Hidrogen bombasını kim yaradıb. Atom bombasının yaranma tarixi və iş prinsipi. Teller-Ulam prinsipinə görə termonüvə bombasının cihazı

H-bombası

Termonüvə silahları- dağıdıcı gücü yüngül elementlərin daha ağır elementlərə (məsələn, deyterium (ağır hidrogen) iki nüvəsinin sintezi) reaksiyasının enerjisindən istifadəyə əsaslanan kütləvi qırğın silahı növü. helium atomunun bir nüvəsinə çevrilir), bu da böyük miqdarda enerji buraxır. Nüvə silahları ilə eyni dağıdıcı amillərə malik olan termonüvə silahları daha böyük partlayıcı gücə malikdir. Teorik olaraq, yalnız mövcud komponentlərin sayı ilə məhdudlaşır. Qeyd etmək lazımdır ki, termonüvə partlayışından radioaktiv çirklənmə, xüsusilə partlayışın gücü ilə əlaqədar olaraq atom partlayışından daha zəifdir. Bu, termonüvə silahlarını “təmiz” adlandırmağa əsas verdi. İngilisdilli ədəbiyyatda meydana çıxan bu termin 70-ci illərin sonlarında istifadədən çıxdı.

ümumi təsviri

Termonüvə partlayıcı qurğu ya maye deuterium və ya sıxılmış qazlı deuteriumdan istifadə etməklə tikilə bilər. Lakin termonüvə silahlarının ortaya çıxması yalnız bir növ litium hidrid - litium-6 deuterid sayəsində mümkün oldu. Bu, ağır hidrogen izotopunun - deuteriumun və litiumun kütləsi 6 izotopunun birləşməsidir.

Litium-6 deuterid, deyteriumu (normal şəraitdə qaz olan) müsbət temperaturda saxlamağa imkan verən bərk maddədir və əlavə olaraq, onun ikinci komponenti - litium-6 - istehsal üçün xammaldır. hidrogenin ən az izotopu - tritium. Əslində, 6 Li tritiumun yeganə sənaye mənbəyidir:

Erkən ABŞ-ın termonüvə döyüş sursatlarında həmçinin təbii litium deuteriddən istifadə edilirdi ki, onun tərkibində əsasən kütlə sayı 7 olan litiumun izotopu da var. O, həm də tritium mənbəyi kimi xidmət edir, lakin bunun üçün reaksiyada iştirak edən neytronların enerjisi 10 MeV və ya olmalıdır. daha yüksək.

Bir termonüvə reaksiyasına başlamaq üçün lazım olan neytronları və temperaturu (təxminən 50 milyon dərəcə) yaratmaq üçün əvvəlcə kiçik bir atom bombası hidrogen bombasında partlayır. Partlayış temperaturun kəskin artması, elektromaqnit şüalanması və güclü neytron axınının yaranması ilə müşayiət olunur. Neytronların litium izotopu ilə reaksiyası nəticəsində tritium əmələ gəlir.

Atom bombasının partlamasının yüksək temperaturunda deyterium və tritiumun olması hidrogen (termonüvə) bombasının partlaması zamanı əsas enerji buraxılışını yaradan termonüvə reaksiyasını (234) başlayır. Əgər bombanın gövdəsi təbii urandandırsa, onda sürətli neytronlar (reaksiya zamanı (242) ayrılan enerjinin 70%-ni özündən aparır) onda yeni idarə olunmayan zəncirvari parçalanma reaksiyasına səbəb olur. Hidrogen bombasının partlamasının üçüncü mərhələsi baş verir. Eyni şəkildə, praktiki olaraq qeyri-məhdud gücə malik termonüvə partlayışı yaradılır.

Əlavə zərər verən amil hidrogen bombasının partlaması zamanı baş verən neytron şüalanmasıdır.

Termonüv sursat qurğusu

Termonüvə sursatları həm hava bombaları şəklində mövcuddur ( hidrogen və ya termonüvə bombası) və ballistik və qanadlı raketlər üçün döyüş başlıqları.

Hekayə

SSRİ

Termonüvə qurğusunun ilk sovet layihəsi bir qat tortuna bənzəyirdi və buna görə də "Sloyka" kod adını aldı. Dizayn 1949-cu ildə (hələ ilk sovet nüvə bombasının sınağından əvvəl) Andrey Saxarov və Vitali Ginzburg tərəfindən hazırlanmışdır və indi məşhur Teller-Ulam parçalanması dizaynından fərqli bir yük konfiqurasiyasına malik idi. Yükdə parçalanan material təbəqələri füzyon yanacağı - tritiumla qarışdırılmış litium deuterid təbəqələri ilə əvəz olundu ("Saxarovun ilk fikri"). Parçalanma yükünün ətrafına yerləşdirilən birləşmə yükü cihazın ümumi gücünü artırmaqda təsirsiz idi (müasir Teller-Ulam cihazları 30 dəfəyə qədər çarpma əmsalı təmin edə bilər). Bundan əlavə, parçalanma və birləşmə yüklərinin sahələri adi partlayıcı ilə kəsişdi - ilkin parçalanma reaksiyasının təşəbbüskarı, şərti partlayıcı maddələrin tələb olunan kütləsini daha da artırdı. "Sloika" tipli ilk cihaz 1953-cü ildə sınaqdan keçirildi və Qərbdə "Joe-4" adını aldı (ilk sovet nüvə sınaqları Amerika ləqəbi Cozef (Jozef) Stalinin "Joe dayı" kod adlarını aldı). Partlayış gücü cəmi 15-20% səmərəliliyi ilə 400 kilotona bərabər idi. Hesablamalar göstərdi ki, reaksiyaya girməyən materialın yayılması gücün 750 kilotondan artıq artmasının qarşısını alır.

