7 февраля 1960 года скончался известный советский ученый Игорь Васильевич Курчатов. Выдающийся физик в самое непростое время создал ядерный щит для своей Родины. Мы расскажем, как разрабатывалась первая атомная бомба в СССР

Открытие ядерной реакции.

Еще с 1918 года в СССР ученые вели исследования в области ядерной физики. Но только перед Второй мировой войной наметился положительный сдвиг. Курчатов вплотную занялся исследованием радиоактивных превращений в 1932 году. А в 1939 году он руководил пуском первого в Советском Союзе циклотрона, который проходил в Радиевом институте в Ленинграде .

В то время этот циклотрон был самым крупным в Европе . После этого последовал ряд открытий. Курчатов обнаружил разветвление ядерной реакции при облучении фосфора нейтронами. А уже через год ученый в своем докладе «Деление тяжелых ядер» обосновал создание уранового ядерного реактора. Курчатов преследовал тогда ранее недостижимую цель, он хотел показать, как на практике использовать ядерную энергию.

Война – камень преткновения.

Благодаря советским ученым, в том числе и Игорю Курчатову, наша страна по развитию ядерных разработок в то время вышла на передовые позиции: было множество научных разработок в этой области, подготавливались кадры. Но начавшаяся война чуть было все не перечеркнула. Все исследования по ядерной физике были прекращены. Московские и ленинградские институты эвакуировали, а сами ученые вынуждены были помогать нуждам фронта. Сам Курчатов работал над защитой кораблей от мин и даже разбирал мины.

Роль разведки.

Многие историки придерживаются мнения, что без разведки и шпионов на Западе , атомная бомба в СССР не появилась бы в такие короткие сроки. С 1939 года информацию по ядерной проблеме собирали ГРУ РККА и 1-е управление НКВД . Первое сообщение о планах создания атомной бомбы в Англии , которая к началу войны была одним из лидеров в ядерных исследованиях, поступило в 1940 году. Среди ученых был член КПГ Фукс. Некоторое время он передавал информацию через шпионов, но потом связь прервалась.

В США работал советский разведчик Семенов . В 1943 году он сообщил, что в Чикаго провели первую цепную ядерную реакцию. Любопытно, что на разведку работала и жена известного скульптора Коненкова . Она приятельствовала с известными физиками Оппенгеймером и Эйнштейном . Разными путями советские власти внедряли своих агентов в центры американских ядерных исследований. А в 1944 году в НКВД был даже создан специальный отдел, занимавшийся сбором информации о западных разработках по ядерной проблеме. В январе 1945 года Фукс передал описание конструкции первой атомной бомбы.

Так что разведка значительно облегчила и ускорила работу советских ученых. И действительно, первое испытание атомной бомбы прошло в 1949 году, хотя американские специалисты предполагали, что это произойдет лет через десять

Гонка вооружений.

Несмотря на разгар военных действий, в сентябре 1942 года Иосиф Сталин подписал распоряжение о возобновлении работы по ядерной проблеме. 11 февраля была создана лаборатория №2, а 10 марта 1943 года Игоря Курчатова назначили научным руководителем проекта по использованию атомной энергии. Курчатова наделили чрезвычайными полномочиями и обещали всяческую поддержку правительства. Так в кратчайшие сроки был создан и испытан первый ядерный реактор. Потом Сталин дал два года на создание самой атомной бомбы, но весной 1948 года этот срок истек. Однако ученые не могли продемонстрировать бомбу, у них не было даже необходимых расщепляющих материалов для ее производства. Сроки отодвинули, но ненамного – до 1 марта 1949 года.

Конечно, научные разработки Курчатова и ученых из его лаборатории не публиковали в открытой печати. Должное освещение они иногда не получали даже в закрытых отчетах из-за нехватки времени. Ученые напряженно работали, чтобы не отставать от конкурентов – западных стран. Особенно после взрывов бомб, которые военные США сбросили на Хиросиму и Нагасаки .

Преодоление трудностей.

Создание ядерного взрывного устройства требовало постройки промышленного ядерного реактора для его наработки. Но тут возникли сложности, ведь необходимые материалы для работы ядерного реактора – уран, графит – еще надо получить.

Отметим, даже для небольшого реактора требовалось около 36 тонн урана, 9 тонн двуокиси урана и около 500 тонн чистейшего графита. Нехватку графита решили к середине 1943 года. Курчатов участвовал в разработке всего технологического процесса. А в мае 1944 года производство графита наладили на Московском электродном заводе. Но нужного количества урана все равно не было.

