Створення і випробування першої атомної бомби в ссср

У Радянському Союзі вже з 1918 року проводилися дослідження з ядерної фізики, підготувавши випробування першої атомної бомби в СРСР. У Ленінграді, в Радієвому інституті, в 1937 році був запущений циклотрон, перший в Європі. "В якому році було перше випробування атомної бомби в СРСР?" - Запитаєте ви. Відповідь ви дізнаєтеся зовсім скоро.

У 1938 році, 25 листопада, постановою Академії наук створена була комісія з атомного ядра. До складу її увійшли Сергій Вавилов, Абрам Аліханов, Абрам Іофе, Ігор Курчатов та інші. До них приєдналися через два роки Ісай Гуревич і Віталій Хлопин. Ядерні дослідження до того часу проводилися вже більш ніж в 10 наукових інститутах. При АН СРСР у тому ж році організована була Комісія з важкій воді, яка стала називатися пізніше Комісією з ізотопів. Прочитавши цю статтю, ви дізнаєтеся, як здійснювалася подальша підготовка та випробування першої атомної бомби в СРСР.

Будівництво циклотрона в Ленінграді, виявлення нових уранових руд

У 1939 році, у вересні, в Ленінграді почалося будівництво циклотрона. У 1940 році, у квітні, вирішено було створити дослідну установку, яка виробляла б на рік 15 кг важкої води. Однак через розпочату в той час війни плани ці реалізовано не було. У травні того ж року Ю. Харитон, Я. Зельдович, Н. Семенов запропонували свою теорію розвитку в урані ланцюгової ядерної реакції. Тоді ж були розпочаті роботи по виявленню нових руд урану. Це були перші кроки, що забезпечили кілька років по тому створення та випробування атомної бомби в СРСР.

Подання фізиків про майбутню атомній бомбі

Багато фізиків в період з кінця 30-х по початок 40-х років вже мали приблизне уявлення про те, як вона буде виглядати. Ідея полягала в тому, щоб зосередити досить швидко в одному місці деяку кількість (більше критичної маси) делящегося під впливом нейтронів матеріалу. У ньому має розпочатися після цього лавиноподібне наростання числа розпадів атомів. Тобто це буде ланцюгова реакція, в результаті якої виділиться величезний заряд енергії і станеться потужний вибух.

Проблеми, з якими довелося зіткнутися при створенні атомної бомби

Перша проблема полягала в тому, щоб отримати діляться речовина в достатньому обсязі. У природі єдина речовина такого роду, яке можна було знайти, - це ізотоп урану з масовим числом 235 (тобто сумарною кількістю нейтронів і протонів в ядрі), інакше - уран-235. Зміст даного ізотопу в природному урані - не більше 0,71% (урану-238 - 99,2%). Більше того, вміст у руді природного речовини становить у найкращому разі 1%. Тому досить складним завданням було виділення урану-235.

Як незабаром з`ясувалося, альтернативою урану є плутоній-239. Він майже не зустрічається в природі (його менше в 100 разів, ніж урану-235). У прийнятною концентрації його отримати можна в ядерних реакторах, якщо опромінити уран-238 нейтронами. Споруда реактора для цього представляла також значні труднощі.

Третьою проблемою виявилося те, що зібрати необхідну кількість ділиться речовини в одному місці було непросто. У процесі зближення Підкритичність частин, навіть дуже швидкого, в них починають протікати реакції поділу. Енергія, що виділяється при цьому, може не дозволити основної частини атомів брати участь у процесі поділу. Не встигнувши прореагувати, вони розлетяться.

Винахід В. Маслова і В. Шпінеля

В. Маслов і В. Шпінель з фізико-технічного інституту Харкова в 1940 році подали заявку на винахід боєприпасу, заснованого на використанні ланцюгової реакції, запускає мимовільне розподіл урану-235, його закритической маси, яка створюється з декількох докритичних, розділених вибуховою речовиною, непроникним для нейтронів і знищуваним за допомогою підриву. Великі сумніви викликає працездатність подібного заряду, але тим не менш свідоцтво на даний винахід все ж було отримано. Однак сталося це лише в 1946 році.

Гарматна схема американців

Для перших бомб американці припускали використовувати гарматну схему, в якій використовувався реально гарматний ствол. З його допомогою одна частина ділиться матеріалу (підкритична) вистрілює в іншу. Але незабаром виявилося, що така схема для плутонію не підходить із-за того, що швидкість зближення є недостатньою.