ABŞ 1952-ci ilin noyabrında meqaton bombalar yaratmağın mümkünlüyünü sübut edən Ivy Mike sınaqlarını keçirdikdən sonra Sovet İttifaqı başqa bir layihə hazırlamağa başladı. Andrey Saxarovun xatirələrində qeyd etdiyi kimi, “ikinci ideya” hələ 1948-ci ilin noyabrında Ginzburq tərəfindən irəli sürüldü və neytronlarla şüalandıqda tritium əmələ gətirən və deyteriumu buraxan litium deuteridin bombada istifadəsini təklif etdi.

1953-cü ilin sonunda fizik Viktor Davidenko ilkin (parçalanma) və ikincil (füzyon) yükləri ayrı-ayrı həcmlərdə yerləşdirməyi təklif etdi və beləliklə Teller-Ulam sxemini təkrarladı. Növbəti böyük addım 1954-cü ilin yazında Saxarov və Yakov Zeldoviç tərəfindən təklif edilmiş və hazırlanmışdır. O, birləşmədən əvvəl litium deuteridi sıxmaq üçün parçalanma reaksiyasından rentgen şüalarından istifadə etməyi nəzərdə tuturdu (“şüa partlaması”). Saxarovun "üçüncü ideyası" 1955-ci ilin noyabrında 1,6 meqatonluq RDS-37-nin sınaqları zamanı sınaqdan keçirildi. Bu fikrin daha da inkişafı termonüvə yüklərinin gücünə əsaslı məhdudiyyətlərin praktiki olaraq olmadığını təsdiqlədi.

Sovet İttifaqı bunu 1961-ci ilin oktyabrında Novaya Zemlyada Tu-95 bombardmançısının gətirdiyi 50 meqatonluq bombanın partladılması zamanı sınaqlarla nümayiş etdirdi. Cihazın səmərəliliyi demək olar ki, 97% idi və o, əvvəlcə 100 meqaton gücü üçün nəzərdə tutulmuşdu, sonradan layihə rəhbərliyinin iradəli qərarı ilə yarıya endirildi. Bu, Yer üzündə indiyə qədər hazırlanmış və sınaqdan keçirilmiş ən güclü termonüvə cihazı idi. O qədər güclüdür ki, onun silah kimi praktiki istifadəsi, hətta artıq hazır bomba şəklində sınaqdan keçirildiyini nəzərə alsaq, bütün mənasını itirdi.

ABŞ

Atom yükü ilə yaradılmış nüvə füzyon bombası ideyası Enriko Fermi tərəfindən 1941-ci ildə Manhetten Layihəsinin lap əvvəlində həmkarı Edvard Tellerə təklif edilmişdir. Teller Manhetten Layihəsi zamanı işinin çox hissəsini atom bombasının özünə məhəl qoymadan füzyon bombası layihəsi üzərində işləməyə həsr etdi. Onun çətinliklərə diqqət yetirməsi və problemlərin müzakirəsində "şeytanın vəkili" mövqeyi Oppenheimeri Telleri və digər "problemli" fizikləri sidingə aparmağa məcbur etdi.

Sintez layihəsinin həyata keçirilməsi istiqamətində ilk mühüm və konseptual addımlar Tellerin əməkdaşı Stanislav Ulam tərəfindən atıldı. Termonüvə birləşməsini başlatmaq üçün Ulam termonüvə yanacağını qızdırmazdan əvvəl sıxmağı, ilkin parçalanma reaksiyasının amillərindən istifadə etməyi, həmçinin termonüvə yükünü bombanın əsas nüvə komponentindən ayrıca yerləşdirməyi təklif etdi. Bu təkliflər termonüvə silahlarının hazırlanmasını praktiki müstəviyə keçirməyə imkan verdi. Buna əsaslanaraq Teller təklif etdi ki, ilkin partlayış nəticəsində yaranan rentgen və qamma radiasiya termonüvə reaksiyasını başlatmaq üçün kifayət qədər partlama (sıxılma) həyata keçirmək üçün birincili ilə ümumi qabıqda yerləşən ikinci dərəcəli komponentə kifayət qədər enerji ötürə bilər. . Teller və onun tərəfdarları və əleyhdarları daha sonra Ulamın bu mexanizmin altında yatan nəzəriyyəyə verdiyi töhfəni müzakirə etdilər.

Nüvə partlayışı zonasında iki əsas sahə var: mərkəz və episentr. Partlayışın mərkəzində enerjinin sərbəst buraxılması prosesi birbaşa baş verir. Episentr bu prosesin yer və ya su səthinə proyeksiyasıdır. Yerə proqnozlaşdırılan nüvə partlayışının enerjisi xeyli məsafəyə yayılan seysmik sarsıntılara səbəb ola bilər. Bu təkanlar yalnız partlayış yerindən bir neçə yüz metr radiusda ətraf mühitə ziyan vurur.

Zərərverici amillər

Atom silahları aşağıdakı məhvedici amillərə malikdir:

1. Radioaktiv çirklənmə.
2. İşıq radiasiyası.
3. Şok dalğası.
4. Elektromaqnit impuls.
5. Nüfuz edən radiasiya.

Atom bombası partlamasının nəticələri bütün canlılar üçün fəlakətlidir. Böyük miqdarda işıq və istilik enerjisinin buraxılması səbəbindən nüvə mərmisinin partlaması parlaq bir parıltı ilə müşayiət olunur. Bu parıltının gücü günəş şüalarından bir neçə dəfə güclüdür, buna görə də partlayış yerindən bir neçə kilometr radiusda işıq və istilik şüalanması nəticəsində zədələnmə təhlükəsi var.

Atom silahlarının digər təhlükəli zərərverici amili partlayış zamanı yaranan radiasiyadır. Partlayışdan sonra cəmi bir dəqiqə davam edir, lakin maksimum nüfuzetmə gücünə malikdir.

Zərbə dalğası çox güclü dağıdıcı təsirə malikdir. O, yoluna çıxan hər şeyi sözün əsl mənasında silir. Nüfuz edən radiasiya bütün canlılar üçün təhlükə yaradır. İnsanlarda radiasiya xəstəliyinin inkişafına səbəb olur. Yaxşı, elektromaqnit impuls yalnız texnologiyaya zərər verir. Birlikdə götürüldükdə, atom partlayışının zərərverici amilləri böyük təhlükə yaradır.

