Miaka 60 iliyopita - mnamo Agosti 29, 1949 - bomu ya kwanza ya atomiki ya Soviet RDS-1 na mavuno yaliyotangazwa ya kt 20 ilijaribiwa kwa mafanikio kwenye tovuti ya majaribio ya Semipalatinsk. Shukrani kwa hafla hii, usawa wa kijeshi wa kimkakati kati ya USSR na Merika ulidaiwa kuanzishwa ulimwenguni. Na vita vya nadharia na athari mbaya kwa Umoja wa Kisovyeti iligunduliwa katika hali yake baridi ya mkusanyiko.
Katika nyayo za mradi wa Manhattan
Umoja wa Kisovieti (kama, kweli, Ujerumani) ilikuwa na kila sababu ya kuwa kiongozi katika mbio za nyuklia. Hii haikutokea kwa sababu ya jukumu kubwa ambalo sayansi ilicheza katika itikadi ya serikali mpya. Uongozi wa Chama cha Kikomunisti, kufuatia maagizo ya kazi ya kutokufa "Utajiri na Ukosoaji", kwa wasiwasi uliangalia kushamiri kwa "utimamu wa mwili". Mnamo miaka ya 1930, Stalin alikuwa na mwelekeo wa kuwaamini sio wale wanafizikia ambao walisema kwamba kwa msaada wa athari fulani ya mnyororo katika isotopu ya vitu vizito inawezekana kutoa nguvu kubwa, lakini wale ambao walitetea kanuni za vitu katika sayansi.
Ukweli, wanafizikia wa Soviet walianza kuzungumza juu ya uwezekano wa matumizi ya kijeshi ya nishati ya nyuklia mnamo 1941. Georgy Nikolaevich Flerov (1913-1990), ambaye kabla ya vita katika maabara ya Igor Vasilyevich Kurchatov (1903-1960) alifanya kazi kwa shida ya mmenyuko wa mnyororo wa kutenganishwa kwa urani, na kisha akatumika kama Luteni katika Jeshi la Anga, mara mbili alipelekwa barua kwa Stalin ambapo alijuta "kosa kubwa" Na "kujitolea kwa hiari kwa nafasi za kabla ya vita katika utafiti wa fizikia ya nyuklia". Lakini - bure.
Mnamo Septemba 1942 tu, wakati ujasusi ulipogundua kupelekwa kwa Mradi wa Manhattan wa Amerika, ulioongozwa na Robert Oppenheimer (1904-1967), ambayo ilikua ikitoka kwa shughuli za Tume ya Urani ya Amerika na Uingereza, Stalin alisaini amri "Juu ya shirika ya kazi kwenye urani. "… Iliamuru Chuo cha Sayansi cha USSR "kuanza tena kazi ya kusoma uwezekano wa kutumia nishati ya atomiki kwa kutenganisha urani na kuwasilisha kwa Kamati ya Ulinzi ya Jimbo ifikapo Aprili 1, 1943, ripoti juu ya uwezekano wa kuunda bomu la urani au mafuta ya urani."
Katikati ya Aprili 1943 huko Moscow, huko Pokrovsky-Streshnevo, Maabara namba 2 iliundwa, ambayo ilijumuisha wanafizikia wakubwa nchini. Kurchatov aliongoza maabara, na usimamizi wa jumla wa "kazi ya urani" mwanzoni alipewa Molotov, lakini basi Beria alimbadilisha katika kazi hii.
Inaeleweka kabisa kuwa rasilimali za Umoja wa Kisovyeti hazikuwa sawa na uwezo ambao Mataifa hayakuelemewa sana na vita. Walakini, hii sio maelezo pekee ya pengo kubwa katika kiwango cha maendeleo uliofanywa huko Los Alamos na Moscow. Washindi 12 wa Nobel kutoka USA na Ulaya, wanasayansi elfu 15, wahandisi na mafundi, wafanyikazi elfu 45, stenographer 4,000, waandishi na makatibu, wafanyikazi elfu moja wa usalama ambao walihakikisha utawala wa usiri uliokithiri walishiriki katika mradi wa Manhattan. Kuna watu 80 katika Maabara namba 2, ambapo ishirini na tano tu walikuwa wafanyikazi wa utafiti.
Mwisho wa vita, kazi haikutoka ardhini: katika Maabara Nambari 2, na vile vile katika Maabara Namba 3 na Nambari 4 zilizofunguliwa mwanzoni mwa 1945, njia zilikuwa zikitafutwa za kupata plutoniamu kwa mitambo ya anuwai. kanuni za uendeshaji. Hiyo ni, walikuwa wakijishughulisha na maendeleo ya kisayansi, sio ya majaribio na muundo.