Через год возобновили работу рудники в Чехословакии и Восточной Германии , открыли месторождения урана на Колыме , в Читинской области, в Средней Азии , в Казахстане , на Украине и Северном Кавказе . После этого начали создавать атомграды. Первый появился на Урале , недалеко от города Кыштым . Курчатов лично руководил закладкой урана в реактор. Затем построили еще три завода – два под Свердловском и один в Горьковской области (Арзамас -16).

Запуск первого ядерного реактора.

Наконец в начале 1948 года группа ученых во главе с Курчатовым приступила к монтажу ядерного реактора. Игорь Васильевич почти постоянно находился на объекте, всю ответственность за принятые решения он взял на себя. Все этапы пуска первого промышленного реактора он провел лично. Попыток было несколько. Так, 8 июня он начал эксперимент. Когда реактор достиг мощности ста киловатт, Курчатов прервал цепную реакцию, потому что для завершения процесса не хватало урана. Курчатов понимал всю опасность опытов и 17 июня записал в оперативном журнале:

Предупреждаю, что в случае остановки подачи воды будет взрыв, поэтому ни при каких обстоятельствах не должна быть прекращена подача воды... Необходимо следить за уровнем воды в аварийных баках и за работой насосных станций.

Испытание атомной бомбы на полигоне под Семипалатинском

Успешное испытание атомной бомбы.

К 1947 году Курчатову удалось получить лабораторный плутоний-239 – около 20 мкг. Его отделяли из урана химическими методами. Через два года ученым удалось накопить достаточное количество. 5 августа 1949 года его отправили поездом в КБ-11. К этому времени специалисты закончили собирать взрывное устройство. Ядерный заряд, собранный в ночь с 10 на 11 августа, получил индекс 501 для атомной бомбы РДС-1. Как только не расшифровывали эту аббревиатуру: «реактивный двигатель специальный», «реактивный двигатель Сталина», «Россия делает сама».

После опытов устройство разобрали и отправили на полигон. Испытание первого советского ядерного заряда прошло 29 августа на Семипалатинском полигоне. Бомбу установили на башне высотой 37,5 метра. Когда бомба взорвалась, башня полностью разрушилась, а на ее месте образовалась воронка. На следующий день на поле выехали, чтобы проверить действие бомбы. Танки, на которых проверялась сила удара, были перевернуты, пушки искорежило взрывной волной, а десять машин «Победа» сгорели. Отметим, что советская атомная бомба была сделана за 2 года 8 месяцев. У ученых США на это ушло на месяц меньше.

Появление атомного (ядерного) оружия было обусловлено массой объективных и субъективных факторов. Объективно к созданию атомного оружия пришли благодаря бурному развитию науки, которое началось с фундаментальных открытий в области физики, первой половины двадцатого века. Главным субъективным фактором была военно-политическая ситуация, когда государства антигитлеровской коалиции начали негласную гонку в разработке столь сильного вооружения. Сегодня мы с вами узнаем, кто изобрел атомную бомбу, как она развивалась в мире и Советском Союзе, а также познакомимся с ее устройством и последствиями применения.

Создание атомной бомбы

С научной точки зрения, годом создания атомной бомбы стал далекий 1896 год. Именно тогда, французский физик А. Беккерель открыл радиоактивность урана. Впоследствии цепная реакция урана стала рассматриваться как источник огромной энергии, и легка в основу разработки самого опасного оружия в мире. Тем не менее Беккереля редко вспоминают, говоря о том, кто изобрел атомную бомбу.

На протяжении нескольких последующих десятилетий, учеными с разных уголков Земли были обнаружены альфа, бета и гамма лучи. Тогда же было открыто большое количество радиоактивных изотопов, сформулировано закон радиоактивного распада и заложено начала исследования ядерной изомерии.

В 1940-х ученые обнаружили нейрон и позитрон и впервые провели расщепление ядра атома урана, сопровождающееся поглощением нейронов. Именно это открытие стало переломным моментом в истории. В 1939 году французский физик Фредерик Жолио-Кюри запатентовал первую в мире ядерную бомбу, которую он разработал вместе со своей супругой, исповедуя сугубо научный интерес. Именно Жолио-Кюри считается создателем атомной бомбы, несмотря на то, что он был убежденным защитником мира во всем мире. В 1955 году он, вместе с Эйнштейном, Борном и рядом других известных ученных, организовал Пагуошское движение, члены которого выступали за мир и разоружение.