İlk sınaqlar

Atom bombasının tarixi boyu onun yaradılmasına ən böyük maraq Amerika göstərdi. 1941-ci ilin sonunda ölkə rəhbərliyi bu sahəyə külli miqdarda vəsait və vəsait ayırdı. Çoxları tərəfindən atom bombasının yaradıcısı hesab edilən Robert Oppenheimer layihə rəhbəri təyin edildi. Əslində o, alimlərin ideyasını ilk dəfə həyata keçirə bilmişdir. Nəticədə 1945-ci il iyulun 16-da Nyu-Meksiko səhrasında ilk atom bombası sınağı baş tutdu. Sonra Amerika qərara gəldi ki, müharibəni tamamilə bitirmək üçün faşist Almaniyasının müttəfiqi Yaponiyanı məğlub etmək lazımdır. Pentaqon tez bir zamanda ilk nüvə hücumları üçün hədəfləri seçdi və bu, Amerika silahlarının gücünün parlaq nümunəsinə çevrilməli idi.

6 avqust 1945-ci ildə Xirosima şəhərinə kinli şəkildə “Kiçik Oğlan” adlandırılan ABŞ atom bombası atıldı. Atış sadəcə mükəmməl oldu - bomba yerdən 200 metr yüksəklikdə partladı, buna görə onun partlayış dalğası şəhərə dəhşətli ziyan vurdu. Mərkəzdən uzaq ərazilərdə kömür sobalarının aşması şiddətli yanğınlara səbəb olub.

Parlaq çaxnaşmanın ardınca istilik dalğası gəldi və bu dalğa 4 saniyə ərzində evlərin damındakı kirəmitləri əritməyə və teleqraf dirəklərini yandırmağa müvəffəq oldu. İsti dalğanın ardınca şok dalğası baş verib. Təxminən 800 km/saat sürətlə şəhəri süpürən külək yolundakı hər şeyi dağıdıb. Partlayışdan əvvəl şəhərdə yerləşən 76.000 binadan təxminən 70.000-i tamamilə dağıldı, partlayışdan bir neçə dəqiqə sonra göydən iri damcıları qara olan yağış yağmağa başladı. Yağış atmosferin soyuq təbəqələrində buxar və küldən ibarət böyük miqdarda kondensasiya əmələ gəlməsi səbəbindən yağdı.

Partlayış yerindən 800 metr radiusda alov topunun təsirinə məruz qalan insanlar toza çevrilib. Partlayışdan bir qədər uzaqda olanların dərisi yanıb, qalıqları şok dalğası ilə qoparılıb. Qara radioaktiv yağış sağ qalanların dərisində sağalmaz yanıqlar buraxdı. Möcüzəvi şəkildə qaçmağı bacaranlar tezliklə radiasiya xəstəliyinin əlamətlərini göstərməyə başladılar: ürəkbulanma, qızdırma və zəiflik hücumları.

Xirosimanın bombalanmasından üç gün sonra Amerika Yaponiyanın başqa bir şəhərinə - Naqasakiyə hücum etdi. İkinci partlayış da birinci ilə eyni fəlakətli nəticələrə səbəb oldu.

Bir neçə saniyə ərzində iki atom bombası yüz minlərlə insanı məhv etdi. Zərbə dalğası demək olar ki, Xirosimanı yer üzündən sildi. Yerli sakinlərin yarıdan çoxu (təxminən 240 min nəfər) aldığı xəsarətlərdən dərhal öldü. Naqasaki şəhərində isə partlayış nəticəsində 73 minə yaxın insan həlak olub. Sağ qalanların çoxu sonsuzluğa, şüa xəstəliyinə və xərçəngə səbəb olan şiddətli radiasiyaya məruz qaldı. Nəticədə sağ qalanlardan bəziləri dəhşətli iztirablar içində öldü. Xirosima və Naqasakidə atom bombasının istifadəsi bu silahların dəhşətli gücünü nümayiş etdirdi.

Artıq siz və mən atom bombasını kimin icad etdiyini, onun necə işlədiyini və hansı nəticələrə səbəb ola biləcəyini bilirik. İndi SSRİ-də nüvə silahı ilə bağlı vəziyyətin necə olduğunu öyrənəcəyik.

Yaponiya şəhərlərinin bombalanmasından sonra İ.V.Stalin başa düşdü ki, sovet atom bombasının yaradılması milli təhlükəsizlik məsələsidir. 1945-ci il avqustun 20-də SSRİ-də nüvə energetikası komitəsi yaradıldı və L. Beriya onun rəhbəri təyin edildi.

Qeyd etmək lazımdır ki, Sovet İttifaqında bu istiqamətdə işlər 1918-ci ildən aparılır və 1938-ci ildə Elmlər Akademiyasında atom nüvəsi üzrə xüsusi komissiya yaradılmışdır. İkinci Dünya Müharibəsinin başlaması ilə bu istiqamətdə bütün işlər donduruldu.

1943-cü ildə SSRİ kəşfiyyatçıları nüvə enerjisi sahəsində qapalı elmi işlərin materiallarını İngiltərədən köçürdülər. Bu materiallar atom bombasının yaradılması üzrə xarici alimlərin işində ciddi irəliləyiş əldə etdiyini göstərirdi. Eyni zamanda, Amerika sakinləri etibarlı sovet agentlərinin ABŞ-ın əsas nüvə tədqiqat mərkəzlərinə daxil edilməsinə töhfə verdilər. Agentlər yeni inkişaflar haqqında məlumatları sovet alim və mühəndislərinə ötürdülər.

Texniki tapşırıq

1945-ci ildə Sovet nüvə bombasının yaradılması məsələsi demək olar ki, prioritet məsələyə çevrildikdə, layihə rəhbərlərindən biri Yu Khariton mərminin iki versiyasının hazırlanması planını hazırladı. 1946-cı il iyunun 1-də plan yüksək rəhbərlik tərəfindən imzalandı.

