Величайшие рукотворные чудеса

Она, эта реакция, и была в конце концов использована для создания атомной бомбы. Физики уяснили себе, что если взять достаточно большое количество урана-235, то при критической массе, которая равна примерно 50 кг, в веществе начнется самопроизвольная цепная реакция. И если ее не остановить, она через несколько секунд приведет к взрыву чудовищной силы. Ведь деление каждого ядра сопровождается выделением энергии, которая примерно в 300 млн раз больше той, что затрачена на расщепление!

Все эти важные открытия были сделаны накануне Второй мировой войны. Вскоре в Германии и в других странах начались секретные работы по созданию атомной бомбы. В США этой проблемой занялись в 1941 г. Всему комплексу работ было присвоено наименование «Манхэттенского проекта». Административное руководство проектом осуществлял генерал В. Гровс, а научное – профессор Калифорнийского университета Р. Оппенгеймер.

Профессору вскоре удалось собрать группу теоретиков, в которую вошли крупнейшие специалисты того времени в области физики и химии. Среди них 13 лауреатов Нобелевской премии, в том числе Н. Бор, Э. Ферми, Р. Фейман и другие.

Кроме них, к работе было привлечено множество других специалистов самого разного профиля. Правительство США не скупилось на расходы, и в 1942 г. была основана крупнейшая в мире исследовательская лаборатория в Лос-Аламосе, где работало около 9000 человек.

Главная цель проекта состояла в получении достаточного количества делящегося материала, из которого можно было бы создать несколько атомных бомб. Кроме урана-235, зарядом для бомбы, мог, как выяснилось, послужить искусственный элемент плутоний-239, то есть бомба могла быть как урановой, так и плутониевой.

Работы сразу пошли по двум направлениям, поскольку невозможно было наперед решить, какое из них окажется более перспективным. Оба способа принципиально отличались друг от друга: 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. И тот и другой путь представлялся необычайно трудным и не сулил легких решений. Поэтому Манхэттенский проект разделился на несколько программ, во главе каждой из которых стояли видные ученые. Так, сам Оппенгеймер был главой Лос-Аламос-ской научной лаборатории, Э. Лоуренс заведовал Радиационной лабораторией Калифорнийского университета, Э. Ферми вел исследования по созданию ядерного реактора…

В начале 1942 г. под руководством Ферми в помещении теннисного корта под западными трибунами Чикагского стадиона началось строительство первого в истории ядерного реактора. Управлять цепной реакцией исследователи предполагали с помощью стержней, изготовленных из таких веществ, как бор и кадмий, которые сильно поглощают нейтроны.

Кроме того, для замедления скорости разлетающихся нейтронов были использованы графитовые кирпичи, из которых физики возвели колонны высотой в 3 м и шириной в 1,2 м. Между ними были установлены прямоугольные блоки с окисью урана. На всю конструкцию пошло около 46 т окиси урана и 385 т графита.

2 декабря 1942 г. Ферми приказал выдвинуть все контрольные стержни, и эксперимент начался. Нейтронные счетчики стали щелкать все громче и громче – это говорило о том, что в реакторе идет цепная реакция. Когда она стала грозить взрывом, Ферми дал знак, и опущенные стержни прекратили процесс. Так впервые человек освободил энергию атомного ядра и доказал, что может контролировать ее по своей воле. Теперь уже не было сомнения, что ядерное оружие – реальность. Реактор и прочее оборудование демонтировали, и вся компания переехала из Чикаго в городок Ок-Ридж в долине реки Теннеси, население которого за несколько месяцев выросло до 79 тыс. человек. Здесь в короткий срок был построен первый в истории завод по производству обогащенного урана. Тут же в 1943 г. был пущен промышленный реактор, вырабатывавший плутоний.

Израсходовав в общей сложности около 2 млрд долларов, ученые США получили к 1944 г. все необходимое для создания первой атомной бомбы. Она была сконструирована и изготовлена к лету 1945 г. Ей дали имя «Тринити» и повезли для испытаний на полигон.

Бомбу поместили в центре пустыни на вершине стальной 30-метровой башни. Вокруг нее на разном расстоянии размещалась регистрирующая аппаратура. В 9 км находился наблюдательный пункт.

И вот 16 июня 1945 г. на атомном полигоне в пустыне Аламо-гордо (штат Нью-Мексико) был произведен первый на Земле атомный взрыв. По описанию очевидцев, было такое ощущение, будто множество солнц соединилось в одно. Затем над равниной образовалось облако пыли и пепла. Силу взрыва оценили в 20 000 т тротила!