Стремительно развиваясь, атомное оружие стало беспрецедентным военно-политическим феноменом, который позволяет обеспечить безопасность своему владельцу и снизить до минимума возможности прочих систем вооружения.

Как устроена ядерная бомба?

Конструктивно атомная бомба состоит из большого количества компонентов, главными из которых являются корпус и автоматика. Корпус призван защищать автоматику и ядерный заряд от механических, тепловых, и прочих воздействий. Автоматика контролирует временные параметры взрыва.

В ее состав входят:

1. Аварийный подрыв.
2. Устройства взведения и предохранения.
3. Источник питания.
4. Различные датчики.

Транспортировка атомных бомб к месту атаки производится с помощью ракет (зенитных, баллистических или крылатых). Ядерный боеприпас может входить в состав фугаса, торпеды, авиационный бомбы и прочих элементов. Для атомных бомб используют различные системы детонирования. Наиболее простым является устройство, в котором попадание снаряда в цель, вызывающее образование сверхкритической массы, стимулирует взрыв.

Ядерное оружие может иметь большой, средний и малый калибр. Мощность взрыва обычно выражается в тротиловом эквиваленте. Малокалиберные атомные снаряды имеют мощность в несколько тысяч тонн тротила. Среднекалиберные соответвуют уже десяткам тысяч тонн, а мощность крупного калибра доходит до миллионов тонн.

Принцип работы

Принцип действия ядерной бомбы основан на использовании энергии, выделяющейся при протекании цепной ядерной реакции. Во время этого процесса, тяжелые частицы делятся, а легкие - синтезируются. При взрыве атомной бомбы, за кратчайший промежуток времени, на небольшой площади, выделяется огромное количество энергии. Вот почему такие бомбы относятся к оружию массового поражения.

В области ядерного взрыва выделяют два ключевых участка: центр и эпицентр. В центре взрыва, непосредственно протекает процесс высвобождения энергии. Эпицентр является проекцией этого процесса на земную или водную поверхность. Энергия ядерного взрыва, проецируясь на землю, может привести к сейсмическим толчкам, которые распространяются на значительное расстояние. Вред окружающей среде эти толчки приносят лишь в радиусе нескольких сотен метров от точки взрыва.

Поражающие факторы

Атомное оружие имеет такие факторы поражения:

1. Радиоактивное заражение.
2. Световое излучение.
3. Ударная волна.
4. Электромагнитный импульс.
5. Проникающая радиация.

Последствия взрыва атомной бомбы губительны для всего живого. Из-за высвобождения огромного количества световой и теплой энергии взрыв ядерного снаряда сопровождается яркой вспышкой. По мощности эта вспышка в несколько раз сильнее, чем солнечные лучи, поэтому опасность поражения световым и тепловым излучение есть в радиусе нескольких километров от точки взрыва.

Еще одним опаснейшим поражающим фактором атомного оружия является образующаяся при взрыве радиация. Она действует всего минуту после взрыва, но имеет максимальную проникающую способность.

Ударная волна обладает сильнейшим разрушающим действием. Она буквально стирает с лица земли все, что стоит у нее на пути. Проникающая радиация несет опасность для всех живых существ. У людей она вызывает развитие лучевой болезни. Ну а электромагнитный импульс наносит вред только технике. В совокупности же поражающие факторы атомного взрыва несут в себе огромную опасность.

Первые испытания

На протяжении всей истории атомной бомбы наибольшую заинтересованность в ее создании проявляла Америка. В конце 1941 года руководство страны выделило на это направление огромное количество денег и ресурсов. Руководителем проекта был назначен Роберт Оппенгеймер, которого многие считают создателем атомной бомбы. По сути, он был первым, кто смог воплотить идею ученых в жизнь. В результате 16 июля 1945 года в пустыне штата Нью-Мексико состоялось первое испытание атомной бомбы. Тогда Америка решила, что для полного окончания войны ей необходимо разгромить Японию - союзника гитлеровской Германии. Пентагон быстро выбрал цели для первых ядерных атак, которые должны были стать яркой иллюстрацией мощности американского вооружения.

6 августа 1945 год атомная бомба США, цинично названная «Малышом», была сброшена на город Хиросима. Выстрел получился просто идеальным - бомба взорвалась на высоте 200 метров от земли, благодаря чему ее взрывная волна нанесла городу ужасающий ущерб. В районах, отдаленных от центра, были опрокинуты печи с углем, что привело к сильным пожарам.