Tapşırığa əsasən, dizaynerlər iki modeldən ibarət RDS (xüsusi reaktiv mühərrik) qurmalı idilər:

1. RDS-1. Sferik sıxılma ilə partlayan plutonium yüklü bomba. Cihaz amerikalılardan borc alınıb.
2. RDS-2. İki uran yüklü top bombası kritik kütləə çatmadan silah lüləsində birləşir.

Bədnam RDS tarixində, yumoristik olsa da, ən çox yayılmış ifadə "Rusiya bunu özü edir" ifadəsi idi. Yu Kharitonun müavini K. Şçelkin tərəfindən icad edilmişdir. Bu ifadə ən azından RDS-2 üçün işin mahiyyətini çox dəqiq çatdırır.

Amerika Sovet İttifaqının nüvə silahı yaratmağın sirlərinə malik olduğunu biləndə, önləyici müharibənin sürətlə genişlənməsini arzulamağa başladı. 1949-cu ilin yayında "Troyan" planı ortaya çıxdı, ona görə 1950-ci il yanvarın 1-də SSRİ-yə qarşı hərbi əməliyyatlara başlamaq planlaşdırılırdı. Sonra hücum tarixi 1957-ci ilin əvvəlinə köçürüldü, lakin bütün NATO ölkələrinin ona qoşulması şərti ilə.

Testlər

SSRİ-yə kəşfiyyat kanalları vasitəsilə Amerikanın planları haqqında məlumatlar gələndə sovet alimlərinin işi xeyli sürətlənirdi. Qərb ekspertləri SSRİ-də atom silahlarının 1954-1955-ci illərdən tez yaradılacağına inanırdılar. Əslində, SSRİ-də ilk atom bombasının sınaqları artıq 1949-cu ilin avqustunda baş verdi. Avqustun 29-da Semipalatinskdəki sınaq meydançasında RDS-1 cihazı partladılıb. Onun yaradılmasında İqor Vasilieviç Kurçatov başda olmaqla böyük bir alimlər qrupu iştirak etmişdir. Şarjın dizaynı amerikalılara məxsus idi və elektron avadanlıq sıfırdan yaradılmışdır. SSRİ-də ilk atom bombası 22 kt gücündə partladı.

Cavab zərbəsi ehtimalına görə, 70 sovet şəhərinə nüvə hücumunu nəzərdə tutan Troya planı pozuldu. Semipalatinskdəki sınaqlar Amerikanın atom silahlarına sahib olmaq monopoliyasına son qoydu. İqor Vasilyeviç Kurçatovun ixtirası Amerika və NATO-nun hərbi planlarını tamamilə məhv etdi və növbəti dünya müharibəsinin inkişafının qarşısını aldı. Beləliklə, yer üzündə mütləq məhv olmaq təhlükəsi altında mövcud olan sülh dövrü başladı.

Dünyanın "Nüvə Klubu"

Bu gün təkcə Amerika və Rusiyanın deyil, bir sıra başqa dövlətlərin də nüvə silahı var. Bu cür silahlara sahib olan ölkələrin toplusu şərti olaraq “nüvə klubu” adlanır.

Buraya daxildir:

1. Amerika (1945-ci ildən).
2. SSRİ, indi isə Rusiya (1949-cu ildən).
3. İngiltərə (1952-ci ildən).
4. Fransa (1960-cı ildən).
5. Çin (1964-cü ildən).
6. Hindistan (1974-cü ildən).
7. Pakistan (1998-ci ildən).
8. Koreya (2006-cı ildən).

İsrailin də nüvə silahı var, baxmayaraq ki, ölkə rəhbərliyi onların mövcudluğu barədə şərh verməkdən imtina edir. Bundan əlavə, NATO ölkələrinin (İtaliya, Almaniya, Türkiyə, Belçika, Hollandiya, Kanada) və müttəfiqlərinin (Yaponiya, Cənubi Koreya, rəsmi imtinaya baxmayaraq) ərazisində Amerika nüvə silahları var.

SSRİ-nin nüvə silahlarının bir hissəsinə sahib olan Ukrayna, Belarus və Qazaxıstan İttifaq dağıldıqdan sonra öz bombalarını Rusiyaya köçürüb. O, SSRİ-nin nüvə arsenalının yeganə varisi oldu.

Nəticə

Bu gün biz atom bombasını kimin icad etdiyini və onun nə olduğunu öyrəndik. Yuxarıda deyilənləri ümumiləşdirərək belə bir nəticəyə gəlmək olar ki, nüvə silahı bu gün qlobal siyasətin ən güclü alətidir, ölkələr arasında münasibətlərdə möhkəm yer tutur. Bu, bir tərəfdən effektiv çəkindirmə vasitəsi, digər tərəfdən isə hərbi qarşıdurmanın qarşısının alınması və dövlətlər arasında dinc münasibətlərin möhkəmləndirilməsi üçün inandırıcı arqumentdir. Atom silahları bütöv bir dövrün simvoludur və xüsusilə diqqətli davranmağı tələb edir.

Qədim hind və qədim yunan alimləri materiyanın ən kiçik bölünməz zərrəciklərdən ibarət olduğunu zənn edirdilər ki, bu barədə eramızdan xeyli əvvəl öz traktatlarında yazıblar; 5-ci əsrdə e.ə e. Miletli yunan alimi Levkip və onun tələbəsi Demokrit atom (yunanca atomos “bölünməz”) anlayışını formalaşdırdılar. Əsrlər boyu bu nəzəriyyə kifayət qədər fəlsəfi olaraq qaldı və yalnız 1803-cü ildə ingilis kimyaçısı Con Dalton təcrübələrlə təsdiqlənmiş atomun elmi nəzəriyyəsini irəli sürdü.