Будівництво циклотрона в Москві

У 1941 році, 15 квітня, СНК постановив про початок будівництва потужного циклотрона в Москві. Однак після того, як почалася Велика Вітчизняна війна, були припинені майже всі роботи у сфері ядерної фізики, покликані наблизити 1 випробування атомної бомби в СРСР. На фронті виявилися багато фізики-ядерники. Інші були переорієнтовані на більш насущні, як тоді здавалося, сфери.

Збір інформації про ядерну проблему

Збором інформації відносно ядерної проблеми з 1939 року займалися 1-е Управління НКВС і ГРУ РККА. У 1940 році, в жовтні, від Д. Кернкросс надійшло перше повідомлення, в якому говорилося про плани створення атомної бомби. Дане питання було розглянуто в Британському комітеті з науки, в якому працював Кернкросс. У 1941 році, влітку, був затверджений проект створення бомби, який називався "Тьюб Еллойз". Англія до початку війни була одним зі світових лідерів в ядерних розробках. Така ситуація склалася в чому завдяки допомозі німецьких учених, які бігли в цю країну з приходом Гітлера до влади.

К. Фукс, член КПГ, був одним з них. Він відправився восени 1941 року в радянське посольство, де повідомив про те, що володіє важливою інформацією про потужний зброю, створеному в Англії. С. Крамер і Р. Кучинська (радистка Соня) було виділено для зв`язку з ним. Перші радіограми, послані до Москви, містили інформацію про спеціальний методі розділення ізотопів урану, газодифузійному, а також про споруджуваним для даної мети заводі в Уельсі. Після шести передач перервався зв`язок з Фуксом.

Випробування атомної бомби в СРСР, дата якого сьогодні широко відома, підготували та інші розвідники. Так, радянський розвідник в Сполучених Штатах Семенов (Твен) в кінці 1943 року повідомив, що Е. Фермі в Чикаго вдалося здійснити першу ланцюгову реакцію. Джерелом цієї інформації був фізик Понтекорво. По лінії зовнішньої розвідки в цей же час надійшли з Англії закриті праці вчених Заходу, що стосуються атомної енергії, датовані 1940-1942 роками. Інформація, що міститься в них, підтверджувала, що великий прогрес був досягнутий у створенні атомної бомби.

Дружина Коненкова (на фото нижче), відомого скульптора, працювала разом з іншими на розвідку. Вона зблизилася з Ейнштейном і Оппенгеймером, найбільшими фізиками, і надавала довгий час вплив на них. Л. Зарубіна, інший резидент в США, входила в коло людей Оппенгеймера і Л. Сциларда. За допомогою цих жінок СРСР вдалося впровадити агентів в Лос-Аламос, Ок-Рідж, а також Чиказьку лабораторію - найбільші центри ядерних досліджень в Америці. Інформацію з атомної бомби в США передавали радянській розвідці в 1944 році подружжя Розенберги, Д. Грінгласс, Б. Понтекорво, С. Саку, Т. Хол, К. Фукс.

У 1944 році, на початку лютого, Л. Берія, нарком НКВД, провів засідання керівників розвідки. На ньому було прийнято рішення з координації збору інформації, що стосується атомної проблеми, яка надходила по лінії ГРУ РСЧА і НКВС. Для цього був створений відділ "С". У 1945 році, 27 вересня, він був організований. П. Судоплатов, комісар ГБ, очолив цей відділ.

Фукс передав в січні 1945 року опис конструкції атомної бомби. Розвідкою в числі іншого були отримані також матеріали по розділенню ізотопів урану електромагнітним способом, дані про роботу перший реакторів, інструкції з виробництва плутонієвої і уранової бомб, дані про розміри критичної маси плутонію і урану, про конструкції вибухових лінз, про плутоній-240, про послідовність і часу операцій по збірці і виробництву бомби. Відомості стосувалися також способу приведення бомбового ініціатора в дію, будівництва спеціальних заводів для розділення ізотопів. Були отримані і щоденникові записи, в яких містилася інформація про перший випробувальному вибуху бомби в США в липні 1945 року.

Надходили по цих каналах відомості прискорили і полегшили завдання, поставлене перед радянськими вченими. Фахівці Заходу вважали, що в СРСР бомба може бути створена лише в 1954-1955 роках. Однак вони помилилися. Перше випробування атомної бомби в СРСР відбулося в 1949 році, в серпні.

Нові етапи створення атомної бомби

У 1942 році, у квітні, М. Первухін, нарком хімічної промисловості, був ознайомлений за розпорядженням Сталіна з матеріалами, що стосуються роботи над атомною бомбою, проведеної за кордоном. Для оцінки викладених в доповіді відомостей Первухін запропонував створити групу фахівців. До неї увійшли, за рекомендацією Іоффе, молоді вчені Кікоїн, Аліханов і Курчатов.