Следом за яркой вспышкой последовала тепловая волна, которая за 4 секунды действия успела расплавить черепицу на крышах домов и испепелить телеграфные столбы. За тепловой волной последовала ударная. Ветер, пронесшийся по городу со скоростью порядка 800 км/ч, сносил все на своем пути. Из 76 000 зданий, расположенных в городе до взрыва, полностью разрушено было около 70 000. Спустя несколько минут после взрыва с неба пошел дождь, крупные капли которого имели черный цвет. Дождь выпал из-за образования в холодных слоях атмосферы огромного количества конденсата, состоящего из пара и пепла.

Люди, которые попали под действие огненного шара в радиусе 800 метров от точки взрыва, превратились в пыль. У тех, кто находился немного дальше от взрыва, обгорела кожа, остатки который сорвала ударная волна. Черный радиоактивный дождь оставлял на коже уцелевших неизлечимые ожоги. У тех, кто чудом сумел спастись, вскоре стали проявляться признаки лучевой болезни: тошнота, лихорадка и приступы слабости.

Спустя три дня после бомбардировки Хиросимы, Америка атаковала еще один японский город - Нагасаки. Второй взрыв имел такие же пагубные последствия, как и первый.

За считаные секунды, две атомные бомбы уничтожили сотни тысяч человек. Ударная волна практически стерла с лица земли Хиросиму. Более половины местных жителей (около 240 тысяч человек) погибло сразу же от полученных ранений. В городе Нагасаки, от взрыва погибло порядка 73 тысяч человек. Многие из тех, кто уцелел, подверглись сильнейшему облучению, которое вызывало бесплодие, лучевую болезнь и рак. В результате часть из уцелевших умерла в страшных муках. Использование атомной бомбы в Хиросиме и Нагасаки проиллюстрировало ужасную силу этого оружия.

Мы с вами уже знаем, кто изобрел атомную бомбу, как она работает и какие к каким последствия может привести. Теперь узнаем, как с ядерным оружием обстояли дела в СССР.

После бомбардировки японских городов, И. В. Сталин понял, что создание советской атомной бомбы является вопросом национальной безопасности. 20 августа 1945 года, в СССР был создан комитет по ядерной энергетике, главой которого назначили Л. Берию.

Стоит отметить, что работы в данном направлении велись в Советском Союзе еще с 1918 года, а в 1938 году, была создана специальная комиссия по атомному ядру при Академии наук. С началом Второй мировой войны, все работы в этом направлении были заморожены.

В 1943 году, разведчики СССР передали из Англии материалы закрытых научных трудов в области атомной энергетики. Эти материалы проиллюстрировали, что работа заграничных ученых над созданием атомной бомбы серьезно продвинулась вперед. В то же время американские резиденты поспособствовали внедрению надежных советских агентов в основные центры ядерных исследований США. Агенты передавали информацию о новых разработках советским ученым и инженерам.

Техническое задание

Когда в 1945 году вопрос о создании советской ядерной бомбы стал едва ли не приоритетным, один из руководителей проекта Ю. Харитон составил план разработки двух вариантов снаряда. 1 июня 1946 года план был подписан высшим руководством.

Согласно заданию, конструкторам необходимо было построить РДС (Реактивный двигатель специальный) двух моделей:

1. РДС-1. Бомба с плутониевым зарядом, которая подрывается путем сферического обжатия. Устройство было позаимствовано у американцев.
2. РДС-2. Пушечная бомба с двумя урановыми зарядами, сближающимися в стволе пушки, прежде чем создастся критическая масса.

В истории пресловутого РДС, самой распространенной, хоть и шуточной формулировкой, была фраза «Россия делает сама». Ее придумал заместитель Ю. Харитона, К. Щелкин. Данная фраза очень точно передает суть работы, по крайней мере, для РДС-2.

Когда Америка узнала о том, что Советский Союз владеет секретами создания ядерного оружия, у нее появилось стремление к скорейшей эскалации превентивной войны. Летом 1949 года появился план «Троян», по данным которого 1 января 1950 года планировалось начать боевые действия против СССР. Затем дату нападения перенесли на начало 1957 года, но с условием, что к нему присоединяться все страны НАТО.