19-cu əsrin sonu və 20-ci əsrin əvvəllərində. Bu nəzəriyyə Cozef Tomsonun, daha sonra isə nüvə fizikasının atası adlandırılan Ernest Ruterfordun əsərlərində işlənib hazırlanmışdır. Məlum olub ki, atom, öz adının əksinə olaraq, əvvəllər deyildiyi kimi, bölünməz sonlu hissəcik deyil. 1911-ci ildə fiziklər Ruterford Borun "planetar" sistemini qəbul etdilər, ona görə atom müsbət yüklü nüvədən və onun ətrafında dövr edən mənfi yüklü elektronlardan ibarətdir. Sonralar məlum oldu ki, nüvə də bölünməz deyil, o, müsbət yüklü protonlardan və yüksüz neytronlardan ibarətdir ki, onlar da öz növbəsində elementar hissəciklərdən ibarətdir.

Alimlər atom nüvəsinin quruluşunu az-çox aydınlaşdıran kimi kimyagərlərin çoxdankı arzusunu - bir maddənin digərinə çevrilməsini həyata keçirməyə çalışdılar. 1934-cü ildə fransız alimləri Frederik və İren Joliot-Küri alüminiumu alfa hissəcikləri (helium atomunun nüvələri) ilə bombardman edərkən radioaktiv fosfor atomları əldə etdilər ki, bu da öz növbəsində alüminiumdan daha ağır element olan silisiumun sabit izotopuna çevrildi. Martin Klaproth tərəfindən 1789-cu ildə kəşf edilmiş ən ağır təbii element olan uranla oxşar təcrübə aparmaq ideyası yarandı. 1896-cı ildə Henri Bekkerel uran duzlarının radioaktivliyini kəşf etdikdən sonra bu element alimləri ciddi maraqlandırırdı.

E. Ruterford.

Nüvə partlayışının göbələyi.

1938-ci ildə alman kimyaçıları Otto Hahn və Fritz Strassmann Joliot-Curie təcrübəsinə bənzər bir təcrübə apardılar, lakin alüminium əvəzinə urandan istifadə edərək yeni bir super ağır element əldə edəcəklərini gözləyirdilər. Lakin nəticə gözlənilməz oldu: superağır elementlər əvəzinə dövri sistemin orta hissəsindən yüngül elementlər alındı. Bir müddət sonra fizik Lise Meitner təklif etdi ki, uranın neytronlarla bombardmanı onun nüvəsinin parçalanmasına (parçalanmasına) gətirib çıxarır, nəticədə yüngül elementlərin nüvələri yaranır və müəyyən sayda sərbəst neytronlar qalır.

Sonrakı tədqiqatlar göstərdi ki, təbii uran üç izotopun qarışığından ibarətdir, onlardan ən az sabiti uran-235-dir. Zaman zaman onun atomlarının nüvələri kortəbii olaraq hissələrə bölünür, bu proses təxminən 10 min km sürətlə hərəkət edən iki və ya üç sərbəst neytronun sərbəst buraxılması ilə müşayiət olunur. Ən çox yayılmış izotop-238-in nüvələri əksər hallarda bu neytronları daha az tutur, uran neptunuuma, sonra isə plutonium-239-a çevrilir; Neytron uran-2 3 5 nüvəsinə toxunduqda dərhal yeni parçalanmaya məruz qalır.

Aydın idi: əgər kifayət qədər böyük bir saf (zənginləşdirilmiş) uran-235 parçası götürsəniz, onda nüvə parçalanma reaksiyası uçqun kimi davam edəcək, bu reaksiya zəncirvari reaksiya adlanırdı; Hər bir nüvənin parçalanması böyük miqdarda enerji buraxır. Hesablanmışdır ki, 1 kq uran-235-in tam parçalanması ilə 3 min ton kömür yandırarkən eyni miqdarda istilik ayrılır. Bir neçə dəqiqə ərzində sərbəst buraxılan bu nəhəng enerji buraxılması, təbii ki, dərhal hərbi idarələri maraqlandıran dəhşətli bir güc partlayışı kimi özünü göstərməli idi.

Joliot-Küri cütlüyü. 1940-cı illər

L. Meitner və O. Hahn. 1925

İkinci Dünya Müharibəsi başlamazdan əvvəl Almaniyada və bəzi digər ölkələrdə nüvə silahı yaratmaq üçün yüksək səviyyəli işlər aparılırdı. ABŞ-da “Manhetten Layihəsi” adlandırılan tədqiqatlar 1941-ci ildə başladı və bir il sonra Los Alamosda dünyanın ən böyük tədqiqat laboratoriyası yaradıldı. İnzibati cəhətdən layihə General Groves-ə tabe idi, elmi rəhbərlik Kaliforniya Universitetinin professoru Robert Oppenheimer tərəfindən təmin edildi. Layihədə fizika və kimya sahəsində ən böyük avtoritetlər, o cümlədən 13 Nobel mükafatı laureatı iştirak edib: Enriko Fermi, Ceyms Frank, Niels Bor, Ernest Lourens və başqaları.

Əsas vəzifə kifayət qədər miqdarda uran-235 əldə etmək idi. Məlum olub ki, plutonium-2 39 həm də bomba yükü kimi xidmət edə bilər, ona görə də iş birdən iki istiqamətdə aparılıb. Uran-235-in yığılması onun təbii uranın əsas hissəsindən ayrılması yolu ilə həyata keçirilməli idi və plutonium yalnız uran-238-in neytronlarla şüalanması zamanı idarə olunan nüvə reaksiyası nəticəsində əldə edilə bilərdi. Təbii uranın zənginləşdirilməsi Westinghouse zavodlarında aparılırdı və plutonium hasil etmək üçün nüvə reaktoru tikmək lazım idi.

Məhz reaktorda uran çubuqlarının neytronlarla şüalanması prosesi baş verdi, nəticədə uran-238-in bir hissəsinin plutoniuma çevrilməsi nəzərdə tutulurdu. Bu vəziyyətdə neytronların mənbələri uran-235-in parçalanan atomları idi, lakin neytronların uran-238 tərəfindən tutulması zəncirvari reaksiyanın başlamasına mane oldu. Problem, 22 ms sürətlə yavaşlayan neytronların uran-235-in zəncirvari reaksiyasına səbəb olduğunu, lakin uran-238 tərəfindən tutulmadığını kəşf edən Enriko Ferminin kəşfi ilə həll edildi. Moderator olaraq Fermi hidrogen izotop deyteriumu ehtiva edən 40 santimetrlik qrafit və ya ağır su qatını təklif etdi.

