60 il əvvəl - 29 avqust 1949 -cu ildə 20 kt hasilatı elan edilən ilk Sovet atom bombası RDS -1 Semipalatinsk poliqonunda uğurla sınaqdan keçirildi. Bu hadisə sayəsində guya dünyada SSRİ ilə ABŞ arasında strateji hərbi paritet quruldu. Sovet İttifaqı üçün fəlakətli nəticələrə səbəb olan hipotetik bir müharibə soyuq birləşmə vəziyyətində həyata keçirildi.
Manhattan layihəsinin izi ilə
Sovet İttifaqının (həqiqətən də Almaniya kimi) nüvə yarışında lider olmaq üçün hər cür əsası vardı. Bu, elmin yeni hökumətin ideologiyasında oynadığı böyük rola görə baş vermədi. Kommunist Partiyasının rəhbərliyi ölümsüz əməyin "Materializm və Empirio-Tənqid" in göstərişlərinə əməl edərək "fiziki idealizmin" çiçəklənməsini narahatlıqla izləyirdi. 1930 -cu illərdə Stalin, ağır elementlərin izotoplarında müəyyən bir zəncirvari reaksiya ilə çox böyük enerjinin sərbəst buraxıla biləcəyini iddia edən fiziklərə deyil, elmdə materialist prinsipləri müdafiə edənlərə güvənməyə meylli idi.
Düzdür, sovet fizikləri nüvə enerjisindən hərbi istifadə imkanları haqqında yalnız 1941 -ci ildə danışmağa başladılar. Müharibədən əvvəl İqor Vasilyeviç Kurçatov laboratoriyasında (1903-1960) uran parçalanmasının zəncirvari reaksiyası problemi üzərində işləyən və sonra Hərbi Hava Qüvvələrində leytenant vəzifəsində işləyən Georgi Nikolaevich Flerov (1913-1990) Stalinə "böyük bir səhv" və "nüvə fizikası araşdırmalarında müharibədən əvvəlki mövqelərini könüllü olaraq təslim etmək" üçün peşman olduğu məktublar. Ancaq - boş yerə.
Yalnız 1942-ci ilin sentyabrında, kəşfiyyat, İngiltərə-Amerika Uran Komissiyasının fəaliyyətindən qaynaqlanan Robert Oppenheimerin (1904-1967) rəhbərlik etdiyi Amerika Manhetten Layihəsinin tətbiqindən xəbər tutanda Stalin "Təşkilat haqqında" fərman imzaladı. uran üzərində iş. "… SSRİ Elmlər Akademiyasına "uranın parçalanması ilə atom enerjisindən istifadənin məqsədəuyğunluğunun öyrənilməsi işini bərpa etməyi və 1943 -cü il aprelin 1 -dək Dövlət Müdafiə Komitəsinə bir uran bombası və ya uran yanacağı yaratma ehtimalı haqqında bir hesabat təqdim etməyi əmr etdi.."
1943-cü ilin aprel ayının ortalarında Moskvada, Pokrovski-Streshnevoda, ölkənin ən böyük fiziklərinin daxil olduğu 2 nömrəli laboratoriya yaradıldı. Kurçatov laboratoriyaya rəhbərlik etdi və "uran işi" nin ümumi rəhbərliyi əvvəlcə Molotova həvalə edildi, lakin sonra Beriya onu bu vəzifədə əvəz etdi.
Sovet İttifaqının resurslarının, müharibənin çox yüklənmədiyi dövlətlərin imkanları ilə müqayisə edilə bilməməsi olduqca başa düşüləndir. Ancaq bu, Los Alamos və Moskvada həyata keçirilən inkişaf miqyasındakı böyük uçurumun yeganə izahıdır. ABŞ və Avropadan 12 Nobel mükafatçısı, 15 min elm adamı, mühəndis və texniki işçi, 45 min işçi, 4 min stenoqraf, yazıçı və katib, həddindən artıq məxfilik rejimini təmin edən min təhlükəsizlik işçisi Manhattan layihəsində iştirak etdi. 2 saylı Laboratoriyada cəmi iyirmi beşi tədqiqat işçisi olan 80 nəfər var.
Müharibənin sonunda iş praktiki olaraq yerdən qalxmadı: 2 nömrəli laboratoriyada, eləcə də 1945 -ci ilin əvvəllərində açılmış 3 və 4 nömrəli laboratoriyalarda müxtəlif reaktorlarda plütonyum əldə etmək üsulları axtarılırdı. fəaliyyət prinsipləri. Yəni təcrübə və dizayn inkişafları ilə deyil, elmi işlərlə məşğul idilər.