Испытания

Когда сведения о планах Америки поступили по разведывательным каналам в СССР, работа советских ученых значительно ускорилась. Западные специалисты полагали, что в СССР атомное оружие будет создано не ранее чем в 1954-1955 году. На самом же деле испытания первой атомной бомбы в СССР состоялись уже в августе 1949 года. 29 августа на полигоне в Семипалатинске было подорвано устройство РДС-1. В его создании поучаствовал большой коллектив ученых, во главе которого стал Курчатов Игорь Васильевич. Конструкция заряда принадлежала американцам, а электронное оснащение было создано с нуля. Первая атомная бомба в СССР взорвалась с мощность 22 Кт.

Из-за вероятности ответного удара план «Троян», который предполагал ядерную атаку 70 советских городов, был сорван. Испытания на Семипалатинском стали концом американской монополии на владение атомным оружием. Изобретение Игоря Васильевича Курчатова полностью разрушило военные планы Америки и НАТО и предупредило развитие очередной мировой войны. Так началась эпоха мира на Земле, который существует под угрозой абсолютного уничтожения.

«Ядерный клуб» мира

На сегодняшний день атомное вооружение иметься не только у Америки и России, но и у ряда других государств. Совокупность стран, владеющих таким оружием, условно называют «ядерным клубом».

В него входят:

1. Америка (с 1945 г.).
2. СССР, а теперь Россия (с 1949 г.).
3. Англия (с 1952 г.).
4. Франция (с 1960 г.).
5. Китай (с 1964 г.).
6. Индия (с 1974 г.).
7. Пакистан (с 1998 г.).
8. Корея (с 2006 г.).

Ядерное оружие есть также у Израиля, хотя руководство страны отказывается комментировать его наличие. Кроме того, на территории стран НАТО (Италия, Германия, Турция, Бельгия, Нидерланды, Канада) и союзников (Япония, Южная Корея, невзирая на официальный отказ), находится американское ядерное оружие.

Украина, Белоруссия и Казахстан, которые владели частью ядерного оружия СССР, после распада Союза передали свои бомбы России. Она стала единственным наследником ядерного арсенала СССР.

Заключение

Сегодня мы с вами узнали, кто изобрел атомную бомбу и что она собой представляет. Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод, что ядерное оружие на сегодняшний день является мощнейшим инструментом глобальной политики, твердо вошедшим в отношения между странами. Оно, с одной стороны, является действенным средством устрашения, а с другой - убедительным аргументом для предотвращения военного противостояния и укрепления мирных отношений между государствами. Атомное оружие является символом целой эпохи, который требует особо бережного обращения.

Древнеиндийские и древнегреческие ученые предполагали, что материя состоит из мельчайших неделимых частиц, в своих трактатах они писали об этом задолго до начала нашей эры. В V в. до н. э. греческий ученый Левкипп из Ми-лета и его ученик Демокрит сформулировали понятие атома (греч. atomos «неделимый»). На протяжении многих столетий эта теория оставалась скорее философской, и только в 1803 г. английским химиком Джоном Дальтоном была предложена научная теория атома, подтверждаемая экспериментами.

В конце XIX начале XX в. эту теорию развили в своих трудах Джозеф Томсон, а затем Эрнест Резерфорд, именуемый отцом ядерной физики. Было выяснено, что атом вопреки своему названию не является неделимой конечной частицей, как утверждалось раньше. В 1911 г. физики приняли «планетарную» систему Резерфорда Бора, согласно которой атом состоит из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него отрицательно заряженных электронов. Позднее было установлено, что ядро также не является неделимым оно состоит из протонов, заряженных положительно, и не имеющих заряда нейтронов, которые состоят, в свою очередь, из элементарных частиц.

Как только ученым стало более или менее понятно строение атомного ядра, они попытались осуществить давнюю мечту алхимиков превращение одного вещества в другое. В 1934 г. французские ученые Фредерик и Ирен Жолио-Кюри при бомбардировке алюминия альфа-частицами (ядрами атома гелия) получили радиоактивные атомы фосфора, которые, в свою очередь, переходили в устойчивый изотоп кремния более тяжелого элемента, чем алюминий. Возникла идея провести подобный опыт с самым тяжелым природным элементом ураном, открытым в 1789 г. Мартином Клапротом. После того как в 1896 г. Анри Беккерель обнаружил радиоактивность солей урана, этот элемент всерьез заинтересовал ученых.

Э. Резерфорд.

Гриб ядерного взрыва.

