Az atom világa olyan fantasztikus, hogy a szokásos fogalmak root törése a tér és az idő tekintetében a megértéséhez szükséges. Az atomok olyan kicsiek, hogy ha egy csepp vizet növelnének a föld méretére, akkor mindegyik atom ebben a cseppben kevésbé narancssárga volt. Tény, hogy egy csepp víz 6000 milliárd milliárd milliárdot (60 000 000 000 000 000) hidrogént és oxigénatomot tartalmaz. Mindazonáltal, miközben mikroszkópos dimenziói ellenére az Atom szerkezete bizonyos mértékig hasonlít a szolár rendszerünk szerkezetéhez. Az ő érthetetlenül kis közepén, amelynek sugara kevesebb, mint egy billió centiméter, viszonylag hatalmas "nap" - az atom magja.

Horgolt "bolygók" forgatva az atomi "nap" - elektronok. A mag az univerzum két főépítő téglából áll - protonok és neutronok (van egységes neve - nukleonok). Az elektron és a proton feltöltött részecskék, és a töltés mennyisége mindegyikben pontosan ugyanaz, de a díjak eltérnek aláírással: a protont mindig pozitívan töltik fel, és az elektron negatív. A neutron nem hordoz egy elektromos töltést, és ennek eredményeképpen nagyon nagyobb permeabilitással rendelkezik.

A mérések nukleáris skáláján a proton és a neutron tömege egységenként történik. A kémiai elem atomtömege ezért függ a magjában kötött protonok és neutronok számától. Például, hidrogénatom, a magja, amely áll egyetlen proton, az atom tömege megfelel 1. Hélium atom, azzal a kernel két proton és két neutron, van egy atomtömege egyenlő 4.

Az azonos elemű atomok magjai mindig ugyanazokat a protont tartalmazzák, de a neutronok száma eltérő lehet. Atomok, amelyeknek a magoknak a protonok száma megegyezik, de különböznek a neutronok száma és kapcsolódó fajták ugyanaz az elem nevezzük izotópokat. Annak érdekében, hogy egymástól megkülönböztesse őket, az elemnek megfelelő szám az izotóp összes részecskéinek elem szimbólumának tulajdonítható.

Kérdés lehet felmerülni: Miért nem esik az atom rendszermagja? Végtére is, a protonok benne foglalt elektromosan töltött részecskék azonos a díj, amelyet meg kell taszítja egymást nagy erőt. Ezt azzal magyarázza, hogy a mag belsejében vannak az úgynevezett belső erők is, vonzza a rendszermag részecskék egymáshoz. Ezek az erők kompenzálják a proton-visszataszítás erejét, és nem adják meg a kernelt spontán módon.

A kezdeti erők nagyon nagyok, de csak nagyon szoros távolságban járnak el. Ezért a több száz nukleonokból álló nehéz elemek magjai instabilak. A rendszermag részecskék itt vannak a folyamatos mozgásban (a rendszermag térfogatán belül), és ha hozzáadnak néhány további energiát, akkor leküzdhetik a belső erőket - a rendszermag részekre oszlik. A felesleges energia nagyságát gerjesztő energiának nevezik. A nehéz elemek izotópjai között vannak azok, akik az önfenntartó élet szélén vannak. Csak egy kis „push”, például egy egyszerű találatot a neutron kernel (és ez nem is gyorsíthatja a nagy sebességű), úgy, hogy a reakció a maghasadás. Néhány ilyen "osztó" izotóp később megtudta, hogyan lehet mesterségesen. A természetben csak egy ilyen izotóp van - ez az urán-235.

Az Uranust a Claprontom 1783-ban nyitotta meg, aki kiemelte az urángyümölcsből, és az urán nyitott bolygót hívta a közelmúltban nyitott bolygó tiszteletére. Ahogy a jövőben kiderült, valójában nem volt urán, hanem az oxidja. Tiszta urán - fém ezüstfehér szín - kaptunk
Csak 1842 Peligo-ban. Az új elem nem volt csodálatos tulajdonságokkal, és 1896-ig nem vonzotta a figyelmet, amikor becquille kinyitotta az urán sók radioaktivitásának jelenségét. Ezután az Uranus a tudományos kutatás és a kísérletek tárgyává vált, de a gyakorlati alkalmazások még mindig nem voltak.

Amikor az első harmadában a 20. században, a szerkezet a atommagok, az első harmadában a XX században, először megpróbálta elvégezni a hosszú távú álom alkimisták - igyekeztek viszont egy kémiai elem a másik. 1934-ben Frederick és Irene Zolio-Curie francia kutatók jelentették a Francia Tudományos Akadémián a következő tapasztalatokat: az alumínium lemezek bombázása alumínium részecskék (a hélium atom), az alumínium atomok foszforatomokká alakultak, de nem rendes és radioaktívak , amely a szilícium folyamatos izotópájában fordult. Így egy alumínium atom, amely egy protont és két neutronot rögzít, nehezebb szilícium-atomgá alakult.

Ez a tapasztalat azt az elképzelést hozta, hogy ha az elemek természetétől meglévő elemek lényegének neutronja - az urán, akkor ilyen elemet kaphat, hogy in vivo van. 1938-ban az Otto Gan és Fritz Strasmann német kémikusok általánosságban megismételték Jolio-Curie házastársainak tapasztalatait, az alumínium helyett uránt. A kísérlet eredményei egyáltalán olyannak tűntek, hogy várták - ahelyett, hogy egy új szuper nehéz elem, masszív számmal több, mint az urán, a gan és a strasman, könnyű elemeket kapott az időszakos rendszer középső részéből: bárium, Krypton, bróm és mások. A kísérletezők maguk nem tudták megmagyarázni a megfigyelt jelenséget. Csak jövőre, a fizikus Liza Maitnener, akik Gan tájékoztatást nehézségeit, megtalálta a megfelelő magyarázatot a megfigyelt jelenség, ami arra utal, hogy közben a bombázását urán neutronokkal van egy hasító (osztás) a kernel. Ugyanakkor a könnyebb elemek rendszermagjai (ez volt a bárium, a crypton és más anyagok), valamint 2-3 szabad neutron. További kutatások lehetővé tették, hogy pontosítsák a részleteket, hogy mi történik részletesen.