У 1942 році, 27 листопада, вийшла постанова "Про видобування урану" ДКО. Воно передбачало створення особливого інституту, а також початок робіт по переробці і видобутку сировини, геологорозвідці. Все це передбачалося здійснити для того, щоб якомога швидше відбулося випробування першої атомної бомби в СРСР. Рік 1943-й був ознаменований тим, що НКЦМ приступив до видобутку і переробці уранової руди в Таджикистані, на Табаршском руднику. План становив 4 т на рік уранових солей.

Мобілізовані раніше вчені в цей час були відкликані з фронту. У цьому ж 1943 році, 11 лютого, була організована лабораторія № 2 Академії наук. Її начальником був призначений Курчатов. Вона повинна була координувати роботи зі створення атомної бомби.

Радянською розвідкою в 1944 році був отриманий довідник, в якому містилися цінні відомості про наявність уран-графітових реакторів і визначенні параметрів реактора. Однак потрібного для завантаження навіть невеликої дослідної ядерного реактора урану тоді ще не було в нашій країні. У 1944 році, 28 вересня, уряд СРСР зобов`язало НКЦМ здавати уранові солі і уран в державний фонд. На лабораторію № 2 було покладено завдання їх зберігання.

Роботи, проведені в Болгарії

Велика група фахівців, керував якими В. Кравченко, начальник 4-го спецвідділу НКВС, в 1944 році, в листопаді, виїхала для вивчення результатів геологорозвідки в звільнену Болгарію. У цьому ж році, 8 грудня, ДКО ухвалив передати переробку і видобуток уранових руд з НКМЦ 9-му Управлінню ГУ ГМП НКВС. У 1945 році, в березні, начальником гірничо-металургійного відділу 9-го Управління був призначений С. Єгоров. Тоді ж, у січні, організується НДІ-9 для вивчення родовищ урану, вирішення завдань отримання плутонію і металевого урану, переробки сировини. З Болгарії до того часу надходило на тиждень близько півтора тонн уранової руди.

Будівництво дифузійного заводу

З 1945 року, з березня, після надходження із США по каналах НКДБ інформації про схему бомби, побудованої на принципі імплозії (тобто стиснення ділиться матеріалу шляхом вибуху звичайної вибухової речовини), були розпочаті роботи над схемою, яка мала значні переваги перед гарматної. У квітні 1945 року В. махання написав записку Берії. У ній йшлося про те, що в 1947 році передбачається пустити для отримання урану-235 дифузійний завод, що знаходиться при лабораторії № 2. Продуктивність цього заводу повинна була скласти приблизно 25 кг урану на рік. Цього повинно було бути достатньо для двох бомб. Для американської насправді знадобилося 65 кг урану-235.

Залучення до досліджень німецьких учених

5 травня 1945 під час боїв за Берлін було виявлено майно, що належало Фізичній інституту Товариства кайзера Вільгельма. До Німеччини 9 травня була направлена спеціальна комісія, очолювана А. Завенягіна. Її завдання було знайти вчених, які працювали там над атомною бомбою, зібрати матеріали по уранової проблемі. Разом з сім`ями в СРСР була вивезена значна група німецьких учених. До їх числа входили Нобелівські лауреати Н. Риль і Г. Герц, професора гайба, М. фон Ардені, П. Тіссен, Г. Позе, М. Фольмер, Р. Деппель та інші.

Створення атомної бомби затримується

Для напрацювання плутонію-239 потрібно було побудувати ядерний реактор. Навіть для експериментального знадобилося близько 36 т металевого урану, 500 т графіту і 9 т двоокису урану. До серпня 1943 року була вирішена проблема графіту. Його випуск налагодили в травні 1944 року на Московському електродному заводі. Однак потрібної кількості урану в країні не було до кінця 1945 року.

Сталін хотів, щоб якомога швидше відбулося випробування першої атомної бомби в СРСР. Роком, до якого воно повинно було здійснитися, спочатку був 1 948-й (до весни). Проте до цього часу не було навіть матеріалів для її виробництва. Новий термін був призначений 8 лютого 1945 постановою уряду. Створення атомної бомби перенесли до 1 березня 1949 року.

Завершальні етапи, підготувавши випробування першої атомної бомби в СРСР

Подія, до якої прагнули так довго, відбулося дещо пізніше повторно наміченого терміну. Перше випробування атомної бомби в СРСР відбулося в році 1949-му, як і планувалося, однак не в березні, а в серпні.