Mabomu ya atomiki ya Hiroshima na Nagasaki kweli yalifungua macho ya serikali ya USSR kwa kiwango cha tishio lililotegemea nchi. Halafu kamati maalum iliundwa, ikiongozwa na Beria, ambayo ilipokea nguvu za dharura na ufadhili usio na kikomo. Kazi ya uvivu ya utafiti imebadilishwa na kuruka kwa nguvu kwa ubunifu. Mnamo 1946, mitambo ya urani-grafiti iliyozinduliwa katika maabara ya Kurchatov ilianza kutoa plutonium-239 kwa kupiga urani na nyutroni polepole. Katika Urals, haswa huko Chelyabinsk-40, biashara kadhaa ziliundwa kwa utengenezaji wa urani ya kiwango cha silaha na plutonium, pamoja na vifaa vya kemikali vinavyohitajika kuunda bomu.
Huko Sarov, karibu na Arzamas, tawi la Maabara namba 2 lilianza kuundwa, linaloitwa KB-11, alipewa jukumu la kukuza muundo wa bomu na upimaji wake kabla ya chemchemi ya 1948. Na mwanzoni ilikuwa ni lazima kutengeneza bomu ya plutonium. Chaguo hili lilitanguliwa na ukweli kwamba Maabara Nambari 2 ilikuwa na mchoro wa kina wa bomu ya Amerika ya plutonium "Fat Man" imeshuka Nagasaki, ambayo ilikabidhiwa kwa ujasusi wa Soviet na mwanafizikia wa Ujerumani Claus Foocks (1911-1988) ambaye alishiriki katika maendeleo yake, ambaye alishikilia maoni ya kikomunisti. Uongozi wa Soviet ulikuwa na haraka mbele ya uhusiano mkali na Merika na ilitaka kupata matokeo mazuri ya uhakika. Katika uhusiano huu, kiongozi wa kisayansi wa mradi huo, Kurchatov, hakuwa na chaguo.
Uranium au Plutonium?
Mpango wa kawaida wa athari ya mnyororo wa nyuklia katika isotopu ya urani 235U ni kazi ya kielelezo ya wakati na msingi wa 2. Nyutroni, inayogongana na kiini cha moja ya atomi, inaigawanya vipande viwili. Hii hutoa neutroni mbili. Wao, kwa upande wao, waligawanya tayari viini viwili vya urani. Katika hatua inayofuata, nyuzi mara mbili zaidi hufanyika - 4. Halafu - 8. Na kadhalika, kwa kuongezeka, hadi, tena, kwa kusema, kwa kiasi kikubwa, vitu vyote havitakuwa na vipande vya aina mbili, idadi ya atomiki ambayo ni takriban 95 / 140. Kama matokeo, nishati kubwa ya mafuta hutolewa, 90% ambayo hutolewa na nishati ya kinetic ya vipande vya kuruka (kila kipande kinahesabu MeV 167).
Lakini kwa mwitikio kuendelea kwa njia hii, inahitajika kwamba hakuna hata neutroni moja itakayopotea. Kwa ujazo mdogo wa "mafuta", nyutroni zilizotolewa katika mchakato wa kutenganishwa kwa viini hutoka ndani yake, bila kuwa na wakati wa kuguswa na viini vya urani. Uwezekano wa kutokea kwa athari pia inategemea mkusanyiko wa isotopu ya 235U katika "mafuta", ambayo ina 235U na 238U. Kwa kuwa 238U inachukua nyutroni haraka ambazo hazishiriki katika athari ya utoboaji. Urani ya asili ina 0.714% 235U, imejazwa, kiwango cha silaha, lazima iwe angalau 80%.
Vivyo hivyo, pamoja na maelezo yake mwenyewe, athari huendelea kwenye isotopu ya plutonium 239Pu
Kwa mtazamo wa kiufundi, ilikuwa rahisi kuunda bomu la urani kuliko la plutonium. Ukweli, ilihitaji agizo la ukubwa zaidi wa urani: umati muhimu wa uranium-235, ambayo athari ya mnyororo hufanyika, ni kilo 50, na kwa plutonium-239 ni kilo 5.6. Wakati huo huo, kupata plutonium ya kiwango cha silaha kwa kulipua urani-238 kwenye mtambo sio kazi ngumu kuliko kutenganisha isotopu ya urani-235 kutoka kwa madini ya urani katika centrifuges. Kazi zote hizi zinahitaji angalau tani 200 za madini ya urani. Na suluhisho lao lilihitaji uwekezaji wa kiwango cha juu cha rasilimali zote za kifedha na uzalishaji kulingana na gharama yote ya mradi wa nyuklia wa Soviet. Kwa habari ya rasilimali watu, Umoja wa Kisovyeti baada ya muda ulizidi Merika mara nyingi zaidi: mwishowe, watu elfu 700, haswa wafungwa, walihusika katika kuunda bomu.