A természetes urán három izotóp keverékéből áll 238, 234 és 235 tömeggel. Az urán fő mennyisége az izotóp 238, amely magjában 92 proton és 146 neutron. Az urán-235 csak 1/140 természetes urán (0, 7% (proton és 143 neutron mag 92), az urán-234 (92 proton, 142 neutron) csak - 1/17500 az urán tömegétől ( 0, 006%. Az izotópok közül a legkevésbé stabil az urán-235.

Időről időre az atomok magja spontán alkatrészekre oszlik, amelynek eredményeképpen az időszakos rendszer kisebb elemei vannak kialakítva. A folyamatot kíséri a kibocsátás két vagy három szabad neutron, ami rohanó hatalmas sebességgel - mintegy 10 ezer km / s (ezek az úgynevezett gyors neutron). Ezek a neutronok más uránmagokba eshetnek, ami nukleáris reakciókat okozhat. Mindegyik izotóp ebben az esetben különböző módon viselkedik. Az urán-238 magok a legtöbb esetben egyszerűen rögzítik ezeket a neutronokat további transzformációk nélkül. De körülbelül egy esetben, ötből, amikor egy gyors neutron ütközés az izotóp-238 maggal, egy kíváncsi nukleáris reakció következik be: az egyik neutronja az urán-238 egy elektronot eszik, és egy protonba fordul, azaz az urán izotópi fellebbviteli több
Nehéz elem - NEPTUNE-239 (93 proton + 146 neutron). De Neptunny instabil - Néhány perc múlva az egyik neutronja egy elektronot bocsát ki, és egy protonba fordul, majd a nem dullness izotópja az időszakos rendszer következő elemére utal - Plutonium-239 (94 proton + 145 neutron) . Ha a neutron az instabil urán-235 magjába esik, akkor az intézkedés azonnal előfordul - az atomok szétesnek a két vagy három neutron kibocsátásával. Nyilvánvaló, hogy a természetes uránban az atomok többsége az izotóp-238, nem látható hatásoknak nincs látható reakciója - minden szabad neutron az izotóp által felszívódott.

Nos, ha elképzeled egy eléggé hatalmas uránt, amely teljesen izotóp-235-ből áll?

Itt a folyamat megy másképp: a neutronok, hogy osztják a divízió több magot, viszont beleesik a szomszédos atommagok, mert azok részlege. Ennek eredményeképpen megkülönböztetik a neutronok új részét, ami a következő magokat osztja meg. Kedvező körülmények között ez a reakció lavina-szerű, és láncreakciónak nevezik. A kezdethez meglehetősen jelentős számú bombázó részecske lehet.

Valójában engedje, hogy az urán-235 csak 100 neutronot bombázzon. 100 uránmagot osztanak meg. Ebben az esetben 250 új második generációs neutron (átlagosan 2, 5 osztályonként). A második generáció neutronjai 250 osztást eredményeznek, amelyeknél 625 neutron el van választva. A következő generációban 1562, majd 3906, további 9670, stb. A felosztások száma végtelenül növekszik, ha a folyamat nem áll meg.

Azonban a neutronok egyetlen kisebb része az atomok magjaiba esik. A többi, gyorsan rohanó közöttük, a környező térbe kerülnek. Az önfenntartó láncreakció csak az urán-235 eléggé nagy mennyiségben fordulhat elő, amelyek rendelkeznek a kritikus tömegben. (Ez a tömeg normál körülmények között 50 kg.) Fontos megjegyezni, hogy az egyes magok megosztását egy hatalmas mennyiségű energia elosztása kíséri, amely körülbelül 300 millió alkalommal több energiával jár el a hasításra. (Becslések szerint a teljes szétválás 1 kg urán-235, annyi hőt megkülönböztetni az égés 3000 tonna szén.)

Ez a hatalmas fröccsenés az energiát kevésbé mentesül, amely a szörnyű hatalom robbanásának és a nukleáris fegyverek cselekedeteinek alátámasztására mutat. De annak érdekében, hogy ez a fegyver valósággá váljon, szükség van arra, hogy a díj ne természetes uránból áll, és egy ritka izotópból - 235 (az ilyen uránnak dúsítottnak). Később azt találták, hogy a tiszta plutónium szintén elválasztó anyag, és az urán-235 helyett atomi töltésben alkalmazható.

Mindezen fontos felfedezéseket a második világháború előestéjén tették. Hamarosan Németországban és más országokban titkos munkát kezdtek egy atom bomba létrehozásában. Az Egyesült Államokban ez a probléma 1941-ben részt vett. A teljes munka komplexumot a "Manhattan Project" név hozzárendelték.

Az adminisztratív irányítását a projekt által végzett Általános Groves és tudományos - egyetemi tanár, a University of California, Robert Oppenheimer. Mindkettő jól értette a feladat hatalmas összetettségét. Ezért az Oppenheimer első aggodalma rendkívül intenzív tudományos csapat megszerzése volt. Az USA-ban sok fizikus volt kivándorolt \u200b\u200ba fasiszta Németországból. Nem volt könnyű vonzani őket a korábbi hazájukkal szembeni fegyverek megteremtésére. Oppenheimer személyesen beszélt mindenkivel, és a varázsa erejét a mozgásba helyezte. Hamarosan sikerült összeszedni egy kis teoretikus csoportot, akit viccesen "Luminai" -nek neveznek. És valójában a fizika és a kémia legnagyobb szakértője is szerepelt. (Köztük a Nobel-díjat 13 laureates, köztük Bor, Fermi, Frank, Chadwick, Lawrence.) Ráadásul sok más szakember volt a legkülönbözőbb profilról.

