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수소폭탄을 만든 사람. 원자폭탄의 생성과 작동원리의 역사. Teller-Ulam 원리에 따른 열핵폭탄 장치

수소폭탄

열핵무기- 대량 살상 무기의 일종으로, 그 파괴력은 가벼운 원소를 더 무거운 원소로 핵융합하는 반응 에너지의 사용을 기반으로 합니다(예: 중수소(중수소) 원자 두 핵의 합성) 헬륨 원자의 하나의 핵으로), 이는 엄청난 양의 에너지를 방출합니다. 핵무기와 동일한 파괴력을 지닌 열핵무기는 폭발력이 훨씬 더 크다. 이론적으로는 사용 가능한 구성 요소 수에 의해서만 제한됩니다. 열핵폭발로 인한 방사능 오염은 특히 폭발력과 관련하여 원자 폭발보다 훨씬 약하다는 점에 유의해야 합니다. 이는 열핵무기를 "깨끗하다"고 부를 수 있는 근거를 제공했습니다. 영어 문헌에 등장한 이 용어는 70년대 말에 사용이 중단되었습니다.

일반적인 설명

열핵 폭발 장치는 액체 중수소 또는 압축된 기체 중수소를 사용하여 제작할 수 있습니다. 그러나 열핵무기의 출현은 일종의 리튬수소화물(리튬-6 중수소화물) 덕분에 가능해졌습니다. 이것은 수소의 무거운 동위원소인 중수소와 질량수 6의 리튬 동위원소의 화합물입니다.

리튬-6 중수소화물은 중수소(정상 조건에서 일반적인 상태는 가스임)를 양의 온도에서 저장할 수 있게 해주는 고체 물질이며, 또한 두 번째 구성 요소인 리튬-6은 리튬-6을 생산하는 원료입니다. 가장 희소한 수소 동위원소 - 삼중수소. 실제로 6Li는 삼중수소의 유일한 산업 공급원입니다.

초기 미국의 열핵무기도 천연 중수소리튬을 사용했는데, 이는 주로 질량수 7의 리튬 동위원소를 포함하고 있습니다. 삼중수소의 공급원으로도 사용되지만 이를 위해서는 반응에 참여하는 중성자의 에너지가 10MeV 이상이어야 합니다. 더 높은.

열핵반응을 시작하는 데 필요한 중성자와 온도(약 5천만도)를 생성하기 위해 먼저 소형 원자폭탄인 수소폭탄이 터진다. 폭발은 온도의 급격한 증가, 전자기 복사 및 강력한 중성자 플럭스의 출현을 동반합니다. 중성자와 리튬 동위원소의 반응 결과 삼중수소가 형성됩니다.

원자폭탄 폭발 시 고온에서 중수소와 삼중수소가 존재하면 열핵반응(234)이 시작되고, 이는 수소(열핵) 폭탄 폭발 중에 주요 에너지 방출을 생성합니다. 폭탄 본체가 천연 우라늄으로 만들어진 경우 빠른 중성자(반응 중에 방출되는 에너지의 70%를 운반함(242))는 내부에서 새로운 제어되지 않는 연쇄 핵분열 반응을 일으킵니다. 수소폭탄 폭발의 세 번째 단계가 발생합니다. 비슷한 방식으로, 사실상 무제한의 힘을 지닌 열핵 폭발이 발생합니다.

추가적인 피해 요인은 수소폭탄 폭발 중에 발생하는 중성자 방사선입니다.

열핵폭탄 장치

열핵무기는 공중폭탄( 수소또는 열핵폭탄), 탄도 및 순항 미사일용 탄두.

이야기

소련

최초의 소련 열핵 장치 프로젝트는 레이어 케이크와 유사하여 "Sloyka"라는 코드 명을 받았습니다. 이 설계는 Andrei Sakharov와 Vitaly Ginzburg가 1949년(소련 최초의 핵폭탄 시험 이전에도) 개발했으며 현재 유명한 Teller-Ulam 분할 설계와는 다른 충전 구성을 가졌습니다. 충전 중에는 핵분열성 물질 층이 핵융합 연료 층과 번갈아 가며 삼중수소와 혼합된 중수소리튬(“사하로프의 첫 번째 아이디어”)이 사용되었습니다. 핵분열 전하 주위에 배치된 핵융합 전하는 장치의 전체 출력을 높이는 데 효과적이지 않았습니다(현대 Teller-Ulam 장치는 최대 30배의 배율을 제공할 수 있음). 또한, 핵분열 및 핵융합 장약 영역에는 1차 핵분열 반응의 개시체인 재래식 폭발물이 산재되어 있어 재래식 폭발물의 필요한 질량이 더욱 증가했습니다. "Sloika" 유형의 첫 번째 장치는 1953년에 테스트되었으며 서양에서는 "Joe-4"라는 이름을 받았습니다(소련 최초의 핵 실험은 미국 별명 Joseph (Joseph) Stalin "Uncle Joe"에서 코드명을 받았습니다). 폭발력은 400킬로톤에 달했고 효율은 15~20%에 불과했습니다. 계산에 따르면 미반응 물질의 확산으로 인해 750킬로톤 이상의 전력 증가가 방지되는 것으로 나타났습니다.