Hirosima və Naqasakiyə edilən atom bombaları, SSRİ hökumətinin gözlərini əslində ölkə üzərindəki təhlükə səviyyəsinə açdı. Və sonra Beriyanın başçılıq etdiyi xüsusi bir komitə yaradıldı, təcili səlahiyyətlər və məhdudiyyətsiz maliyyə aldı. Yavaş tədqiqat işləri enerjili yenilikçi bir sıçrayışla əvəz olundu. 1946-cı ildə Kurçatov laboratoriyasında işə salınan uran-qrafit reaktoru, uranı yavaş neytronlarla bombalayaraq plutonyum-239 istehsal etməyə başladı. Uralsda, xüsusən də Çelyabinsk-40-da, silahlı uran və plutonyumun, habelə bomba yaratmaq üçün lazım olan kimyəvi komponentlərin istehsalı üçün bir neçə müəssisə yaradıldı.
Sarovda, Arzamas yaxınlığında, KB-11 adlanan 2 nömrəli Laboratoriya şöbəsi yaradılmağa başladı, ona bombanın dizaynının hazırlanması və 1948-ci ilin yazından gec olmayaraq sınaqdan keçirilməsi həvalə edildi. Və əvvəlcə bir plutonyum bombası etmək lazım idi. Bu seçim, 2 nömrəli Laboratoriyada iştirak edən Alman fiziki Claus Foocks (1911-1988) tərəfindən Sovet kəşfiyyatına verilmiş Amerika yağ plagonyum bombası "Fat Man" ın ətraflı diaqramının Naqasakiyə düşməsi ilə əvvəlcədən müəyyən edilmişdi. onun inkişafı, kommunist fikirlərə sadiqdir. Sovet rəhbərliyi ABŞ ilə gərgin münasibətlər qarşısında tələsirdi və zəmanətli müsbət nəticə əldə etmək istəyirdi. Bununla əlaqədar olaraq, layihənin elmi rəhbəri Kurçatovun başqa seçimi yox idi.
Uran yoxsa Plutonyum?
Uran 235U izotopundakı nüvə zəncirvari reaksiyasının klassik sxemi, baz 2 ilə zamanın eksponent funksiyasıdır. Atomlardan birinin nüvəsi ilə toqquşan neytron onu iki hissəyə bölür. Bu iki neytron buraxır. Öz növbəsində, artıq iki uran nüvəsini parçaladılar. Növbəti mərhələdə, iki dəfə çox parçalanma meydana gəlir - 4. Sonra - 8. Və beləcə, tədricən, nisbətən, bütün maddə atom kütləsi təxminən 95/2 olan iki hissədən ibarət olmayacaq 140. Nəticədə, 90% uçan parçaların kinetik enerjisi ilə təmin edilən nəhəng bir istilik enerjisi sərbəst buraxılır (hər bir fraqment 167 MeV təşkil edir).
Ancaq reaksiyanın bu şəkildə davam etməsi üçün tək bir neytronun israf edilməməsi lazımdır. Kiçik bir həcmdə "yanacaq" içində, nüvələrin parçalanması prosesində ayrılan neytronlar uran nüvələri ilə reaksiya verməyə vaxt tapmadan oradan uçur. Reaksiyanın baş vermə ehtimalı 235U və 238U -dan ibarət olan "yanacaqdakı" 235U izotopunun konsentrasiyasından da asılıdır. 238U parçalanma reaksiyasında iştirak etməyən sürətli neytronları udur. Təbii uranın tərkibində 0,714% 235U, zənginləşdirilmiş, silah dərəcəli, ən azı 80% olmalıdır.