Az amerikai kormányt nem vásárolták meg a költségek, és a kezdetektől kezdve a nagy méretű munkát végeztek. 1942-ben megalapították a világ legnagyobb kutatási laboratóriumát Los Alamos-ban. A tudományos város lakossága hamarosan elérte a 9 ezer embert. A tudósok tekintetében a tudományos kísérletek hatóköre, a Los Alamos Laboratórium munkájához és munkavállalókhoz vonzó szakemberek száma nem volt egyenlő a világtörténelemben. Manhattan projekt volt a rendőrség, az ellenintelligencia, a kommunikációs rendszer, a raktárak, a falvak, a növények, a laboratóriumok, saját kolosszális költségvetése.

A projekt fő célja elegendő számú elosztó anyagot eredményezett, amelyből több atombombát hozhat létre. Amellett, hogy az urán-235 díj egy bomba, mint már említettük, egy mesterséges elem a plutónium-239 szolgálhatnak, vagyis a bomba lehet mind az urán és plutónium.

Groves. és Oppenheimer. Egyetértettek abban, hogy a munkát két irányban egyszerre kell elvégezni, mivel lehetetlen eldönteni, hogy melyik lesz ígéretes. Mindkét módszer alapvetően különbözött egymástól: az urán-235 felhalmozódást a természetes urán fő tömegétől elválasztva, és a plutóniumot csak az urán-238 neutron besugárzás során szabályozott nukleáris reakció eredményeként lehet elérni. És ez és a másik pálya szokatlanul nehéz volt, és nem ígéri a tüdő megoldásokat.

Valójában hogyan lehet elválasztani egymástól két izotóp, amely csak kissé eltér a súlyukban, és kémiailag viselkedik pontosan ugyanúgy? Sem a tudomány, sem a technika soha nem találkozott ilyen probléma. A Plutonium termelés először is nagyon problémásnak tűnt. Ezt megelőzően a nukleáris transzformációk teljes tapasztalata számos laboratóriumi kísérletre csökkent. Most meg kellett birkózni a termelt plutónium kilogramm, hogy dolgozzon ki és hozzon létre egy speciális telepítési erre, egy atomreaktor, és megtanulják, hogyan kell kezelni során nukleáris reakció.

És ott van, és itt volt az összetett feladatok teljes összetételének megoldása. Ezért a "Manhattan-projekt" több alprojektből állt, melyet kiemelkedő tudósok vezetnek. Az Oppenheimer maga volt a Los Alamos Tudományos Laboratórium vezetője. Lawrence vezette a Kaliforniai Egyetem sugárzási laboratóriumát. Fermi-t Chicagói Egyetemi Tanulmányokban végeztük egy nukleáris reaktor létrehozására.

Először a legfontosabb probléma az urán átvétele. A háború előtt ez a fém valójában nem alkalmazható. Most, hogy azonnal hatalmas mennyiségben tartott, kiderült, hogy nincs ipari módja annak termelésére.

A "Westinghouse" cég felvette a fejlődését és gyorsan elért sikert. A tisztítás után a urán gyantát (ebben a formában, urán megtalálható a természetben) és megszerzésére urán-oxid, alakították át tetrafluoridot (UF4), amelyben a fém urán volt megkülönböztetni elektrolízis. Ha a végén 1941-ben a rendelkezésére álló amerikai tudósok még csak néhány gramm fém urán, majd 1942 novemberében, az ipari termelés a gyárakban Westinguz elérte 6000 font havonta.

Ugyanakkor a munka a nukleáris reaktor létrehozásán dolgozott. A gyártási folyamat a plutónium ténylegesen csökken a besugárzás urán neutron rudak, mint amelynek eredményeként részét az urán-238 volt, hogy a kapcsolattartó Plutonium. A neutronforrások ugyanakkor fel lehet osztani uránium-235 atomokkal, amelyek elegendő mennyiségben szétszórhatók az urán-238 atomok között. De ahhoz, hogy fenntartsák az állandó reprodukciója neutronok, láncreakciót választóvonal urán-235 atomok volt, hogy kezdődik. Eközben már említettük, az urán-235 atom 140 uránium-238 atomra számolt. Nyilvánvaló, hogy az összes oldalon repülő neutronok sokkal nagyobb valószínűséggel találkoznak velük. Ez azt jelenti, rengeteg outlooking neutronok kiderült, hogy nem járna előnyökkel felszívódik a fő izotóp. Nyilvánvaló, hogy ilyen körülmények között a láncreakció nem tudott. Hogyan legyen?

Először is, hogy két izotóp elválasztása nélkül a reaktor működése egyáltalán nem lehetséges, de egy fontos körülmény hamarosan megállapítható: kiderült, hogy az urán-235 és az urán-238 érzékeny a különböző energiák neutronjaira. Az urán-235 atom magja viszonylag kicsi energiával rendelkező neutron lehet, amely körülbelül 22 m / s sebességgel rendelkezik. Az ilyen lassú neutronokat az urán-238 kernelek nem rögzítik, mert ez körülbelül százezer méter másodpercenként kell lennie. Más szavakkal, az urán-238 erőtlen, hogy megakadályozza a láncreakció kezdetét és mozgását az urán-235-ben, amelyet a neutronok okoztak, lassult a rendkívül alacsony sebességre - legfeljebb 22 m / s. Ezt a jelenséget az olasz Fermi fizikus megnyitotta, aki 1938 óta élt az Egyesült Államokban, és vezette az első reaktor létrehozását. A Fermi Retarder úgy döntött, hogy grafitot alkalmaz. Szerint a számítások, a neutronok repül ki urán-235, áthaladva egy réteg grafit 40 cm volt, hogy csökkentsék a sebességet 22 m / s és kezdődik egy önfenntartó láncreakciót urán-235.

Egy másik moderátor az úgynevezett "nehéz" vízként szolgálhat. Mivel a benne lévő hidrogénatomok, méretben és tömegben nagyon közel vannak a neutronokhoz, a legjobban lassíthatják őket. (A gyors neutronok, megközelítőleg azonos dolog az, hogy a golyó: ha egy kis labdát üti a nagy, gurul vissza, szinte anélkül, hogy elveszítené a sebesség, ha találkozik egy kis labdát, ő továbbítja neki egy jelentős részét az energia - Ahogy a rugalmas ütközésű neutron csak a nehéz magból ugrik ki, csak kissé lassul, és a hidrogénmag-atomok közötti ütközésben nagyon gyorsan elveszíti az összes energiáját.) Mindazonáltal a szokásos víz nem alkalmas lassulásra, Mivel a hidrogénje a neutronokat elnyeli. Ezért kell használni a Deutériumot, amely része a "nehéz" víznek.

