в каком году изобрели атомную

Молодой, но перспективный

28 сентября 1942 года Сталин подписал секретный документ «Об организации работ по урану».

Игорь Васильевич Курчатов

Поэтому работа в Лаборатории № 2 велась авральными темпами, которые требовали как поставок и создания новейших материалов и оборудования (и это в военное время!), так и изучения данных разведки, которой удавалось заполучить часть информации об американских исследованиях.

— Разведка помогла ускорить работу и приблизительно на год сократить наши усилия, — отметил советник директора НИЦ «Курчатовский институт» Андрей Гагаринский. — В «отзывах» Курчатова о разведматериалах Игорь Васильевич по существу давал разведчикам задания, о чем именно хотелось бы узнать ученым.

Не существующий в природе

Ученые Лаборатории № 2 перевезли из только что освобожденного Ленинграда циклотрон, который был запущен еще в 1937 году, — тогда он стал первым в Европе. Эта установка была необходима для нейтронного облучения урана. Так удалось накопить начальное количество не существующего в природе плутония, который впоследствии стал основным материалом для первой советской атомной бомбы РДС-1.

Графитовая кладка первого в Евразии ядерного реактора Ф-1, запущенного академиком Игорем Курчатовым в декабре 1946 года. 1971 год

Затем производство данного элемента удалось наладить с помощью первого в Евразии атомного реактора Ф-1 на уран-графитовых блоках, который был сооружен в Лаборатории № 2 в кратчайшие сроки (всего за 16 месяцев) и пущен 25 декабря 1946 года под руководством Игоря Курчатова.

Промышленных же объемов выпуска плутония физики добились после постройки реактора под литерой А в городе Озерске Челябинской области (также ученые называли его «Аннушка») — на проектную мощность установка вышла 22 июня 1948 года, что уже вплотную приблизило проект по созданию ядерного заряда.

В сфере сжатия

Испытания бомбы решили провести на Семипалатинском полигоне, который специально обустроили для того, чтобы оценить воздействие взрыва на самые различные строения, технику и даже животных.

Также на территории размещался биологический сектор, где находились загоны и клетки с подопытными животными.

Встречи на берегу

Остались у Власова и воспоминания об отношении коллектива к руководителю проекта в период испытаний.

–– В это время за Курчатовым уже прочно укрепилось прозвище Борода (он изменил свой облик в 1942 году), а его популярность охватила не только ученую братию всех специальностей, но и офицеров и солдат, –– пишет очевидец. –– Руководители групп гордились встречами с ним.

Некоторые особо секретные собеседования Курчатов вел в неформальной обстановке — например, на берегу реки, приглашая нужного человека на купание.

Конец монополии

–– На юге вспыхнуло зарево и появился красный полукруг, похожий на взошедшее солнце, –– вспоминает Николай Власов. –– А через три минуты после того, как зарево угасло, а облако растворилось в предрассветной дымке, до нас дошел раскатистый грохот взрыва, похожий на отдаленный гром могучей грозы.

Взрыв атомной бомбы РДС-1. 29 августа 1949 года

Приехав на место срабатывания РДС-1, (см. справку) ученые могли оценить все разрушения, которые за ним последовали. По их словам, от центральной башни не осталось никаких следов, стены ближайших домов рухнули, а вода в бассейне полностью испарилась от высокой температуры.