Eynilə, öz xüsusiyyətlərinə baxmayaraq, reaksiya 239Pu plutonyum izotopunda davam edir
Texniki baxımdan uran bombası yaratmaq plutonyumdan daha asan idi. Doğrudur, daha böyük uran əmri tələb olunurdu: zəncirvari reaksiyanın baş verdiyi uran-235-in kritik kütləsi 50 kq, plutonyum-239 üçün isə 5,6 kq-dır. Eyni zamanda, urakt-238-i bir reaktorda bombalayaraq silah dərəcəli plutonyum əldə etmək, uran-235 izotopunu uran filizindən santrifüjlərdə ayırmaqdan daha az zəhmət tələb etmir. Bu vəzifələrin hər ikisi ən azı 200 ton uran filizi tələb edirdi. Və onların həlli, Sovet nüvə layihəsinin bütün xərcləri ilə əlaqədar olaraq həm maliyyə, həm də istehsal mənbələrinə maksimum sərmayə qoyulmasını tələb edirdi. İnsan resurslarına gəldikdə, Sovet İttifaqı zamanla ABŞ -ı dəfələrlə üstələdi: nəticədə bombanın hazırlanmasında əsasən məhkumlardan ibarət 700 min insan iştirak etdi.
"Uşaq" yoxsa "Şişman Adam"?
Amerikalılar tərəfindən Xirosimaya atılan və "Kid" adlandırılan uran bombası, lazımi diametrə qədər darıxdırılmış 75 millimetrlik zenit silahından götürülmüş bir barelə yığılmışdır. Ümumi kütləsi 25,6 kq olan bir -birinə ardıcıl olaraq bağlanan altı uran silindr qoyuldu. Mərminin uzunluğu 16 sm, diametri 10 sm idi Barelin sonunda bir hədəf var idi - kütləsi 38, 46 kq olan içi boş bir uran silindr. Xarici diametri və uzunluğu 16 sm idi. Bombanın gücünü artırmaq üçün hədəf, volfram karbiddən hazırlanmış neytron reflektoruna quraşdırılmışdı ki, bu da zəncirvari reaksiyada iştirak edən uranın daha tam "yanmasına" nail olmağa imkan verdi.
Bomba diametri 60 sm, uzunluğu iki metrdən çox və çəkisi 2300 kq idi. Əməliyyatı, uran silindrlərini iki metrlik bir barel boyunca 300 m / s sürətlə hərəkət etdirən toz yükünü alovlandırmaqla həyata keçirildi. Eyni zamanda, bor qoruyucu mərmiləri məhv edildi. "Yolun sonunda" mərmi hədəfə girdi, iki yarının cəmi kritik kütləni keçdi və bir partlayış oldu.
1953 -cü ildə SSRİ -nin xeyrinə atom casusluğunda ittiham olunan Rosenberg həyat yoldaşlarının məhkəməsində ortaya çıxan atom bombasının təsviri. Maraqlıdır ki, rəsm gizli idi və nə hakimə, nə də münsiflərə göstərildi. Rəsm yalnız 1966 -cı ildə açıldı. Şəkil: Ədliyyə Nazirliyi. ABŞ ofisi Nyu -Yorkun Cənub Məhkəmə Dairəsinin vəkili
"Malış" ın döyüş istifadəsi həvalə edilən ordu, ehtiyatsızlıqla işlənərsə, hər hansı bir zərbənin qoruyucunun partlamasına səbəb olacağından qorxurdu. Buna görə barıt yalnız təyyarə havaya qalxdıqdan sonra bombaya yükləndi.
Ölçüləri istisna olmaqla, Sovet plutonyum bombasının cihazı, Tu-4 ağır bombardmançı təyyarəsinin bomba yuvasına və müəyyən bir atmosfer təzyiqinə çatdıqda tetikleyici qurğunun "doldurulmasını" tam olaraq təkrarladı. başqa bir Amerika bombası - "Fat Man".
İki ədəd yarı kritik kütləni bir-birinə yaxınlaşdıran top üsulu plutonyum üçün uyğun deyil, çünki bu maddə xeyli yüksək neytron fonuna malikdir. Parçalar partlayıcı itələyici ilə əldə edilə bilən bir sürətlə bir araya gətirildikdə, güclü bir qızdırma səbəbiylə bir zəncirvari reaksiya başlamazdan əvvəl, plütonyumun əriməsi və buxarlanması meydana gəlməlidir. Və bu, istər -istəməz quruluşun mexaniki məhvinə və reaksiyaya girməyən maddənin atmosferə buraxılmasına səbəb olmalıdır.
Buna görə də, Sovet bombasında, Amerika bombasında olduğu kimi, bir kürə zərbəsi dalğası ilə bir plutonyum parçasının dinamik sıxılma üsulu istifadə edildi. Dalğa sürəti 5 km / s -ə çatır, bunun sayəsində maddənin sıxlığı 2,5 dəfə artır.