R. Oppenheimer və general-leytenant L. Qrovuz. 1945

Oak Ridge-də Kalutron.

1942-ci ildə Çikaqo stadionunun tribunaları altında eksperimental reaktor tikildi. Dekabrın 2-də onun uğurlu eksperimental buraxılışı baş tutdu. Bir il sonra Oak Ridge şəhərində yeni zənginləşdirmə zavodu tikildi və plutoniumun sənaye istehsalı üçün reaktor, eləcə də uran izotoplarının elektromaqnitlə ayrılması üçün kalutron qurğusu işə salındı. Layihənin ümumi dəyəri 2 milyard dollara yaxın olub. Bu arada, Los Alamosda birbaşa bombanın dizaynı və yükü partlatmaq üsulları üzərində iş gedirdi.

16 iyun 1945-ci ildə Nyu-Meksiko ştatının Alamoqordo şəhəri yaxınlığında, Plutonium yüklü və partlayıcı (partlama üçün kimyəvi partlayıcıdan istifadə etməklə) partlayıcı dövrə ilə dünyada ilk nüvə cihazı olan Trinity kod adlı sınaqlar zamanı partladıldı. Partlayışın gücü 20 kiloton TNT partlayışına bərabər idi.

Növbəti addım Almaniyanın təslim olmasından sonra ABŞ və müttəfiqlərinə qarşı müharibəni təkbaşına davam etdirən Yaponiyaya qarşı nüvə silahının döyüş istifadəsi oldu. Avqustun 6-da polkovnik Tibbetsin nəzarəti altında B-29 Enola Gay bombardmançı təyyarəsi Xirosimaya uran yüklü və topla (kritik kütlə yaratmaq üçün iki blokun birləşməsindən istifadə etməklə) kiçik oğlan bombası atdı. Bomba paraşütlə endirilib və yerdən 600 m yüksəklikdə partlayıb. Avqustun 9-da Mayor Sweeney's Box Car Naqasakiyə Fat Man plutonium bombası atdı. Partlayışların nəticələri dəhşətli olub. Hər iki şəhər demək olar ki, tamamilə dağıdıldı, Xirosimada 200 mindən çox, Naqasakidə təxminən 80 min insan öldü. Yeni silahlara müqavimət göstərə bilməyən Yaponiya hökuməti təslim oldu.

Xirosima atom bombasından sonra.

Atom bombasının partlaması İkinci Dünya Müharibəsinə son qoydu, lakin əslində cilovsuz nüvə silahlanma yarışı ilə müşayiət olunan yeni Soyuq Müharibə başladı. Sovet alimləri amerikalıları tutmalı oldular. 1943-cü ildə məşhur fizik İqor Vasilyeviç Kurçatovun rəhbərlik etdiyi gizli “2 nömrəli laboratoriya” yaradıldı. Daha sonra laboratoriya Atom Enerjisi İnstitutuna çevrildi. 1946-cı ilin dekabrında F1 eksperimental nüvə uran-qrafit reaktorunda ilk zəncirvari reaksiya aparıldı. İki il sonra Sovet İttifaqında bir neçə sənaye reaktoru olan ilk plutonium zavodu tikildi və 1949-cu ilin avqustunda Semipalatinskdə məhsuldarlığı 22 kiloton olan ilk plutonium yüklü RDS-1 sovet atom bombası sınaqdan keçirildi. sınaq saytı.

1952-ci ilin noyabrında Sakit Okeandakı Enewetak Atollunda ABŞ ilk termonüvə yükünü partlatdı, onun dağıdıcı gücü yüngül elementlərin daha ağır elementlərə nüvə sintezi zamanı ayrılan enerjidən yarandı. Doqquz ay sonra Semipalatinsk poliqonunda sovet alimləri Andrey Dmitrieviç Saxarov və Yuli Borisoviç Xaritonun rəhbərlik etdiyi bir qrup alim tərəfindən hazırlanmış 400 kiloton məhsuldarlığa malik RDS-6 termonüvə və ya hidrogen bombasını sınaqdan keçirdilər. 1961-ci ilin oktyabrında Novaya Zemlya arxipelaqı poliqonunda indiyədək sınaqdan keçirilmiş ən güclü hidrogen bombası olan 50 meqatonluq Çar Bomba partladıldı.

I. V. Kurçatov.

2000-ci illərin sonunda ABŞ-da təxminən 5000, Rusiyada isə 2800 nüvə silahı yerləşdirilən strateji daşıma maşınlarında, həmçinin xeyli sayda taktiki nüvə silahı var idi. Bu ehtiyat bütün planeti bir neçə dəfə məhv etməyə kifayət edir. Yalnız bir orta güclü termonüvə bombası (təxminən 25 meqaton) 1500 Xirosimaya bərabərdir.

1970-ci illərin sonlarında neytron silahının, az məhsuldar nüvə bombasının bir növü yaratmaq üçün tədqiqatlar aparıldı. Neytron bombası adi nüvə bombasından onunla fərqlənir ki, partlayış enerjisinin neytron şüalanması şəklində ayrılan hissəsini süni şəkildə artırır. Bu radiasiya düşmənin şəxsi heyətinə təsir edir, onun silahlarına təsir edir və ərazinin radioaktiv çirklənməsini yaradır, eyni zamanda zərbə dalğasının və işıq radiasiyasının təsiri məhduddur. Bununla belə, dünyada heç bir ordu neytron ittihamlarını qəbul etməyib.