1942 elején a fermi vezetése alatt a teniszpálya helyiségeiben a nukleáris reaktor történetének elsődleges építése a Chicago stadion nyugati állománya alatt kezdődött. Minden munkatervező elvégezte magukat. A reakciószabályozást csak az egyetlen módja lehet - a láncreakcióban részt vevő neutronok számának beállításával. Fermi feltételezte, hogy elérjék ezt a segítségével rúd készült anyagok, mint például a bór és a kadmium, ami erősen neutronelnyelõ. A retarder grafit téglákat szolgált, amelyek közül a fizikusok egy 3 méteres magasságú oszlopot és 1, 2 m szélességet emeltek. Jobb blokkok az urán-oxiddal. Körülbelül 46 tonna urán-oxid és 385 tonna grafit volt az egész tervhez. A reakció lassítása, a kadmium és a bór receptrúdjaiban.

Ha ez nem elég, akkor a reaktor fölött található platform biztosítására két tudós volt a kadmiumsókkal teli vödrökkel - meg kellett önteniük őket a reaktorba, ha a reakció kijött az ellenőrzés alatt. Szerencsére ez nem volt szükség. 1942. december 2-án a Fermi elrendelte, hogy nyomja az összes vezérlő rudat, és a kísérlet elkezdődött. Négy perc elteltével a neutron számláló kezdett kattintani mindent hangosabban és hangosabban. Minden percben a neutron fluxus intenzitása nagyobb lett. Ez azt mondta, hogy egy láncreakció a reaktorban van. 28 percig folytatódott. Ezután Fermi jelezte a jelet, és leeresztette a rudakat. Így az első alkalommal felszabadította az atommag energiáját, és bebizonyította, hogy az ő akaratában ellenőrizheti. Most nem kétséges, hogy a nukleáris fegyverek valóság.

1943-ban a Fermi reaktort lebontották és szállították az Aragon Nemzeti Laboratóriumba (50 km-re Chicagótól). Egy másik atomreaktor hamarosan itt épült, amelyben nehéz vizet használtunk retarderként. Ez állt egy hengeres alumínium tartályt tartalmazó 6, 5 tonna nehézvizet, amelybe 120 rudak a fém urán, zárt alumínium héj, volt függőlegesen merítjük. Hét kontroll rúd készült kadmiumból. A tartály körül a grafit reflektor, majd a képernyő ólomötvözetek és kadmium. Az egész design betonhéj volt, amelynek falvastagsága körülbelül 2, 5 m.

A tapasztalt reaktorok kísérletei megerősítették a plutónium ipari termelésének lehetőségét.

A Manhattan projekt fő központja hamarosan Ok-Ridge városává vált, a Tennessee folyó völgyében, amelynek lakossága több hónapig akár 79 ezer ember emelkedett. Itt épült a dúsított urán termelésére szolgáló történeti növényben. Közvetlenül 1943-ban indult egy ipari reaktor, plutónium létrehozása. 1944 februárjában mintegy 300 kg uránt eltávolítottunk minden nap, a plutóniumot kémiai elválasztással kaptuk. (Ehhez a plutoniákat először feloldottuk, majd kicsaptuk.) A tisztított urán után visszaküldött a reaktorba. Ugyanebben az évben egy hatalmas Hanford üzem építése elkezdődött a Columbia folyó déli partján, egy hatalmas Hamford üzem építése megkezdődött. Itt volt három hatalmas atomreaktor, naponta több száz gramm plutóniumot adott.

Ezzel párhuzamosan az urán gazdagodás ipari folyamatának fejlesztése volt.

A különböző lehetőségeknek tekintve a Grove és az Oppenheimer úgy döntött, hogy két módszerre összpontosít: gasztriffúzió és elektromágneses.

A gázdiffúziós módszer a Grahham törvényének nevétől ismert elven alapult (először 1829-ben fogalmazták meg a Thomas Graham Scottish Chemist, és 1896-ban a Raili angol fizikusa által fejlesztették ki). E törvénynek megfelelően, ha két gáz, amelyek közül az egyik könnyebb, mint a másik, áthalad egy elhanyagolható lyukakkal ellátott szűrőn, majd egy kicsit több könnyű gázt átadnak, mint nehéz. 1942 novemberében Yuri és Dunning a Columbia Egyetemen létrehozott egy gáz-diffúziós módszert az urán izotópok elválasztására.

Mivel a természetes urán szilárd, először fluor urángá alakulták (UF6). Ezután ezt a gázt mikroszkopikus úton haladták át - a milliméter ezer frakcióinak sorrendje - a szűrő partíció lyukai.

Mivel a moláris gázok mérlegének különbsége nagyon kicsi volt, az urán-235 tartalom 1, 0002-szerese után nőtt a partíció felett.

Annak érdekében, hogy növelje az urán-235 mennyiségét még jobban, a kapott keveréket ismét átmegy a partíción keresztül, és az urán mennyisége 1, 0002-szer emelkedik újra. Így az urán-235-99% -os tartalom növelése érdekében a gázt 4000 szűrőn át kellett biztosítani. Ez egy hatalmas gasztriffúziós gyárban történt az OK Ridge-ben.

1940-ben az Ernst Lawrence vezetésével a kutatás az urán izotópok elválasztására kezdődött az elektromágneses módszerrel a Kaliforniai Egyetemen. Olyan fizikai folyamatok keresése volt, amelyek lehetővé teszik az izotópok elválasztását a tömeges különbségek felhasználásával. Lawrence megpróbálta megosztani az izotópokat a tömegspektrográf elvével - az a készülék, amellyel az atomok tömege meghatározza.