У 1948 році, 19 червня, був запущений перший промисловий реактор ("А"). Для виділення з ядерного палива напрацьованого плутонію був побудований завод "Б". Уранові блоки, опромінені, розчиняли і відокремлювали хімічними методами плутоній від урану. Потім розчин додатково очищали від продуктів поділу для того, щоб знизити його радіаційну активність. На заводі "В" у квітні 1949 року почали виготовляти деталі бомби з плутонію, застосувавши технологію НДІ-9. Перший дослідний реактор, що працює на важкій воді, був запущений в цей же час. З численними аваріями йшло освоєння виробництва. При усуненні їх наслідків спостерігалися випадки переопромінення персоналу. Однак у той час не звертали уваги на такі дрібниці. Найважливіше було здійснити перше випробування атомної бомби в СРСР (дата його - 1949, 29 серпня).

У липні був готовий комплект деталей заряду. На комбінат для проведення фізичних вимірювань виїхала група фізиків, керував якою Флерів. Група теоретиків, очолювана Зельдовичем, була спрямована для обробки результатів вимірювань, а також розрахунку ймовірності неповного розриву і значень ККД.

Таким чином, перше випробування атомної бомби в СРСР було вироблено в році 1949-му. 5 серпня комісією був прийнятий заряд плутонію і відправлений в КБ-11 літерним поїздом. Тут були до цього часу майже завершені необхідні роботи. Контрольна збірка заряду була проведена в КБ-11 в ніч з 10 на 11 серпня. Пристрій після цього було демонтовано, а його деталі упаковані для відправки на полігон. Як уже згадувалося, перше випробування атомної бомби в СРСР відбулося 29 серпня. Радянська бомба, таким чином, була створена за 2 роки і 8 місяців.

Випробування першої атомної бомби

У СРСР в 1949 році, 29 серпня, було проведено випробування ядерного заряду на Семипалатинському полігоні. На вишці знаходилося пристрій. Потужність вибуху склала 22 кт. Конструкція використаного заряду повторювала "Товстуни" із США, а електронна начинка розроблена була радянськими вченими. Багатошарову конструкцію представляв собою атомний заряд. У ній за допомогою стиснення сферичної сходящейся детонаційної хвилею здійснювався переклад плутонію в критичний стан.

Деякі особливості першої атомної бомби

5 кг плутонію розміщувалося в центрі заряду. Речовина було встановлено у вигляді двох півсфер, оточених оболонкою з урану-238. Вона служила для стримування ядра, що роздувається під час ланцюгової реакції, для того щоб встигла прореагувати якомога більша частина плутонію. До того ж вона використовувалася як відбивач, а також сповільнювач нейтронів. Тампер оточувала оболонка, зроблена з алюмінію. Вона служила для рівномірного стиснення ударною хвилею ядерного заряду.

Установка вузла, який містив подільний матеріал, в цілях безпеки здійснювалася відразу перед застосуванням заряду. Для цього було особливе наскрізне конічний отвір, що закривається пробкою з вибухової речовини. А у внутрішніх і зовнішньому корпусах знаходилися отвори, які закривалися кришками. Розщепленням ядер приблизно 1 кг плутонію була обумовлена потужність вибуху. Решта 4 кг прореагувати не встигли і розпорошилися марно, коли було здійснено перше випробування атомної бомби в СРСР, дата якого вам тепер відома. Безліч нових ідей щодо вдосконалення зарядів виникло в ході реалізації даної програми. Вони стосувалися, зокрема, підвищення коефіцієнта використання матеріалу, а також зниження ваги і габаритів. У порівнянні з першими нові зразки стали компактніше, могутніше і витонченіше.

Отже, перше випробування атомної бомби в СРСР відбулося в 1949 році, 29 серпня. Воно послужило початком подальших розробок у цій сфері, які ведуться і до цього дня. Випробування атомної бомби в СРСР (1949 рік) стало важливою подією в історії нашої країни, поклавши початок її статусу ядерної держави.

У 1953 році на тому ж Семипалатинському полігоні відбулося перше в історії Росії випробування водневої бомби. Потужність її склала вже 400 кт. Порівняйте перші випробування в СРСР атомної бомби і водневої бомби: потужність 22 кт і 400 кт. Однак це був лише початок.

14 вересня 1954 на Тоцький полігоні здійснені перші військові навчання, в ході яких була застосована атомна бомба. Вони отримали назву "операція« Сніжок »". Випробування атомної бомби в 1954 в СРСР, за інформацією, розсекреченому в 1993 році, було здійснено в тому числі з метою з`ясувати, як радіація впливає на людину. Учасники цього експерименту дали підписку про те, що вони не будуть розголошувати інформацію про опромінення протягом 25 років.