Александр Колдобский, заместитель директора Института международных отношений НИЯУ «МИФИ», ветеран атомной энергетики и промышленности:

Источник

Первыми за дело взялись немцы. В декабре 1938 года их физики Отто Ган и Фриц Штрассман впервые в мире осуществили искусственное расщепление ядра атома урана. В апреле 1939 года в адрес военного руководства Германии поступило письмо профессоров Гамбургского университета П. Хартека и В. Грота, в котором указывалось на принципиальную возможность создания нового вида высокоэффективного взрывчатого вещества. Ученые писали: «Та страна, которая первой сумеет практически овладеть достижениями ядерной физики, приобретет абсолютное превосходство над другими». И вот уже в имперском министерстве науки и образования проводится совещание на тему «О самостоятельно распространяющейся (то есть цепной) ядерной реакции». Среди участников профессор Э. Шуман, руководитель исследовательского отдела Управления вооружений Третьего рейха. Не откладывая, перешли от слов к делу. Уже в июне 1939 года началось сооружение первой в Германии реакторной установки на полигоне Куммерсдорф под Берлином. Был принят закон о запрете вывоза урана за пределы Германии, а в Бельгийском Конго срочно закупили большое количество урановой руды.

Германия начинает и… проигрывает

К участию в проекте были привлечены 22 организации, в том числе такие известные научные центры, как Физический институт Общества Кайзера Вильгельма, Институт физической химии Гамбургского университета, Физический институт Высшей технической школы в Берлине, Физико-химический институт Лейпцигского университета и многие другие. Проект курировал лично имперский министр вооружений Альберт Шпеер. На концерн «ИГ Фарбениндустри» было возложено производство шестифтористого урана, из которого возможно извлечение изотопа урана-235, способного к поддержанию цепной реакции. Этой же компании поручалось и сооружение установки по разделению изотопов. В работах непосредственно участвовали такие маститые ученые, как Гейзенберг, Вайцзеккер, фон Арденне, Риль, Позе, нобелевский лауреат Густав Герц и другие.

В 1944 году Гейзенберг получил литые урановые пластины для большой реакторной установки, под которую в Берлине уже сооружался специальный бункер. Последний эксперимент по достижению цепной реакции был намечен на январь 1945 года, но 31 января все оборудование спешно демонтировали и отправили из Берлина в деревню Хайгерлох неподалеку от швейцарской границы, где оно было развернуто только в конце февраля. Реактор содержал 664 кубика урана общим весом 1525 кг, окруженных графитовым замедлителем-отражателем нейтронов весом 10 т. В марте 1945 года в активную зону дополнительно влили 1,5 т тяжелой воды. 23 марта в Берлин доложили, что реактор заработал. Но радость была преждевременна — реактор не достиг критической точки, цепная реакция не пошла. После перерасчетов оказалось, что количество урана необходимо увеличить по крайней мере на 750 кг, пропорционально увеличив массу тяжелой воды. Но запасов ни того ни другого уже не оставалось. Конец Третьего рейха неумолимо приближался. 23 апреля в Хайгерлох вошли американские войска. Реактор был демонтирован и вывезен в США.

Тем временем за океаном

В СССР первые сведения о работах, проводимых как союзниками, так и противником, были доложены Сталину разведкой еще в 1943 году. Сразу же было принято решение о развертывании подобных работ в Союзе. Так начался советский атомный проект. Задания получили не только ученые, но и разведчики, для которых добыча ядерных секретов стала сверхзадачей.

Опыт недавних врагов и союзников

Лабораторией «А» руководил барон Манфред фон Арденне, талантливый физик, разработавший метод газодиффузионной очистки и разделения изотопов урана в центрифуге. Поначалу его лаборатория располагалась на Октябрьском поле в Москве. К каждому немецкому специалисту было приставлено по пять-шесть советских инженеров. Позже лаборатория переехала в Сухуми, а на Октябрьском поле со временем вырос знаменитый Курчатовский институт. В Сухуми на базе лаборатории фон Арденне сложился Сухумский физико-технический институт. В 1947 году Арденне удостоился Сталинской премии за создание центрифуги для очистки изотопов урана в промышленных масштабах. Через шесть лет Арденне стал дважды Сталинским лауреатом. Жил он с женой в комфортабельном особняке, жена музицировала на привезенном из Германии рояле. Не были обижены и другие немецкие специалисты: они приехали со своими семьями, привезли с собой мебель, книги, картины, были обеспечены хорошими зарплатами и питанием. Были ли они пленными? Академик А.П. Александров, сам активный участник атомного проекта, заметил: «Конечно, немецкие специалисты были пленными, но пленными были и мы сами».