"Mtoto" au "Mtu Mnene"?
Bomu la urani lililoangushwa na Wamarekani kwenye Hiroshima na kuitwa "Mtoto" lilikusanywa kwenye pipa iliyokopwa kutoka kwa bunduki ya kupambana na ndege ya milimita 75 iliyochoka hadi kipenyo kinachohitajika. Kulikuwa na mitungi sita ya urani iliyounganishwa mfululizo na kila mmoja na jumla ya kilo 25.6. Urefu wa projectile ulikuwa cm 16, kipenyo kilikuwa cm 10. Mwisho wa pipa kulikuwa na lengo - silinda ya urani mashimo yenye uzito wa kilo 38, 46. Upeo na urefu wake wa nje ulikuwa cm 16. Ili kuongeza nguvu ya bomu, lengo lilikuwa limewekwa kwenye kiboreshaji cha neutroni kilichotengenezwa na carbide ya tungsten, ambayo ilifanya iwezekane kufikia "mwako" kamili zaidi wa urani inayoshiriki katika athari ya mnyororo.
Bomu hilo lilikuwa na kipenyo cha cm 60, urefu wa zaidi ya mita mbili na uzito wa kilo 2300. Uendeshaji wake ulifanywa kwa kuwasha malipo ya unga, ambayo iliongoza mitungi ya urani kando ya pipa la mita mbili kwa kasi ya 300 m / s. Wakati huo huo, makombora ya kinga ya boroni yaliharibiwa. Mwisho wa "njia" projectile iliingia lengo, jumla ya nusu mbili ilizidi misa muhimu, na mlipuko ulitokea.
Mchoro wa bomu ya atomiki, ambayo ilionekana mnamo 1953 wakati wa kusikilizwa kwa kesi ya wenzi wa Rosenberg, waliotuhumiwa kwa ujasusi wa atomiki kwa niaba ya USSR. Kushangaza, mchoro huo ulikuwa wa siri na haukuonyeshwa kwa jaji au jury. Mchoro huo ulitangazwa tu mnamo 1966. Picha: Idara ya Sheria. Ofisi ya U. S. Wakili wa Wilaya ya Kusini ya Mahakama ya New York
Wanajeshi, ambao walipewa dhamana ya matumizi ya mapigano ya "Malysh", waliogopa kwamba, ikiwa ikishughulikiwa kwa uzembe, pigo lolote linaweza kusababisha kufutwa kwa fuse. Kwa hivyo, baruti ilipakiwa ndani ya bomu tu baada ya ndege kuruka.
Kifaa cha bomu ya Soviet ya plutonium, isipokuwa vipimo vyake, ilifungwa kwa ghuba ya bomu la mshambuliaji mzito wa Tu-4, na vifaa vya kuchochea wakati shinikizo la anga la thamani fulani lilipofikiwa, ilirudia tena "kujazwa" kwa bomu lingine la Amerika - "Fat Man".
Njia ya kanuni ya kuleta vipande viwili vya umati muhimu sana karibu na kila mmoja haifai kwa plutoniamu, kwani dutu hii ina asili ya juu zaidi ya nyutroni. Na wakati vipande vinakusanywa kwa kasi inayoweza kupatikana na msukumaji wa ulipuaji, kabla ya kuanza kwa mmenyuko wa mnyororo kwa sababu ya kupokanzwa kwa nguvu, kuyeyuka na uvukizi wa plutoniamu inapaswa kutokea. Na hii inapaswa kusababisha uharibifu wa kiufundi wa muundo na kutolewa kwa dutu isiyosababishwa katika anga.
Kwa hivyo, katika bomu la Soviet, kama ilivyo kwa Amerika, njia ya kukandamiza kwa nguvu ya kipande cha plutoniamu na wimbi la mshtuko wa spherical ilitumika. Kasi ya wimbi hufikia 5 km / s, kwa sababu ambayo wiani wa dutu huongezeka kwa mara 2, 5.