A cselekvési elvét a következőkre csökkentették: az elő-ionizált atomok felgyorsulták az elektromos mezőt, majd áthaladtak a mágneses mezőn, amelyben leírták a terepi irányba merőleges síkban található köröket. Mivel ezeknek a pályáknak a sugarai arányosak voltak a tömeggel, a könnyű ionok egy kisebb sugár körökön voltak, mint nehéz. Ha a csapdákat az atomok ösvényére helyeztük, akkor így lehetett különböző izotópok összegyűjtése.

Ilyen volt a módszer. A laboratóriumi körülmények között jó eredményeket adott. De a telepítés építése, amelyre az izotópok elválasztását ipari méretekben lehet elvégezni, rendkívül nehézkesnek bizonyult. Az Lawrence azonban végül sikerült leküzdeni az összes nehézséget. Erőfeszültségének eredménye volt a canothron megjelenése, amelyet egy óriási gyárban telepítettünk az OK-Ridge-ben.

Ez az elektromágneses növény 1943-ban épült, és alig volt a Manhattan-projekt legdrágább agya. A Lawrence-módszer kért számos bonyolult, még nem fejlesztettek kapcsolódó eszközöket nagyfeszültségű, nagy vákuumban, és erős mágneses mezők. A költségek mértéke óriási volt. A Kalutronnak óriási elektromágnese volt, amelynek hossza 75 m-t ért el, súlya körülbelül 4000 tonna.

Több ezer tonna ezüsthuzal ment az elektromágnes tekercselésre.

Minden működik (nem számolva az ezüst költségeit 300 millió dollár összegben, amelyet az államkincstár csak időre biztosított) $ 400 millió dollárba kerül. Csak a Kalutron által töltött villamos energia esetében a Védelmi Minisztérium 10 millióra fizetett. A legtöbb berendezése OK-RJ növény meghaladta a skála és a pontosság a gyártási mindent, ami valaha is alakult, ezen a területen.

De ezek a költségek nem voltak hiába. Figyelembe véve összesen mintegy 2 milliárd dollárt, az amerikai tudósok 1944-ben egyedülálló urán dúsítási technológiát és plutónium-termelést hoztak létre. Eközben a Los Alamos Laboratory a bomba projektjén dolgozott. Az elv a keresete volt általánosságban Clear régen: a választóvonal anyag (plutónium vagy urán-235) kell fordítani a kritikus állapot pillanatában robbanás (a végrehajtás a láncreakció, a töltés tömeg Még kritikusabbnak kell lennie) és besugárzott egy neutrongerendével, amely önmagában vonzza a láncreakció kezdetét.

A számítások szerint a kritikus töltési tömeg meghaladta az 50 kilogrammot, de képes volt jelentősen csökkenteni. Általában számos tényező erősen befolyásolja a kritikus tömeg nagyságát. Minél nagyobb a töltés felülete - annál nagyobb a neutronok haszontalanok a környező térbe. A legkisebb felszíni terület a szféra. Következésképpen a gömbölyű díjak, a többi dolog egyenlő, a legkisebb kritikus tömeggel rendelkeznek. Ezenkívül a kritikus tömeg nagysága a szétválasztó anyagok tisztaságától és típusától függ. Ezenkívül fordítottan arányos az anyag sűrűségének négyzetével, amely lehetővé teszi például a sűrűség felére emelkedését, hogy négyszer csökkentse a kritikus tömeget. A kívánt szubkritikus fokú szubkritikus fokozatot előállíthatjuk, például a hagyományos robbanóanyag töltésének robbanása miatt, amely a nukleáris díjat körülvevő gömb alakú héj formájában készült. A kritikus tömeg, emellett csökkenthető a vádat egy olyan képernyővel, amely tükrözi a neutronokat. Az ólom, a berillium, a volfrám, a természetes urán, a vas és sok más használható ilyen képernyőn.

Az atom bomba egyik lehetséges struktúrája két szelet uránból áll, amely összekötés, sok kritikus fontosságú. Annak érdekében, hogy egy bomba robbanást okozzon, a lehető leggyorsabban meg kell hoznia őket. A második módszer egy robbanás konvergáló használatán alapul. Ebben az esetben a hagyományos robbanóanyagból származó gázok áramlása a belsejében található fókuszáló anyaghoz küldték, és addig, amíg elérte a kritikus tömeget. A vegyület töltés és intenzív besugárzás a neutronok, mint már említettük, okoz egy láncreakció, mint amelynek eredményeként, az első a második, a hőmérséklet növekszik, hogy 1 millió fok. Ez idő alatt csak a kritikus tömeg mintegy 5% -át kezelték. A korai építés bombáiban lévő töltés elpárolgása nélkül
minden előny.

Az első atombomba a történelemben (ő kapott a "Trinity nevet") 1945 nyarán gyűjtötték össze. 1945. június 16-án az első atomrobbanás az Alamogordo sivatagában (New Mexico) sivatagában készült az atomi sokszögben. A bombát a hulladéklerakó közepén helyezték el az acél 30 méteres torony tetején. Körülbelül magas távolságra, regisztráló berendezések kerültek. 9 km-re volt a megfigyelési pont, és 16 km-re. Az esemény minden tanújában az atomrobbanás lenyűgöző benyomást keltett. A szemtanúk leírása szerint volt egy olyan érzés, hogy a napsütés egy időben csatlakozott a poligon. Aztán egy hatalmas tűzgolyó merült fel a síkság felett, és egy kerek felhő a por és a fény elkezdett emelkedni.

Csomagolva a földről, ez a tűzgolyó néhány másodpercig levette a három kilométert. Minden pillanatban megkezdte a méretét, hamarosan átmérője elérte az 1, 5 km-t, és lassan emelkedett a sztratoszférába. Ezután a tüzes labda egy füstfüst pillére adott utat, amely 12 km-es magasságot húzott ki, egy óriási gomba alakját. Mindezt szörnyű dübörgés kísérte, ahonnan a Föld remegett. A felrobbantott bomba hatalma meghaladta az összes elvárást.