В 1938 г. немецкие химики Отто Ган и Фриц Штрассман провели опыт, сходный с экспериментом Жолио-Кюри, правда, взяв вместо алюминия уран, они рассчитывали получить новый сверхтяжелый элемент. Однако результат оказался неожиданным: вместо сверхтяжелого получились легкие элементы из средней части периодической таблицы. Через некоторое время физик Лиза Мейтнер предположила, что бомбардировка урана нейтронами приводит к расщеплению (делению) его ядра, в результате чего получаются ядра легких элементов и остается некоторое число свободных нейтронов.

Дальнейшие исследования показали, что природный уран состоит из смеси трех изотопов, причем наименее стабильным из них является уран-235. Время от времени ядра его атомов самопроизвольно делятся на части, этот процесс сопровождается выделением двух-трех свободных нейтронов, которые мчатся со скоростью около 10 тыс. кмс. Ядра наиболее распространенного изото-па-238 в большинстве случаев просто захватывают эти нейтроны, реже происходит превращение урана в нептуний и далее в плутоний-239. При попадании нейтрона в ядро урана-2 3 5 моментально происходит его новое деление.

Было очевидно: если взять достаточно большой кусок чистого (обогащенного) урана-235, реакция деления ядер в нем пойдет лавинообразно эту реакцию назвали цепной. При делении каждого ядра выделяется огромное количество энергии. Было подсчитано, что при полном делении 1 кг урана-235 выделяется столько же тепла, сколько при сжигании 3 тыс. т угля. Этот колоссальный выброс энергии, высвобождающейся в считаные мгновения, должен был проявить себя как взрыв чудовищной силы, что, разумеется, сразу заинтересовало военные ведомства.

Супруги Жолио-Кюри. 1940-е гг.

Л. Мейтнер и О. Ган. 1925 г.

Перед началом Второй мировой войны в Германии и некоторых других странах велись строго засекреченные работы по созданию ядерного оружия. В США исследования, обозначенные как «Манхэттенский проект», стартовали в 1941 г., год спустя в Лос-Аламосе была основана крупнейшая в мире исследовательская лаборатория. Административно проект подчинялся генералу Гровсу научное руководство осуществлял профессор Калифорнийского университета Роберт Оппенгеймер. В работе проекта принимали участие крупнейшие авторитеты в области физики и химии, в том числе 13 лауреатов Нобелевской премии: Энрико Ферми, Джеймс Франк, Нильс Бор, Эрнест Лоуренс и др.

Главной задачей ставилось получение достаточного количества урана-235. Было установлено, что зарядом для бомбы может служить также плутоний-2 39, поэтому работы велись сразу по двум направлениям. Накопление урана-235 должно было осуществляться путем его отделения от основной массы природного урана, а плутоний мог быть получен только в результате управляемой ядерной реакции при облучении нейтронами урана-238. Обогащение природного урана производилось на заводах компании «Вестингауз», а для производства плутония необходимо было построить ядерный реактор.

Именно в реакторе происходил процесс облучения урановых стержней нейтронами, в результате чего часть урана-238 должна была превратиться в плутоний. Источниками нейтронов при этом были делящиеся атомы урана-235, но захват нейтронов ураном-238 не давал начаться цепной реакции. Решить проблему помогло открытие Энрико Ферми, который обнаружил, что нейтроны, замедленные до скорости 22 мс, вызывают цепную реакцию урана-235, но не захватываются ураном-238. В качестве замедлителя Ферми предложил 40-сантиметровый слой графита либо тяжелую воду, в состав которой входит изотоп водорода дейтерий.

Р. Оппенгеймер и генерал-лейтенант Л. Гровс. 1945 г.

Калутрон в Ок-Ридже.

Опытный реактор был сооружен в 1942 г. под трибунами Чикагского стадиона. 2 декабря произошел его успешный экспериментальный запуск. Через год в городе Ок-Ридж был построен новый обогатительный завод и запущен реактор для промышленного получения плутония, а также калутрон устройство для электромагнитного разделения изотопов урана. Общая стоимость работ по проекту составила около 2 млрд долларов. Тем временем в Лос-Аламосе шли работы непосредственно над устройством бомбы и способами детонации заряда.

16 июня 1945 г. неподалеку от города Аламогордо в штате Нью-Мексико в ходе испытаний под кодовым названием Trinity («Троица») было взорвано первое в мире ядерное устройство с плутониевым зарядом и имплозивной (использующей для детонации химическую взрывчатку) схемой подрыва. Мощность взрыва была эквивалентна взрыву 20 килотонн тротила.