Николаус Риль, уроженец Санкт-Петербурга, в 1920-е годы переехавший в Германию, стал руководителем лаборатории «Б», которая проводила исследования в области радиационной химии и биологии на Урале (ныне город Снежинск). Здесь с Рилем работал его старый знакомый еще по Германии, выдающийся русский биолог-генетик Тимофеев-Ресовский («Зубр» по роману Д. Гранина).

Получив признание в СССР как исследователь и талантливый организатор, умеющий находить эффективные решения сложнейших проблем, доктор Риль стал одной из ключевых фигур советского атомного проекта. После успешного испытания советской бомбы он стал Героем Социалистического Труда и лауреатом Сталинской премии.

Работы лаборатории «В», организованной в Обнинске, возглавил профессор Рудольф Позе, один из пионеров в области ядерных исследований. Под его руководством были созданы реакторы на быстрых нейтронах, первая в Союзе АЭС, началось проектирование реакторов для подводных лодок. Объект в Обнинске стал основой для организации Физико-энергетического института имени А.И. Лейпунского. Позе работал до 1957 года в Сухуми, затем — в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне.

Руководителем лаборатории «Г», размещенной в сухумском санатории «Агудзеры», стал Густав Герц, племянник знаменитого физика XIX века, сам известный ученый. Он получил признание за серию экспериментов, ставших подтверждением теории атома Нильса Бора и квантовой механики. Результаты его весьма успешной деятельности в Сухуми в дальнейшем были использованы на промышленной установке, построенной в Новоуральске, где в 1949 году была выработана начинка для первой советской атомной бомбы РДС-1. За свои достижения в рамках атомного проекта Густав Герц в 1951 году удостоился Сталинской премии.

Немецкие специалисты, получившие разрешение вернуться на родину (естественно, в ГДР), давали подписку о неразглашении в течение 25 лет сведений о своем участии в советском атомном проекте. В Германии они продолжали работать по специальности. Так, Манфред фон Арденне, дважды удостоенный Национальной премии ГДР, занимал должность директора Физического института в Дрездене, созданного под эгидой Научного совета по мирному применению атомной энергии, которым руководил Густав Герц. Национальную премию получил и Герц — как автор трехтомного труда-учебника по ядерной физике. Там же, в Дрездене, в Техническом университете, работал и Рудольф Позе.

Манфред фон Арденне, разработавший метод газодиффузионной очистки и разделения изотопов урана в центрифуге.

Помощь из-за океана

Пионеры деления ядер

К. А. Петржак и Г. Н. Флеров
В 1940 году в лаборатории Игоря Курчатова двумя молодыми физиками был открыт новый, очень своеобразный вид радиоактивного распада атомных ядер — спонтанное деление.

Источник

Немного истории

Уже на тот момент Гейзенберг понимал, что существуют два способа освободить энергию уранового ядра: помещение строго определенной массы урана в «урановую топку» (атомный реактор) и освобождение энергии путем взрыва. В первом способе использовалась смесь урана с веществами, играющими роль замедлителя «быстрых нейтронов», поскольку полученные в процессе реакции деления нейтроны с определенной энергией хорошо поглощаются ураном. Во втором способе предполагалось использование редкого изотопа урана-235, который, по мнению некоторых ученых, позволял добиться самого высокого выхода энергии в процессе деления на так называемых «тепловых нейтронах». В 1939 году Гейзенберг представил секретный отчет, в котором в качестве замедлителей предлагались углерод и тяжелая вода. Но в 1940 году из-за экономических причин было принято решение остановиться на последней (В оккупированной Норвегии существовало необходимое производство).