Amint a sugárzási helyzet megengedett, több sherman tartály, amely a belső ólomlapokból feküdt, rohant a robbanási területre. Az egyikük volt Fermi, aki nem tolerálható, hogy meglátja munkájának eredményeit. Egy halott Scorched földet meg a szeme, amelyen minden élőlény elpusztult sugarú körön belül 1, 5 km. Homok alakú, üveges zöldes kéregben, amely lefedte a földet. Egy hatalmas tölcsérben az acéltartó torony disheveled maradékai hazudtak. A robbanás erejét 20 000 tonna trotilre becsülték.

A következő lépés az volt, hogy a Japán elleni atombomba harci felhasználása volt, amely a fasiszta Németország kapitulációja után folytatta a háborút az Egyesült Államokkal és szövetségeseikkel. Ezután nem volt indító járművek, így a bombázást a repülőgépből kell elvégezni. Összetevői közül a két bombát nagy óvatossággal szállított az Indianapolis cirkáló Tinian Island, ahol a 509. United States Air Force Group alapult. A töltés és a tervezés típusa szerint ezek a bombák némileg különböztek egymástól.

Az első atombomba - "Baby" - nagyméretű légiközlekedési bomba volt az atomi díj ellen, erősen dúsított urán-235-ből. Hossza körülbelül 3 m, átmérője - 62 cm, súly - 4, 1 tonna.

A második atom bomba "kövér ember" - a Plutonium-239 töltésével egy tojás alakú alakja nagyméretű stabilizátorral rendelkezik. Hossza
3, 2 m, 1, 5 m, súly - 4, 5 tonna.

Augusztus 6-án a Bomber B-29 "Enola Gay" Tibbets ezredes eldobta a "baba" a Hiroshima fő japán városának. A bomba az ejtőernyőre esett, és felrobbant, ahogy azt tervezték, 600 m tengerszint feletti magasságban.

A robbanás hatásai szörnyűek voltak. Még a pilótákon is, a békés város kilátása egy pillanat alatt elpusztította az elnyomó benyomást. Később az egyikük elismerte, hogy látták a legrosszabb dolgot ezt a másodikat, hogy csak egy ember látta.

Azok számára, akik a földön voltak, mi történt, a valódi pokolra hasonlított. Először is egy hőhullámot tartottak Hiroshimában. A cselekvése csak néhány pillanatig tartott, de olyan erős volt, hogy még a csempe és kvarc kristályok és kristályok gránit lemezeken 4 km-es, és végül az emberi testek annyira hajlamosak voltak, hogy csak az árnyékok voltak A járdán az aszfalt maradt. Vagy a ház falán. Ezután alól tűzlabda, a hatalmas impulzus a szél megszökött, és rohant a város felett sebességgel 800 km / h, alávaló mindent, ami az útjába. A ház nem vágta meg dühét a házon, mint a tej. Egy gigantikus körben egyetlen épület 4 km átmérőjű marad. Néhány perc múlva a város feletti robbanás után egy fekete radioaktív eső haladt át a városban - Ez a nedvesség párosodott a légkör magas rétegeiben, és a radioaktív porral kevert nagy cseppecskék formájában esett a földre.

Az eső után egy új szél a szél a városra esett, ezúttal fúj az epicentrum irányába. Gyengébb volt, mint az első, de még mindig elég erős ahhoz, hogy kihúzza a fákat a gyökérrel. A szél egy óriási tüzet fújt, amelyben minden, ami csak éghet. A 76 ezer épület teljesen összeomlott és égett ki 55 ezer. A szörnyű katasztrófa tanúi Emlékezték az emberek fáklyára, ahonnan az égett ruhák a bőr rongyával esettek a talajra, és arról, hogy a szörnyű égési sérülések által lefedett emberek tömege, amely az utcán rohant. A levegőben megállt SMRAG-t az égett emberi húsból. Bárhol voltak emberek, halottak és haldoklottak. Voltak sok azok közül, akik remegnek, és minden irányban remegnek, és minden irányba rohannak, nem tudtak szétszerelni semmit a káosz körüli problémában.

A szerencsétlen, melyek az epicentruma a parttól legfeljebb 800 m, a frakció másodpercig égett a szó szoros értelmében vett - a belsejüket elpárologtatjuk és a szervek vált kockacukrot dohányzó szén. Az epicentrumból 1 km-re található, rendkívül súlyos formában meglepődött sugárzási betegséggel. Néhány óra múlva elkezdték a legerősebb hányást, a hőmérséklet 39-40 fokra ugrott, a légszomj és a vérzés megjelent. Ezután a bőr öntötte a bőrre, a vér összetétele drámaian megváltozott, a haj kiesett. A szörnyű szenvedés után általában a második vagy harmadik napon a halál esett.

Összesen mintegy 240 ezer ember halt meg a robbanás és a sugárzás betegségéből. Körülbelül 160 ezer kapott sugárzási betegség könnyebb formában - fájdalmas haláluk késlekedett néhány hónapig vagy évig. Amikor a katasztrófa hírei az egész országban elterjedtek, minden japán félelem megbénult. Még mindig nőtt augusztus 9-én, a "bokszkocsi" repülőgép, amely Suiney major a Nagasaki második bomba volt. Volt még néhány százezer lakos, és megsérültek itt. Nem lehet ellenállni az új fegyverekkel, a japán kormány kapitulált - egy atomi bomba véget vet a második világháborúnak.

Háborúnak vége. Csak hat évig tartott, de sikerült megváltoztatnia a világot és az embereket szinte túlmutató az elismerésen.

Az emberi civilizáció 1939-ig és az 1945 utáni emberi civilizáció egyenesen ellentétben áll egymással. Számos oka van, de az egyik legfontosabb a nukleáris fegyverek megjelenése. Azt mondhatod, hogy túlzás nélkül a Hiroshima árnyéka a XX. Század második felében fekszik. Sok millió ember számára mély erkölcsi égés lett, mint a katasztrófa korábbi kortársai, és évtizedek óta született. A modern ember már nem gondol a világ, mint azt gondolták róla, amíg augusztus 6, 1945 - ő egyértelműen megérti, hogy ez a világ is alakulnak semmi néhány pillanatig.