Следующим шагом стало боевое применение ядерного оружия против Японии, которая после капитуляции Германии одна продолжала войну против США и их союзников. 6 августа бомбардировщик В-29 «Энола Гэй» под управлением полковника Тиббетса сбросил на Хиросиму бомбу Little Boy («малыш») с урановым зарядом и пушечной (использующей соединение двух блоков для создания критической массы) схемой подрыва. Бомба опускалась на парашюте и взорвалась на высоте 600 м от земли. 9 августа самолет «Бокс Кар» майора Суини сбросил на Нагасаки плутониевую бомбу Fat Man («толстяк»). Последствия взрывов были ужасны. Оба города были практически полностью разрушены, в Хиросиме погибло более 200 тыс. человек, в Нагасаки около 80 тыс. Позже один из пилотов признался, что они видели в эту секунду самое страшное, что только может увидеть человек. Не в силах противостоять новому оружию, японское правительство капитулировало.

Хиросима после атомной бомбардировки.

Взрыв атомной бомбы поставил точку во Второй мировой войне, но фактически начал новую войну «холодную», сопровождаемую безудержной гонкой ядерного вооружения. Советским ученым пришлось догонять американцев. В 1943 г. была создана секретная «лаборатория № 2», которую возглавил известный физик Игорь Васильевич Курчатов. Позднее лаборатория была преобразована в Институт атомной энергии. В декабре 1946 г. на опытном ядерном ураново-графитовом реакторе Ф1 была осуществлена первая цепная реакция. Два года спустя в Советском Союзе построили первый плутониевый завод с несколькими промышленными реакторами, а в августе 1949 г. на Семипалатинском полигоне провели испытательный взрыв первой советской атомной бомбы с плутониевым зарядом РДС-1 мощностью 22 килотонны.

В ноябре 1952 г. на атолле Эниветок в Тихом океане США взорвали первый термоядерный заряд, разрушительная сила которого возникала за счет энергии, высвобождающейся в ходе ядерного синтеза легких элементов в более тяжелые. Через девять месяцев на Семипалатинском полигоне советские ученые испытали РДС-6 термоядерную, или водородную, бомбу мощностью 400 килотонн, разработанную группой ученых под руководством Андрея Дмитриевича Сахарова и Юлия Борисовича Харитона. В октябре 1961 г. на полигоне архипелага Новая Земля была взорвана 50-мега-тонная «Царь-бомба» самая мощная водородная бомба из всех, когда-либо испытанных.

И. В. Курчатов.

На конец 2000-х годов США располагали примерно 5000, а Россия 2800 единицами ядерных боеприпасов на развернутых стратегических носителях, а также значительным количеством тактического ядерного оружия. Этого запаса достаточно, чтобы несколько раз уничтожить всю планету. Всего одна термоядерная бомба средней мощности (около 25 мегатонн) равна 1500 «хиросимам».

В конце 1970-х годов проводились исследования по созданию нейтронного оружия разновидности ядерной бомбы малой мощности. Нейтронная бомба отличается от обычной ядерной тем, что у нее искусственно увеличена та доля энергии взрыва, которая выделяется в виде нейтронного излучения. Это излучение поражает живую силу противника, воздействует на его вооружение и создает радиоактивное заражение местности, при этом воздействие ударной волны и светового излучения ограниченно. Однако ни одна армия мира так и не взяла нейтронные заряды на вооружение.

Хотя использование энергии атома поставило мир на грань уничтожения, у нее есть и мирная ипостась, правда, крайне опасная при выходе из-под контроля это ясно показали аварии на Чернобыльской и Фукусимской атомных электростанциях. Первая в мире АЭС мощностью всего 5 МВт была запущена 27 июня 1954 г. в поселке Обнинское Калужской области (ныне город Обнинск). На сегодняшний день в мире эксплуатируется более 400 АЭС, 10 из них в России. На них вырабатывается около 17 % всей мировой электроэнергии, и показатель этот, скорее всего, будет только увеличиваться. В настоящее время мир не может обойтись без использования ядерной энергии, однако хочется верить, что в будущем человечество найдет более безопасный источник энергопитания.

Пульт управления атомной станции в Обнинске.

Чернобыль после катастрофы.

— первоначальное название авиационной ядерной бомбы, действие которой основано на взрывной цепной ядерной реакции деления. С появлением так называемой водородной бомбы, основанной на термоядерной реакции синтеза, утвердился общий для них термин — ядерная бомба.