Манхэттенский проект

Перл-Харбор 7 декабря 1941 года

17 июня 1942 года Вэнивар Буш, руководитель Управления научных исследований и разработок США, представил президенту доклад, в котором излагался план расширения проекта по созданию атомной бомбы. Большое внимание в докладе уделялось урану-235 и плутонию-239, а также способам получения делящихся веществ. С этого момента начался «Манхэттенский проект» — кодовое название программы США по созданию атомной бомбы (официальная дата начала 17 сентября 1942 года). Проект возглавил генерал Лесли Гровс. Руководить научной частью проекта предложили профессору Роберту Оппенгеймеру. Первоначальные исследования сконцентрировались на изучении особенностей протекания цепной реакции деления ядра. Для осуществления реакции требовалось достаточное количество делящегося материала. Перспективными направлениями в этой области считались получение урана 235 путём обогащения природного урана и наработка плутония-239 путем облучения природного урана-238 нейтронами, поэтому работа над обоими направлениями велась параллельно.

Приложение доклада Буша Рузвельту. Источник — sciencephoto.com

2 декабря 1942 года успешно завершилась демонстрация самоподдерживающейся цепной реакции на первом ядерном реакторе, построенном под руководством Энрико Ферми. На сооружение ушло около 46 тонн урана и около 385 тонн графита. К 1945 году было создано три бомбы: плутониевая «Штучка» (взорвана во время испытания «Тринити»), урановый «Малыш» (сброшена на Хиросиму 6 августа 1945 года) и плутониевый «Толстяк» (сброшена на Нагасаки 9 августа 1945 года). Ниже представлены характеристики сброшенных на Японию бомб:

Советская атомная бомба

28 сентября 1942 года было принято постановление «Об организации работ по урану». Эта дата считается началом советского ядерного проекта. Весной следующего года для разработки атомной бомбы была сформирована Лаборатория №2 АН СССР. Выбор руководителя новой структуры осуществлялся на самых верхах: из пятидесяти фамилий в списке кандидатур Лаврентий Берия выбрал Игоря Курчатова. 9 апреля 1946 года было принято постановление о создании КБ при Лаборатории №2.

Постановление «Об организации работ по урану». Источник — school.rusarchives.ru

Советский прототип атомной бомбы получил название РДС-1. Изделие представляло собой устройство мощностью 22 килотонны. Для того, чтобы догнать США, ушедшие вперед в области ядерных технологий, и установить паритет, было принято решение идти путем копирования американских прототипов. Научно-техническую информацию об американских атомных бомбах получили разведывательным путем. Конструкция РДС-1 во многом опиралась на американского «Толстяка». Толстяк работал на основе распада плутония-239 и имел имплозивную схему подрыва: по периметру делящегося вещества взрываются заряды, которые создают взрывную волну, сжимающую вещество в центре и инициирующую цепную реакцию. Некоторые элементы системы РДС-1, такие как баллистический корпус и электронная начинка, были своими.

Ядерное разоружение

На фоне развития атомных технологий в конце первой половины 20-го века, одной из первых резолюций ООН стало учреждение 24 января 1946 года комиссии для рассмотрения проблем, возникших в связи с открытием атомной энергии. Задачей комиссии была выдача рекомендаций(!) по, как уже было сказано, проблемам использования атома. Первоочередными были следующие вопросы:

Первая резолюция ООН от 24 января 1946 года. Источник — undocs.org

8 декабря 1953 прозвучала одна из первых речей (со стороны государства с ядерным оружием) с призывом отказаться от бессмысленной гонки вооружения — «Атом для мира» Дуайт Дэвид Эйзенхауэр(США). Эта речь была частью проводимой в то время в США медиа-кампании «Операция откровенность». До этого момента тема атомных технологий была окутана пеленой, и данная кампания была направлена на просвещение американского общества о ядерном будущем.

«… Я чувствую себя вынужденным говорить сейчас на языке, который до некоторой степени для меня нов, — на языке, к которому я, проведший всю мою жизнь на военной службе, предпочел бы никогда не прибегать. Этот новый язык — это язык атомной войны.» — выдержка из речи Эйзенхауэра.