Следующим шагом должно было стать боевое применение бомбы против Японии. Для этого были изготовлены еще две бомбы, несколько разнившиеся по конструкции. Первая бомба – «Малыш» – представляла собой крупногабаритную авиационную бомбу с атомным зарядом из сильно обогащенного урана-235. Длина ее была около 3 м, вес – 4,1 т. Вторая бомба – «Толстяк» – с зарядом плутония-239 имела яйцеобразную форму с крупногабаритным стабилизатором. Длина ее составляла 3,2 м, вес – 4,5 т.

6 августа бомбардировщик Б-29 «Энола Гэй» сбросил «Малыша» на японский город Хиросиму. Бомба опускалась на парашюте и взорвалась на высоте 600 м от земли.

В центре города, в радиусе 2 км, не осталось ни одного целого здания. Через несколько минут после взрыва над Хиросимой прошел черный радиоактивный дождь – превращенная в пар влага сконденсировалась в высоких слоях атмосферы и выпала на землю в виде крупных капель, смешанных с радиоактивной пылью. После дождя на город обрушился порыв ветра. Он раздул гигантский пожар, в котором сгорело все, что только могло гореть. Из 76 тыс. городских зданий полностью разрушилось и сгорело 55 тыс.

В воздухе стоял удушающий смрад от горелого человеческого мяса. Несчастные, находившиеся от эпицентра на расстоянии до 800 м, за доли секунды буквально испарились. Десятки тысяч людей были поражены лучевой болезнью в крайне тяжелой форме. Уже через несколько часов у них началась сильнейшая рвота, подскочила температура до 40 градусов, появились одышка и кровотечения. Затем на коже появились страшные язвы. Через пару дней после этого большинство облученных скончались в ужасных мучениях. Всего от взрыва и лучевой болезни погибло около 240 тыс. человек. Еще около 160 000 получили лучевую болезнь в более легкой форме – то есть их мучительная смерть оказалась отсроченной на несколько месяцев или лет.

Известие о катастрофе быстро распространилось по стране, вся Япония была парализована страхом. Он еще более увеличился после того, как 9 августа самолет «Бокс Кар» сбросил вторую бомбу на Нагасаки.

Не смея противостоять новому оружию, японское правительство капитулировало.

Эта же сила приостановила и наступательный порыв И. В. Сталина. Он понял, что без своей атомной бомбы воевать с Западом бессмысленно. И все силы разведки и науки были брошены на то, чтобы разузнать секрет американской атомной бомбы и сделать такую же. Это удалось сделать довольно скоро, поскольку в группе исследователей, участвовавших в Манхэттенском проекте, нашлись люди, сочувствующие коммунистам. Одним из них, например, был немецкий физик Клаус Фукс, который передал советской разведке множество документов, касавшихся атомного проекта. Эти данные плюс собственные усилия видных советских специалистов – И. Курчатова, А. Сахарова, Ю. Харитона и других – привели к тому, что 29 августа 1949 сода, в семь часов утра, Курчатов подписал приказ о проведении взрыва первой советской атомной бомбы.

Так началась гонка атомных вооружений. И на сегодняшний день в мире насчитывается уже около десятка государств, обладающих своими собственными запасами ядерного оружия.

Атомная электростанция в Обнинске

Первая в мире атомная электростанция была построена в СССР через десять лет после бомбардировки Хиросимы. В этой работе принимали участие практически те же специалисты, что и в создании советской атомной бомбы…

В 1943 г. И. Курчатов создал в Москве исследовательский центр по разработке ядерного оружия. Поначалу он носил название Лаборатории № 2, а позже был преобразован в Институт атомной энергии. Здесь и в некоторых других лабораториях в кратчайшие сроки были повторены все исследования американских ученых, осуществлена цепная реакция на опытном ядерном ураново-графитовом реакторе Ф1.

Все работы по созданию реактора были проведены НИИ Химмаш, которым руководил Н. Доллежаль. Принцип действия и устройство реактора Доллежалю были в общих чертах ясны: в металлический корпус помещались графитовые блоки с каналами для урановых блоков и регулирующих стержней – поглотителей нейтронов.

Общая масса урана должна была достигать критической, при которой начиналась поддерживаемая цепная реакция деления атомов урана. При этом выяснилось, что в среднем на каждую 1000 возникших нейтронов несколько штук рождались не мгновенно, в момент деления, а чуть позднее и вылетали уже из осколков. Существование этих так называемых запаздывающих нейтронов оказалось решающим для возможности осуществления управляемой цепной реакции.