Разработка первой советской атомной бомбы РДС-1 ("изделие 501", атомный заряд "1-200") началась в КБ-11 Министерства среднего машиностроения (ныне Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, Российский федеральный ядерный центр (РФЯЦ-ВНИИЭФ), город Саров, Нижегородская область) 1 июля 1946 года под руководством академика Юлия Харитона. В разработке участвовали Академия наук СССР, многие научно-исследовательские институты, конструкторские бюро, оборонные заводы.

Для реализации советского атомного проекта было принято решение идти путем приближения к американским прототипам, работоспособность которых была уже доказана на практике. К тому же научно-техническую информацию об американских атомных бомбах удалось получить разведывательным путем.

При этом с самого начала было ясно, что многие технические решения американского прототипа не являются наилучшими. Даже на начальных этапах советские специалисты могли предложить лучшие решения как заряда в целом, так и его отдельных узлов. Но требование руководства страны состояло в том, чтобы гарантированно и с наименьшим риском получить действующую бомбу уже к первому ее испытанию.

Предположительно конструкция РДС-1 во многом опиралась на американского "Толстяка". Хотя некоторые системы, такие как баллистический корпус и электронная начинка, были советской разработки. Разведматериалы по плутониевой бомбе США позволили избежать ряда ошибок при создании бомбы советскими учеными и конструкторами, значительно сократить сроки ее разработки, уменьшить расходы.

Первая отечественная атомная бомба имела официальное обозначение РДС-1 . Расшифровывалось оно по-разному: "Россия делает сама", "Родина дарит Сталину" и т. д. Но для обеспечения режима секретности в официальном постановлении Совета Министров СССР от 21 июня 1946 года она именовалась как "Реактивный двигатель специальный" ("С").

Первоначально атомная бомба разрабатывалась в двух вариантах : с применением "тяжелого топлива" (плутония, РДС-1) и с применением "легкого топлива" (урана-235, РДС-2). В 1948 году работы по РДС-2 были свернуты из-за относительно низкой эффективности.

Конструктивно РДС-1 состояла из следующих принципиальных составных узлов: ядерного заряда; взрывного устройства и системы автоматики подрыва заряда с системами предохранения; баллистического корпуса авиабомбы, в котором размещались ядерный заряд и автоматика подрыва.

Внутри корпуса был расположен ядерный заряд (из особочистого плутония) мощностью 20 килотонн и блоки системы автоматики. Заряд 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. Плутоний размещался в центре ядерного заряда и конструктивно состоял из двух сферических полудеталей. В полости плутониевого ядра устанавливался нейтронный инициатор (детонатор). Поверх плутония находились два слоя взрывчатого вещества (сплав тротила с гексагеном). Внутренний слой формировался из двух полусферических оснований, внешний собирался из отдельных элементов. Внешний слой (фокусирующая система) был предназначен для создания сферической детонационной волны. Система автоматики бомбы обеспечивала осуществление ядерного взрыва в нужной точке траектории падения бомбы. Для повышения надежности срабатывания изделия основные элементы автоматики подрыва были выполнены по дублирующей схеме. На случай отказа высотного взрывателя установлен взрыватель ударного типа для осуществления ядерного взрыва при ударе бомбы о грунт.

При испытаниях сначала проверялась работоспособность систем и механизмов бомбы при сбрасывании с самолета без плутониевого заряда. Отработка баллистики бомбы была завершена к 1949 году.

Для испытаний ядерного заряда в 1949 году был построен полигон в районе города Семипалатинска Казахской ССР в безводной степи. На опытном поле находились многочисленные сооружения с измерительной аппаратурой, военные, гражданские и промышленные объекты для изучения воздействия поражающих факторов ядерного взрыва. В центре опытного поля находилась металлическая башня высотой 37,5 метра для установки РДС-1.

29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне был размещенный на вышке атомный заряд с автоматикой, без корпуса бомбы. Мощность взрыва составила 20 килотонн в тротиловом эквиваленте.

Технология создания отечественного ядерного оружия была создана, и стране надо было разворачивать его серийное производство.

Еще до испытания атомного заряда в марте 1949 года Совет Министров СССР принял постановление о строительстве первого в СССР завода по промышленному производству атомных бомб в закрытой зоне объекта № 550, в составе КБ-11, производственной мощностью 20 единиц РДС в год.

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.

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.