Atom enerjisindən istifadə dünyanı məhv olmaq həddinə çatdırsa da, onun həm də dinc tərəfi var, nəzarətdən çıxanda son dərəcə təhlükəli olsa da, bunu Çernobıl və Fukusima AES-lərdə baş verən qəzalar açıq şəkildə göstərdi. . Dünyada cəmi 5 MVt gücündə olan ilk atom elektrik stansiyası 27 iyun 1954-cü ildə Kaluqa vilayətinin Obninskoye kəndində (indiki Obninsk şəhəri) işə salınmışdır. Bu gün dünyada 400-dən çox atom elektrik stansiyası fəaliyyət göstərir ki, onlardan 10-u Rusiyadadır. Onlar bütün qlobal elektrik enerjisinin təxminən 17%-ni istehsal edirlər və bu rəqəmin yalnız artacağı ehtimal edilir. Hazırda dünya nüvə enerjisindən istifadə etmədən edə bilməz, lakin mən inanmaq istərdim ki, bəşəriyyət gələcəkdə daha təhlükəsiz enerji mənbəyi tapacaqdır.

Obninskdəki atom elektrik stansiyasının idarəetmə paneli.

Çernobıl faciəsindən sonra.

SSRİ-də demokratik idarəetmə forması qurulmalıdır.

Vernadsky V.I.

SSRİ-də atom bombası 29 avqust 1949-cu ildə yaradılmışdır (ilk uğurlu buraxılış). Layihəyə akademik İqor Vasilieviç Kurçatov rəhbərlik edirdi. SSRİ-də atom silahının inkişafı dövrü 1942-ci ildən davam etdi və Qazaxıstan ərazisində sınaqlarla başa çatdı. Bu, ABŞ-ın bu cür silahlar üzərində monopoliyasını qırdı, çünki 1945-ci ildən bəri onlar yeganə nüvə gücü idi. Məqalə sovet nüvə bombasının yaranma tarixini təsvir etməyə, habelə bu hadisələrin SSRİ üçün nəticələrini xarakterizə etməyə həsr edilmişdir.

Yaradılış tarixi

1941-ci ildə Nyu-Yorkdakı SSRİ nümayəndələri Stalinə məlumat verdilər ki, ABŞ-da fiziklərin nüvə silahının hazırlanmasına həsr olunmuş iclası keçirilir. 1930-cu illərdə sovet alimləri də atom tədqiqatları üzərində işləyirdilər, ən məşhuru L. Landau başda olmaqla Xarkov alimləri tərəfindən atomun parçalanmasıdır. Ancaq heç vaxt silahlarda faktiki istifadə nöqtəsinə gəlmədi. Bunun üzərində ABŞ-dan başqa, nasist Almaniyası da işləyirdi. 1941-ci ilin sonunda ABŞ atom layihəsinə başladı. Bundan 1942-ci ilin əvvəlində Stalin xəbər tutdu və SSRİ-də atom layihəsinin yaradılması üçün laboratoriyanın yaradılması haqqında fərman imzaladı və akademik İ.Kurçatov onun rəhbəri oldu.

Belə bir fikir var ki, ABŞ alimlərinin işi Amerikaya gələn alman həmkarlarının gizli inkişafı ilə sürətlənib. Hər halda, 1945-ci ilin yayında Potsdam konfransında ABŞ-ın yeni prezidenti Q.Trumen Stalinə yeni silah - atom bombası üzərində işlərin başa çatması barədə məlumat verdi. Üstəlik, amerikalı alimlərin işini nümayiş etdirmək üçün ABŞ hökuməti yeni silahı döyüşdə sınaqdan keçirmək qərarına gəldi: avqustun 6-da və 9-da Yaponiyanın iki şəhərinə, Xirosima və Naqasakiyə bombalar atıldı. Bu, bəşəriyyətin yeni silah haqqında ilk dəfə məlumat əldə etməsi idi. Məhz bu hadisə Stalini öz alimlərinin işini sürətləndirməyə məcbur etdi. İ.Kurçatov Stalin tərəfindən çağırıldı və proses mümkün qədər tez davam etdikcə alimin istənilən tələbini yerinə yetirəcəyinə söz verdi. Bundan başqa, Xalq Komissarları Soveti yanında Sovet atom layihəsinə nəzarət edən dövlət komitəsi yaradıldı. Ona L. Beriya rəhbərlik edirdi.

İnkişaf üç mərkəzə keçdi:

1. Kirov zavodunun konstruktor bürosu xüsusi avadanlıqların yaradılması üzərində işləyir.
2. Uralda zənginləşdirilmiş uranın yaradılması üzərində işləməli olan diffuz zavod.
3. Plutoniumun tədqiq edildiyi kimya və metallurgiya mərkəzləri. Məhz bu element sovet tipli ilk nüvə bombasında istifadə edilmişdir.

1946-cı ildə ilk sovet vahid nüvə mərkəzi yaradıldı. Bu, Sarov şəhərində (Nijni Novqorod vilayəti) yerləşən gizli Arzamas-16 obyekti idi. 1947-ci ildə Çelyabinsk yaxınlığındakı müəssisədə ilk nüvə reaktoru yaradıldı. 1948-ci ildə Qazaxıstan ərazisində, Semipalatinsk-21 şəhəri yaxınlığında gizli poliqon yaradıldı. Məhz burada 1949-cu il avqustun 29-da RDS-1 sovet atom bombasının ilk partlayışı təşkil edildi. Bu hadisə tamamilə gizli saxlanıldı, lakin Amerika Sakit Okean aviasiyası radiasiya səviyyəsinin kəskin artımını qeyd edə bildi ki, bu da yeni silahın sınaqdan keçirilməsinin sübutu idi. Artıq 1949-cu ilin sentyabrında Q.Truman SSRİ-də atom bombasının olduğunu elan etdi. Rəsmi olaraq, SSRİ bu silahların mövcudluğunu yalnız 1950-ci ildə qəbul etdi.