A modern ember nem nézheti meg a háborút, mivel nagyapjai és nagyapja figyelte - megbízhatóan tudja, hogy ez a háború lesz az utolsó, és nem lesz nyertes vagy legyőzött. A nukleáris fegyver a közélet minden területére irányította, és a modern civilizáció nem élhet ugyanazon törvények szerint, amelyek hatvan vagy nyolcvan évvel ezelőtt. Senki sem értette ezt jobban, mint az Atom Bomba alkotói.

"A bolygónk népe , - írta Robert Oppenheimer, - egyesítenie kell. A horror és a megsemmisítés, az utolsó háború vetette, diktálja ezt a gondolatot nekünk. Atomic bombák robbanások bizonyították neki minden kegyetlenség. Más emberek egy másik alkalommal már beszéltek hasonló szavakkal - csak a fegyverek és más háborúk barátja. Nem sikerült. De az, aki ma azt fogja mondani, hogy ezek a szavak haszontalanok, félrevezetik a történelem átalakulását. Nem tudjuk meggyőzni ezt. Munkánk eredményei nem hagyják el az emberiség más választását, kivéve, hogy hozzanak létre egy kombinált világot. A legerősebb és humanizmuson alapuló világ. "

Bevezetés

A nukleáris fegyverek emberiségének előfordulásának és jelentésének történetét számos tényező értéke határozza meg, amelyek között talán az első sor elfoglalja az erők egyensúlyának biztosítása a világ arénáján és a relevanciáját nukleáris elrettentő rendszer kiépítése az állam katonai fenyegetéséért. Bizonyos befolyása, közvetlen vagy közvetett, a nukleáris fegyverek jelenléte mindig a társadalmi-gazdasági helyzetre és az erők politikai összehangolására vonatkozik az ilyen fegyverek "országok tulajdonosaiban", beleértve, és a kutatási problémák relevanciájának köszönhető választott minket. A probléma a fejlődő és fontos, hogy a nukleáris fegyverek használata érdekében a nemzetbiztonsági az állam meglehetősen releváns a hazai tudomány többé nem az első évtizedben, és ez a téma még nem kimerítette magát.

A tanulmány tárgya atomfegyverek a modern világban, a tanulmány tárgya egy atomi bomba és technológiai eszközének létrehozásának története. A munka újdonsága az, hogy az atomfegyverek problémája számos irányból származik: nukleáris fizika, nemzetbiztonság, történelem, külpolitika és intelligencia.

Ennek a munkának a célja, hogy tanulmányozza az atomi (nukleáris) bomba létrehozásának és szerepének történetét a bolygónk békéjének és rendének biztosításában.

A cél elérése érdekében a következő feladatokat oldották meg:

jellemzi az "Atom Bomb", a "Nukleáris fegyverek" stb.

az atomfegyverek előfeltételeit figyelembe veszik;

feltárta azokat az okokat, amelyek az emberiséget ösztönözték az atomfegyverek létrehozására és annak használatára.

elemezte az atom bomba szerkezetét és összetételét.

A cél és feladatok a vizsgálat szerkezetét és logikáját okozzák, amely a bevezetésből, két szakaszból, a felhasznált források következtetése és felsorolása miatt következett be.

Atom Bomb: Összetétel, harci jellemzők és a létrehozás célja

Mielőtt megkezdené az Atom Bomb épületének tanulmányozását, a terminológiával foglalkozik ebben a kérdésben. Tehát a tudományos körökben különleges feltételek vannak, amelyek tükrözik az atomfegyverek jellemzőit. Ezek közül különösen a következőket:

Atom Bomb - A légiközlekedési nukleáris bomba kezdeti neve, amelynek fellépése a robbanó lánc nukleáris adagzavaron alapul. Az úgynevezett hidrogén bomba megjelenésével alapulva a szintézis adagolása, a kifejezés jóváhagyásra kerül - nukleáris bomba.

Atombomba - Aviation bomba egy nukleáris díjat, egy nagy pusztító erővel. Az első két nukleáris bombát körülbelül 20 ct-os trillil-egyenértékű, mindegyike az amerikai repülőgépek hiroshima és Nagasaki japán városai, 1945. augusztus 6-án és 945-ben, és hatalmas áldozatot és megsemmisítést okozott. A modern nukleáris bombák egy tízmillió tonna tonna egyenértékűek.

Nukleáris vagy atomfegyver - egy robbanóanyag-alapú robbanó fegyver, amely a láncos nukleáris nukleáris reakcióban mentesített nukleáris energiatartalmú nukleáris reakcióban, a tüdőmagok szintézisétlenségének termonukleáris fúziós reakciójára mentes.

A tömeges lézió (omp) fegyvereire vonatkozik, biológiai és vegyi anyagokkal együtt.

A nukleáris fegyverek nukleáris lőszerek, a cél és a menedzsment eszköze. A tömeges sérülés fegyvereire vonatkozik; Hatalmas pusztító erővel rendelkezik. A fenti ok, az Egyesült Államok és a Szovjetunió hatalmas pénzeszközöket fektett be a nukleáris fegyverek fejlesztésében. A díjak és a tartomány tekintetében a nukleáris fegyverek taktikai, működési és taktikai és stratégiai jellegűek. A nukleáris fegyverek a háborúban katasztrofálisak minden emberiség számára.

A nukleáris robbanás a nagyszámú belső energia azonnali elosztása korlátozott mennyiségben.

Az akció az atomfegyverek alapul hasadási reakció nehéz atommagok (urán-235, plutónium-239, és bizonyos esetekben, az urán-233).

Az Uranus-235-et nukleáris fegyverekben használják, mert a legelterjedtebb urán-238 izotópával ellentétben az önfenntartó lánc nukleáris reakció lehetséges.

A Plutonium-239-et "fegyver plutóniumnak" is nevezik, mert A nukleáris fegyverek megteremtésére szolgál, és a 239pu izotóp tartalma legalább 93,5%.

