ядерный реактор (СР-3)с защитой на тяжелой воде.
Сразу же после удачного запуска атомного реактора был создан проект Y2 по проектированию атомной бомбы в Лос-Аламосе, которым руководил тот же Оппенгеймер, которому не раз приходилось обращаться к Ферми, мировому авторитету атомной физики, с возникшими проблемами. Было решено изготовить бомбу на основе урана-235, другую на плутоние-239 с изотопом плутония-240, которые готовились в разных реакторах. Идея создания атомной бомбы на основе урана-235 оказалась проще: при соединении двух частей данного вещества, достигается критическая масса, при которой происходит вышедшая из под контроля цепная реакция, с выделением большого количества энергии за короткое время, чтобы произошел взрыв. С плутониевой бомбой было несколько вариантов. В итоге остановились на таком: плутониевый шар взрывной волной сжимается вдвое и достигает надкритичности.
Первые сведения о работах, проводимых по разработке атомной бомбы, как союзниками, так и противником, были доложены Сталину разведкой в 1943 году. Сразу же было принято решение о развертывании подобных работ в Союзе. В одном из зданий Казанского университета начала работать секретная «Лаборатория № 2», ее руководителем назначен Курчатов. Так начался советский атомный проект. Задания получили не только ученые, но и разведчики, для которых добыча ядерных секретов стала проблемой № 1. Ценнейшие сведения о работе над атомной бомбой в США, добытые разведкой, очень помогли продвижению советского ядерного проекта. Участвовавшие в нем ученые сумели избежать тупиковых путей поиска, тем самым существенно ускорив достижение конечной цели.
33-й президент США Трумэн, сменивший Рузвельта, планировал завершить войну в мае 1945 гола. Советские войска вошли в Берлин, и 8 мая Германия капитулировала, но продолжал действовать японский фронт, союзник Германии. Трумэн провел совещание с физиками-разработчиками ядерной бомбы с целью выяснения возможности ее применения. 11 мая физики отправили Трумэну письмо, в котором не рекомендовали использовать атомную бомбу в военных целях, самое большее, продемонстрировать японцам ее мощь на пустом пространстве, хотя мнения ученых было различным.
По окончании войны из СССР в Германию была направлена группа советских физиков, среди которых были будущие академики Арцимович, Кикоин, Харитон, Щелкин. Все были в форме полковников Красной армии. Операцией руководил первый заместитель наркома внутренних дел Иван Серов, что открывало любые двери. Кроме нужных немецких ученых «полковники» разыскали тонны металлического урана, что, по признанию Курчатова, сократило работу над советской бомбой не менее чем на год. Немало урана из Германии вывезли и американцы, прихватив и специалистов, работавших над проектом. Всего по атомному проекту в СССР работали не менее 1000 немецких специалистов не только физиков, химиков, но и механиков, электротехников и других специалистов. Из Берлина была целиком вывезена лаборатория фон Арденне с урановой центрифугой, оборудование Кайзеровского института физики, документация, реактивы. В рамках атомного проекта были созданы лаборатории «А», «Б», «В» и «Г».
16 июля 1945 года, в 6:29 в пустынной местности штата Нью-Мексико Оппенгеймер дал команду взрыва первой атомной бомбы «Тринити». Испытание было успешным и произвело ужасное впечатление. Это была плутониевая бомба луковичной формы, на которую использовано 4,5 кг плутония 239. Энергия бомбы соответствовала 10 тысячам тонн тринитротолуола. Объехав место взрыва на танке, покрытом свинцом, был обнаружен кратер диаметром 365 м, покрытый твердым стеклообразным слоем ярко-зеленого цвета – расплавленным и застывшим песком. Этот новый минерал назвали тринититом, по имени бомбы.
Тем не менее, 6 августа 1945 года американский бомбардировщик B-29 сбросил на японский город Хиросиму атомную бомбу «Малыш» на основе урана-235, от 13 до 18 килотонн в тротиловом эквиваленте, от которой погибло 100 тысяч человек. 9 августа 1945, плутониевая бомба «Толстяк» стерла с лица Земли город Нагасаки, уничтожив 40 тысяч человек. Через неделю умерли еще тысячи японцев. Долгие последующие годы умирали от лучевой болезни, включая несколько поколений. После этих двух величайших катастроф в истории человечества, и стремительного продвижения Советских войск, 14 августа Япония капитулировала.
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «ЛитРес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.