В тоже время стоит отметить, что в период президентства Эйзенхауэра ядерные запасы США выросли в 20 раз (с 1000 до 20000), что ставит искренность речи под вопрос.

Почтовая марка с тезисом кампании. Источник — uatom.org

*Год заключения/вступления в силу

А что сегодня?

«Ядерный клуб»

Инфографика мировых ядерных запасов. Данные взяты с журнала «Бюллетень ученых-атомщиков«, основа для картинки с этого сайта.

Расположение российских МБР. Данные взяты из отчета о ядерном оружии в России за 2021 год. Около каждого отмеченного города находится несколько пусковых установок, вплоть до 6, как в Татищево.

«Ядерная триада»

Боевой железнодорожный ракетный комплекс в музее Октябрьской железной дороги, Санкт-Петербург. Источник — Википедия.

Методы противодействия

Кратчайшая траектория между Россией и США проходит через северный полюс

Полёт МБР состоит из 3-х фаз: взлёт, полёт за пределами атмосферы и вход в атмосферу. Системы ПРО условно можно разделить на три группы по фазе полета, на которой предполагается уничтожение ракеты с помощью другой ракеты — противоракеты.

Перехват во время взлёта

В момент взлёта и разгона МБР наиболее уязвима. С технической точки зрения это наиболее оптимальный момент для перехвата ракеты: относительно низкая скорость, довольно крупная и, главное, заметная для систем наведения цель, отсутствие различных «обманок» — ложных целей, а также факт того, что уничтожение ракеты приведет к уничтожению всех боеголовок. Но подобная уязвимость компенсируется комплексом систем преодоления ПРО (КСП ПРО), наземными системами защиты, и запуском ракеты из глубинных регионов страны. На взлете КСП ПРО заключается в маневрировании, защите от сторонних факторов (в том числе поражающих факторов ядерного взрыва), а также вращении. При этом на перехват ракеты имеется от одной до трех минут, что подразумевает необходимость размещения про в непосредственной близости к месту запуска, например, на корабле. В теории возможен вариант с размещением системы ПРО в космосе, но при этом возникает вопрос, насколько такое решение будет правомерным с точки зрения договора о космосе 1967 года. Также такая система ПРО, перехватывающая на ракету взлёте, по очевидным причинам не сможет противостоять запускам с подлодок. В общем, при всей уязвимости МБР во время взлета, для успешного перехвата необходимо знать местоположение ракеты, а также разместить поблизости систему ПРО, что если не невозможно, то крайне затруднительно.

Взлёт межконтинентальной баллистической ракеты 15Ж65 Тополь-М. Источник — missilery.info

Перехват за пределами атмосферы

Следующая стадия полета длится от 10 до 20 минут, что позволяет размещать системы ПРО в большем удалении, а также потратить больше времени на реакцию и решение, в случае возможной ложной тревоги. Ну, собственно, положительные аспекты сложившейся ситуации закончились. После выхода из атмосферы, боевые блоки МБР отделяются от ускорителя и движутся по инерции. Также продолжает работу КСП ПРО: создаёт ложные цели, различные помехи. Для большей незаметности ядерные боеголовки экранируются, становясь менее заметными для ПРО. Большое количество МБР выводит головную часть с несколькими ядерными боеголовками, так что у системы ПРО не одна потенциальная цель, а несколько. Подобная техническая сложность вкупе с необходимостью сбивать цель за пределами атмосферы соответствующим образом сказывается на стоимости.