Sovet alimləri tərəfindən atom silahlarının uğurlu inkişafının bir neçə əsas nəticəsi müəyyən edilə bilər:

1. ABŞ-ın atom silahına malik vahid dövlət statusunu itirməsi. Bu, SSRİ-ni hərbi qüdrət baxımından ABŞ-la bərabərləşdirməklə yanaşı, həm də sonuncunu hər bir hərbi addımı üzərində düşünməyə məcbur etdi, çünki indi SSRİ rəhbərliyinin cavabından qorxmalı idilər.
2. SSRİ-də atom silahının olması onun super dövlət statusunu təmin etdi.
3. ABŞ və SSRİ atom silahlarının mövcudluğunda bərabərləşdikdən sonra onların miqdarı üçün yarış başladı. Dövlətlər rəqiblərini üstələmək üçün külli miqdarda pul xərcləyiblər. Üstəlik, daha güclü silahlar yaratmağa cəhdlər başladı.
4. Bu hadisələr nüvə yarışının başlanğıcı oldu. Bir çox ölkələr nüvə silahı olan dövlətlər siyahısına əlavə etmək və onların təhlükəsizliyini təmin etmək üçün resurslar yatırmağa başlayıb.

Keçən əsrin 30-cu illərinin sonunda Avropada parçalanma və çürümə qanunları artıq kəşf edildi və hidrogen bombası fantastika kateqoriyasından reallığa keçdi. Nüvə energetikasının inkişaf tarixi maraqlıdır və hələ də ölkələrin: Nasist Almaniyası, SSRİ və ABŞ-ın elmi potensialı arasında maraqlı rəqabəti təmsil edir. Hər bir dövlətin sahib olmaq arzusunda olduğu ən güclü bomba təkcə silah deyil, həm də güclü siyasi alət idi. Onu arsenalında saxlayan ölkə əslində hər şeyə qadir oldu və öz qaydalarını diktə edə bildi.

Hidrogen bombasının fiziki qanunlara, yəni termonüvə prosesinə əsaslanan öz yaranma tarixi var. Əvvəlcə onu səhv olaraq atom adlandırdılar və savadsızlıq günahkar idi. Daha sonra Nobel mükafatı laureatı olmuş alim Bethe süni enerji mənbəyi - uranın parçalanması üzərində işləyib. Bu dövr bir çox fiziklərin elmi fəaliyyətinin zirvəsi idi və onların arasında belə bir fikir var idi ki, elmin qanunları əvvəlcə beynəlxalq xarakter daşıyırdı, çünki elmi sirlər ümumiyyətlə mövcud olmamalıdır.

Nəzəri cəhətdən hidrogen bombası icad edilmişdi, lakin indi dizaynerlərin köməyi ilə o, texniki formalar əldə etməli idi. Qalan yalnız onu xüsusi bir qabığa yığmaq və güc üçün sınaqdan keçirmək idi. Adları bu güclü silahın yaradılması ilə əbədi olaraq bağlı olacaq iki alim var: ABŞ-da Edvard Teller, SSRİ-də isə Andrey Saxarov.

ABŞ-da hələ 1942-ci ildə bir fizik termonüvə problemini öyrənməyə başladı.Birləşmiş Ştatların o zamankı prezidenti Harri Trumenin əmri ilə ölkənin ən yaxşı alimləri bu problem üzərində işlədilər, onlar prinsipcə yeni məhvetmə silahı yaratdılar. Üstəlik, hökumətin sifarişi ən azı bir milyon ton TNT tutumlu bir bomba idi. Hidrogen bombası Teller tərəfindən yaradılmış və Xirosima və Naqasakidə bəşəriyyətə öz hüdudsuz, lakin dağıdıcı imkanlarını göstərmişdir.

Xirosimaya 4,5 ton ağırlığında və 100 kq uran olan bomba atıldı. Bu partlayış demək olar ki, 12.500 ton TNT-yə uyğundur. Yaponiyanın Naqasaki şəhəri eyni kütləli, lakin 20.000 ton TNT-yə bərabər olan plutonium bombası ilə məhv edilib.

Gələcək sovet akademiki A.Saxarov 1948-ci ildə öz tədqiqatlarına əsaslanaraq RDS-6 adı altında hidrogen bombasının layihəsini təqdim etdi. Onun tədqiqatları iki sahəni izlədi: birincisi "puf" (RDS-6s) adlanırdı və onun xüsusiyyəti ağır və yüngül elementlərin təbəqələri ilə əhatə olunmuş atom yükü idi. İkinci qol, plutonium bombasının maye deuteriumda olduğu "boru" və ya (RDS-6t) dir. Sonradan "boru" istiqamətinin çıxılmaz olduğunu sübut edən çox vacib bir kəşf edildi.

Hidrogen bombasının işləmə prinsipi belədir: birincisi, termonüvə reaksiyasının təşəbbüskarı olan mərmi içərisində HB yükü partlayır və nəticədə neytron parlaması baş verir. Bu halda proses yüksək temperaturun buraxılması ilə müşayiət olunur ki, bu da sonrakı neytronlar üçün lazım olan litium deuterid əlavəsini bombalamağa başlayır və o, öz növbəsində neytronların birbaşa təsiri altında iki elementə parçalanır: tritium və helium. . İstifadə edilən atom qoruyucusu artıq partlamış bombada birləşmənin baş verməsi üçün lazım olan komponentləri təşkil edir. Bu, hidrogen bombasının mürəkkəb iş prinsipidir. Bu ilkin hərəkətdən sonra termonüvə reaksiyası birbaşa deuterium və tritium qarışığında başlayır. Bu zaman bombanın temperaturu getdikcə artır və artan miqdarda hidrogen sintezdə iştirak edir. Bu reaksiyaların vaxtını izləsəniz, onların hərəkət sürəti ani olaraq xarakterizə edilə bilər.

Sonradan elm adamları nüvə birləşməsindən deyil, nüvə parçalanmasından istifadə etməyə başladılar. Bir ton uranın parçalanması 18 Mt-a bərabər enerji yaradır. Bu bombanın çox böyük gücü var. Bəşəriyyətin yaratdığı ən güclü bomba SSRİ-yə məxsus idi. Hətta Ginnesin Rekordlar Kitabına düşüb. Onun partlayış dalğası 57 (təxminən) meqaton TNT-yə bərabər idi. O, 1961-ci ildə Novaya Zemlya arxipelaqı ərazisində partladılıb.