Sehemu ngumu zaidi ya bomu ya kuingiza ni kuunda mfumo wa lensi za kulipuka, inayoonekana inafanana na jiometri ya mpira wa miguu, ambayo huelekeza nguvu kabisa katikati ya kipande cha plutoniamu, saizi ya yai la kuku, na kuibana kwa ulinganifu na kosa la chini ya asilimia moja. Kwa kuongezea, kila lensi kama hiyo, iliyotengenezwa na aloi ya TNT na RDX pamoja na kuongeza nta, ilikuwa na aina mbili za vipande - haraka na polepole. Wakati mnamo 1946 mmoja wa washiriki wa Mradi wa Manhattan aliulizwa juu ya matarajio ya kuunda bomu la Soviet, alijibu kwamba haitaonekana mapema zaidi ya miaka 10 baadaye. Na kwa sababu tu Warusi watapambana kwa muda mrefu juu ya shida ya ulinganifu bora wa implosion.
Soviet "Mtu Fat"
Bomu la Soviet RDS-1 lilikuwa na urefu wa cm 330, kipenyo cha cm 150 na uzani wa kilo 4,700. Nyanja zenye kiota cha msingi ziliwekwa ndani ya mwili ulio na umbo la tone na kiimarishaji cha umbo la X la kawaida.
Katikati ya muundo mzima kulikuwa na "fyuzi ya nyutroni", ambayo ilikuwa mpira wa berili, ndani ambayo kulikuwa na chanzo cha poloniamu-210 kilicholindwa na ganda la berili. Wakati wimbi la mshtuko lilifikia fuse, berili na poloniamu zilichanganywa, na nyutroni "zinawaka" mmenyuko wa mnyororo zilitolewa ndani ya plutonium.
Ifuatayo ilikuja hemispheres mbili za sentimita 10 za plutonium-239 katika jimbo lenye wiani uliopunguzwa. Hii ilifanya plutonium iwe rahisi kusindika, na wiani uliohitajika wa mwisho ulikuwa matokeo ya implosion. Umbali wa 0.1 mm kati ya hemispheres ulijazwa na safu ya dhahabu, ambayo ilizuia kupenya mapema kwa wimbi la mshtuko kwenye fyuzi ya neutroni.
Kazi ya tafakari ya neutroni ilifanywa na safu ya urani wa asili 7 cm nene na uzani wa kilo 120. Mmenyuko wa utoboaji ulifanyika ndani yake na kutolewa kwa nyutroni, ambazo zilirudishwa kwa sehemu ya kipande cha plutoniamu. Uranium-238 ilitoa 20% ya nguvu ya bomu.
Safu ya "pusher", ambayo ni uwanja wa aluminium 11.5 cm nene na uzani wa kilo 120, ilikusudiwa kupunguza wimbi la Taylor, ambalo linasababisha kushuka kwa shinikizo nyuma ya kikosi cha mbele.
Muundo huo ulizungukwa na ganda linalilipuka lenye unene wa cm 47 na uzani wa kilo 2500, ambayo ilikuwa na mfumo tata wa lensi za kulipuka zinazozingatia katikati ya mfumo. Lenti 12 zilikuwa za pentagonal, 20 zilikuwa za hexagonal. Kila lensi ilijumuisha sehemu zinazobadilishana za vilipuzi vyenye kasi na polepole, ambavyo vilikuwa na fomula tofauti ya kemikali.
Bomu hilo lilikuwa na mifumo miwili ya uhuru ya kufyatua silaha - kutoka kupiga ardhi na wakati shinikizo la anga lilifikia thamani iliyotanguliwa (fyuzi ya urefu wa juu).
Mabomu matano ya RDS-1 yalitengenezwa. Wa kwanza wao alipigwa kwenye taka karibu na Semipalatinsk katika uwanja wa ardhi. Nguvu ya mlipuko ilirekodiwa rasmi kwa kt 20, lakini baada ya muda ikawa kwamba hii ilikuwa makadirio makubwa sana. Halisi - kwa nusu ya kiwango. Kufikia wakati huo, Wamarekani tayari walikuwa na mabomu kama hayo 20, na madai yoyote ya usawa hayakuwa na msingi. Lakini ukiritimba ulivunjika.
Mabomu manne zaidi ya haya hayajawahi kuinuliwa angani. RDS-3, maendeleo ya asili ya Soviet, iliwekwa katika huduma. Bomu hili, na vipimo vyake vidogo na uzito, lilikuwa na mavuno ya 41 kt. Hii iliwezekana, haswa, kwa sababu ya uboreshaji wa athari ya utoboaji wa plutoniamu na athari ya nyuklia ya fusion ya deuterium na tritium.