Bir partlayış bombasının ən çətin hissəsi, enerjisini ciddi şəkildə bir toyuq yumurtası ölçüsündə olan bir plutonyum parçasının ortasına yönəldən və simmetrik olaraq sıxaraq bir futbol topunun həndəsəsinə bənzəyən bir partlayıcı linzalar sistemi yaratmaqdır. səhv yüzdə birdən azdır. Üstəlik, mum əlavə edilərək TNT və RDX ərintisindən hazırlanan hər belə lensin iki növ parçası var - sürətli və yavaş. 1946 -cı ildə Manhattan Layihəsinin iştirakçılarından birinə Sovet bombasının yaradılmasının perspektivləri soruşulduqda, bunun 10 ildən sonra görünməyəcəyini söylədi. Və yalnız ona görə ki, ruslar ideal partlama simmetriyası problemi üzərində uzun müddət mübarizə aparacaqlar.
Sovet "Şişman Adam"
Sovet bombası RDS-1-in uzunluğu 330 sm, diametri 150 sm və çəkisi 4700 kq idi. Konsentrik olaraq yuvalanmış kürələr damla şəkilli bədənin içərisinə klassik X şəkilli stabilizatorla yerləşdirilmişdir.
Bütün quruluşun mərkəzində bir berilyum topu olan, içərisində bir berilyum qabığı ilə qorunan polonyum-210 neytron mənbəyi olan bir "neytron qoruyucu" vardı. Zərbə dalğası sigortaya çatanda berilyum və polonyum qarışdırıldı və neytronlar "alovlandıran" bir zəncirvari reaksiyanı plutoniyaya buraxdı.
Sonra sıxlığı azalmış bir vəziyyətdə 10 santimetrlik iki yarımkürə plutonyum-239 gəldi. Bu plutonyumun işlənməsini asanlaşdırdı və lazım olan son sıxlıq partlamanın nəticəsidir. Yarımkürələr arasındakı 0,1 mm məsafə, zərbə dalğasının neytron qoruyucuya erkən nüfuz etməsinin qarşısını alan bir qızıl təbəqəsi ilə doldurulmuşdur.
Neytron reflektor funksiyasını 7 sm qalınlığında və 120 kq ağırlığında təbii uran təbəqəsi yerinə yetirirdi. Qismən bir plutonyuma qaytarılmış neytronların sərbəst buraxılması ilə bir parçalanma reaksiyası meydana gəldi. Uran-238 bombanın gücünün 20% -ni verdi.
Qalınlığı 11,5 sm və ağırlığı 120 kq olan alüminium kürə olan "itələyici" təbəqə, partlayış cəbhəsinin arxasında təzyiqin kəskin düşməsinə səbəb olan Taylor dalğasını söndürmək üçün nəzərdə tutulmuşdu.
Struktur 47 sm qalınlığında və 2500 kq ağırlığında bir partlayıcı mərmi ilə əhatə olunmuşdu ki, bu sistemin mərkəzinə doğru yönəldilmiş kompleks partlayıcı linzalar sistemindən ibarət idi. 12 lens beşbucaqlı, 20 altıbucaqlı idi. Hər bir lens fərqli kimyəvi formulu olan sürətli partlayan və yavaş partlayıcı maddələrin dəyişən hissələrindən ibarət idi.
Bomba iki muxtar detonasiya sisteminə malik idi - yerə dəyməkdən və atmosfer təzyiqi əvvəlcədən müəyyən edilmiş bir dəyərə çatanda (yüksəklikdəki qoruyucu).
Beş RDS-1 bombası istehsal edildi. Bunlardan birincisi, Semipalatinsk yaxınlığındakı zibilxanada quru vəziyyətdə partladıldı. Partlayış gücü rəsmi olaraq 20 kt olaraq qeyd edildi, ancaq zaman keçdikcə bunun çox yüksək bir təxmin olduğu ortaya çıxdı. Real - səviyyənin yarısında. O vaxta qədər amerikalıların artıq 20 belə bombası vardı və paritet iddiaları əsassız idi. Ancaq inhisar pozuldu.
Bu bombalardan daha dördü havaya qaldırılmamışdır. Orijinal Sovet quruluşu olan RDS-3 istifadəyə verildi. Kiçik ölçüləri və çəkisi olan bu bomba 41 kt məhsuldarlığa malik idi. Bu, xüsusən deuterium və trityumun birləşməsinin termonüvə reaksiyası ilə plutonyumun parçalanma reaksiyasının güclənməsi sayəsində mümkün oldu.