Схема работы МБР за пределами атмосферы. Источник — militaryarms.ru

Перехват во время входа в атмосферу

Завершающая стадия полета ядерной боеголовки и последний шанс для ПРО перехватить её. Во время входа в атмосферу боеголовка находится в непосредственной близости от своей цели, что позволяет развертывать системы ПРО прямо на своей территории. Также при входе в атмосферу ложные цели выдадут себя (легкие цели сильнее тормозят при входе в атмосферу) и эффективность КСП ПРО сильно снизится. Однако эта стадия полёта явно не может похвастаться своей продолжительностью, поэтому действовать придется быстро. А если на цель направлено большое количество ядерных боеголовок, то поблизости может не хватить противоракет. При этом, стоимость таких ракет будет заметно ниже, чем в предыдущем пункте.

Современные системы ПРО

Как и 60 лет назад, сегодня системы стратегической противоракетной обороны могут обеспечить защиту лишь от малого количества ракет, причем речь идет о морально устаревших технологиях. Сейчас только 3 страны занимаются стратегическими ПРО: Китай, Россия и США. В Китае на данный момент работают над несколькими противоракетами, причем одна из них совершила успешный перехват в 2013 году, а другая сбила китайский спутник. При этом только США и Россия имеют развернутые системы ПРО.

Передвижной противоракетный комплекс THAAD. Источник — ferra.ru

В России под защитой стратегической ПРО находится только Москва и частично Московская область. Система ПРО «А-135» была принята на вооружение в 1995 году и включает в себя командно-вычислительный центр, 68 противоракет ближнего перехвата 53Т6 и радиолокационную станцию Дон-2Н в Софрино. Там же расположена 9-я дивизия ПРО, управляющая А-135. Также до 2002-2003 года на вооружении находились противоракеты дальнего перехвата 51T6 с ядерной боеголовкой, но в связи с истечением срока службы были сняты с вооружения. Ходят разные слухи о дальнейшей судьбе этих противоракет (например, развертывание близ Солнечногорска), но какого-либо подтверждения данной информации нет. В теории, 51Т6 должен был производить перехват посредством ядерного взрыва на второй стадии полёта МБР. 53Т6, в отличии от старшего брата, совершает перехват на последней стадии, при входе боеголовки в атмосферу. В 2016 году начались испытания новой системы — «А-235».

Запуск ядерного оружия

Дональд Трамп со своим помощником

Россия

Ядерный чемоданчик Ельцина. Источник — rbc.ru

Великобритания

Борис Джонсон — премьер-министр Великобритании

Франция

Конституция Франция 1791 года

Китай

Про принятие решений по ядерному оружию в Китае известно не слишком много. Есть информация от 2004 года о том, что решением таких вопросов занимается Центральный военный комитет, в который входят 11 высших чинов и партийных руководителей во главе с председателем, которым является генеральный секретарь ЦК Коммунистической партии Китая.

Индия

Для решения ядерного вопроса в Индии было создано управление ядерного командования(NCA) в 2003 году. Возглавляет его премьер-министр Индии.

Пакистан

Государственная организация, уполномоченная принимать решения по ядерному вопросу в Пакистане — это Национальное командование Пакистана(NCA). Возглавляет его также, как и в Индии, премьер-министр.

КНДР

Израиль(?)

Дискуссионные вопросы о ядерном оружии

Ядерная зима

Одним из распространенных аргументов критиков ядерной зимы является тот факт, что в мире за период с 1945 по 1998 гг. было произведено около 2000 ядерных взрывов различной мощности в атмосфере и под землей, что в совокупности равно эффекту затяжного полномасштабного ядерного конфликта. В качестве контраргумента можно привести то, что ядерные испытания имеют фундаментальные отличия от обмена ударами:

Достоверность концепции ядерной зимы пошатнулась накануне операции «Буря в пустыне», когда К. Саган утверждал, что выбросы нефтяной сажи от горящих скважин приведут к сильному глобальному похолоданию на 2.5 градуса — «году без лета» по образцу 1816 г. В действительности после Первой войны в Персидском Заливе ежедневное выгорание 3 млн баррелей нефти и до 70 млн кубометров газа на протяжении года оказало на климат очень ограниченный эффект.

Непоправимый ущерб

Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!

Источник