Annak érdekében, hogy tükrözze az Atom Bomba szerkezetét és összetételét, mint prototípust, elemezzük a "Tolstik" plutóniumi bombát (1. ábra) 1945. augusztus 9-én, Nagasaki japán városának.

atomtombomba robbanás

1. ábra - Atomic Bomb "Fat"

A bomba (tipikus plutónium egyfázisú lőszer) rendszere megközelítőleg a következők:

Neutron iniciátor - egy tál, amelynek átmérője körülbelül 2 cm Berylliumból készült, vékony réteg ötvözetű-Olton-Olton-poline vagy fémpolonium-210, a neutronok elsődleges forrása a kritikus tömeg és a gyorsulás gyors csökkenéséhez A reakció kezdete. Úgy működik, abban az időben a fordítás a harci mag mag állapotban (amikor a sűrített, akkor összekeverjük a polónium és berillium nagyszámú neutron-kibocsátás). Jelenleg az ilyen típusú iniciáció mellett a termonukleáris iniciáció (TI) gyakoribb. Thermonuclear iniciátor (TI). A töltés központjában található (mint az N), ahol kis mennyiségű termonukleáris anyag van, amelynek középpontja egy konvergáló sokkhullámmal és a termonukleáris reakció folyamatában a hőmérséklet hőmérsékletének hátterében van kialakítva, jelentős A neutron mennyisége kifejlesztésre kerül, amely elegendő a láncreakció neutron megkezdéséhez (2. ábra).

Plutónium. A maximális tiszta izotóp plutónium-239, bár a fizikai tulajdonságok stabilitásának növelése (sűrűség) és a plutónium-töltés tömöríthetőségének javítása kis mennyiségű gallium.

Héj (általában az uránból), amely a neutron reflektorot szolgálja.

Alumínium krimpelő köpeny. Biztosítja a bombázás egyenletességét hullámosító hullám sajtolás, ugyanakkor megakadályozza, hogy a belső rész a töltés közvetlen érintkezés robbanóanyagok és felosztása termékek a bomlás.

Robbanásveszélyes egy komplex aláhúzódó rendszerrel, amely biztosítja az egész robbanóanyag mögöttes szinkronizálását. Szinkronizmus szükséges a lökéshullám szigorúan gömb alakú nyomó (irányított golyó) létrehozásához. A nem-fleece hullám egy tálaló anyag kibocsátásához vezet a heterogenitás és a kritikus tömeg létrehozásának lehetetlenségéhez. Hasonló rendszer létrehozása a robbanóanyagok helyszínére és aláásott volt az egyik legnehezebb feladat. A kombinált sémát (LENZ rendszert) a "gyors" és a "lassú" robbanóanyagokból használják.

A Duralum bélyegzett elemekből készült ház két gömb alakú burkolat és a csavarok által csatlakoztatott öv.

2. ábra - A Plutonium Bomb működésének elve

A nukleáris robbanás központja olyan pont, amelyben van egy vaku, vagy a tüzes tál középpontja, és az epicentrum a Földön vagy a vizes felületen lévő robbanásközpont vetülete.

A nukleáris fegyverek a tömeges lézió legerősebb és veszélyesbb típusú fegyverei, amelyek veszélyeztetik az egész emberiséget, soha nem látott pusztulással és több millió ember megsemmisítésével.

Ha a robbanás a Földön vagy a felületéhez közel kerül, akkor a robbanás energiájának egy része a föld felszínére továbbítódik szeizmikus oszcilláció formájában. Van egy jelenség, hogy sajátosságai szerint egy földrengéshez hasonlít. Az ilyen robbanás következtében a szeizmikus hullámok alakulnak ki, amelyek a Föld vastagságán keresztül nagyon hosszú távolságokra vonatkoznak. A hullám romboló hatása több száz méter sugara korlátozódik.

Ennek eredményeként rendkívül nagy robbanás hőmérséklet, fényes kitörése fény lép fel, amelynek intenzitása is százszor nagyobb, mint az intenzitás napsugarak hullott a földre. A kitörésen nagy mennyiségű hőt és fényt különböztetünk meg. Fénysugárzás hatására magától égő éghető anyagok és égési sérülést az emberek a sugara több kilométeres.

Nukleáris robbanás esetén sugárzás történik. Körülbelül egy percig tart, és olyan nagy áthatolási képességgel rendelkezik, hogy erős és megbízható menedékhelyekre van szükség ahhoz, hogy védelmet nyújtsanak ellene ellen.

A nukleáris robbanás képes azonnal megsemmisíteni vagy letiltani a védelem nélküli embereket, nyíltan álló berendezéseket, struktúrákat és különböző anyagi eszközöket. A nukleáris robbanás (PFI) fő rögzítő tényezői:

sokkhullám;

fénysugárzás;

áthatoló sugárzás;

radioaktív helység fertőzés;

elektromágneses impulzus (AM).

A légkörben a nukleáris robbanás, a kiadott energia eloszlása \u200b\u200ba PFA között körülbelül a következők: a lökéshullám körülbelül 50% -a, a fénysugár töredéke 35%, a radioaktív fertőzés 10% és 5% behatoló sugárzás és am.

Az emberek, katonai felszerelések, terepek és különböző tárgyak radioaktív fertőzése nukleáris robbanással a töltőanyag (PU-239, U-235) megosztásának fragmenseinek köszönhető, és nem reagált a töltés egy részét, ami kiesik a robbanás felhőjéből , valamint a talajban és más anyagokban kialakított radioaktív izotópok a neutronok - indukált aktivitás hatása alatt. Idővel a divízió töredékek aktivitása gyorsan csökken, különösen a robbanás utáni első órákban. Például az összes aktivitása a szétválás töredékek közben egy robbanás egy nukleáris lőszer kapacitása 20 kt egy nap lesz több ezerszer kevesebb, mint egy perc alatt a robbanás után.

1. Atom Bomb: Összetétel, harci jellemzők és létrehozás célja