미국이 1952년 11월 아이비 마이크 시험을 실시해 메가톤 폭탄 제조 가능성을 입증한 이후 소련은 또 다른 프로젝트를 개발하기 시작했다. Andrei Sakharov가 회고록에서 언급했듯이 "두 번째 아이디어"는 Ginzburg가 1948년 11월에 제시했으며 중수소화 리튬을 폭탄에 사용할 것을 제안했습니다. 이 폭탄은 중성자를 조사하면 삼중수소를 형성하고 중수소를 방출합니다.

1953년 말, 물리학자 Viktor Davidenko는 1차(핵분열) 전하와 2차(융합) 전하를 별도의 볼륨에 배치하여 Teller-Ulam 계획을 반복할 것을 제안했습니다. 다음 큰 단계는 1954년 봄에 Sakharov와 Yakov Zeldovich에 의해 제안되고 개발되었습니다. 여기에는 핵융합 전에 중수소리튬을 압축하기 위해 핵분열 반응에서 나오는 X선을 사용하는 것이 포함되었습니다("빔 파열"). Sakharov의 "세 번째 아이디어"는 1955년 11월 1.6 메가톤 RDS-37 테스트 중에 테스트되었습니다. 이 아이디어의 추가 개발은 열핵 전하의 힘에 대한 근본적인 제한이 실질적으로 없음을 확인했습니다.

소련은 1961년 10월 Tu-95 폭격기가 발사한 50메가톤 폭탄이 노바야제믈랴(Novaya Zemlya)에서 폭발하는 테스트를 통해 이를 입증했습니다. 장치의 효율성은 거의 97%였으며 처음에는 100메가톤의 전력을 위해 설계되었지만 이후 프로젝트 관리의 강력한 결정에 따라 절반으로 줄었습니다. 그것은 지구상에서 개발되고 테스트된 가장 강력한 열핵 장치였습니다. 너무 강력해서 무기로서의 실제 사용은 이미 완성된 폭탄의 형태로 테스트되었다는 사실을 고려하더라도 모든 의미를 잃었습니다.

미국

원자 전하에 의해 시작되는 핵융합 폭탄에 대한 아이디어는 맨해튼 프로젝트 초기인 1941년 엔리코 페르미(Enrico Fermi)가 그의 동료 에드워드 텔러(Edward Teller)에게 제안했습니다. 텔러는 맨해튼 프로젝트 기간 동안 원자폭탄 자체를 어느 정도 무시하면서 핵융합 폭탄 프로젝트 작업에 많은 작업을 바쳤습니다. 어려움에 대한 그의 초점과 문제 논의에서 "악마의 옹호자"의 입장은 오펜하이머가 텔러와 다른 "문제 있는" 물리학자들을 편파적으로 이끌도록 강요했습니다.

합성 프로젝트 구현을 위한 첫 번째 중요하고 개념적인 단계는 Teller의 협력자 Stanislav Ulam이 수행했습니다. 열핵융합을 시작하기 위해 Ulam은 1차 핵분열 반응의 요소를 사용하여 열핵연료를 가열하기 전에 압축하고 폭탄의 1차 핵 구성 요소와 별도로 열핵 충전물을 배치할 것을 제안했습니다. 이러한 제안을 통해 열핵무기 개발을 실용적인 수준으로 전환할 수 있게 되었습니다. 이를 바탕으로 텔러는 1차 폭발에 의해 생성된 엑스선과 감마선이 1차 폭발과 공통 껍질에 위치한 2차 구성요소에 충분한 에너지를 전달하여 열핵 반응을 시작하기에 충분한 내파(압축)를 수행할 수 있다고 제안했습니다. . Teller와 그의 지지자 및 반대자들은 나중에 이 메커니즘의 기초가 되는 이론에 대한 Ulam의 기여에 대해 논의했습니다.

핵폭발 지역에는 중심과 진원이라는 두 가지 핵심 영역이 있습니다. 폭발의 중심에서는 에너지 방출 과정이 직접적으로 발생합니다. 진앙은 이 과정이 지구나 수면에 투영되는 것입니다. 땅에 투사된 핵폭발 에너지는 상당한 거리에 걸쳐 지진 진동을 일으킬 수 있습니다. 이러한 진동은 폭발 지점으로부터 수백 미터 반경 내에서만 환경에 해를 끼칩니다.

손상 요인

원자 무기에는 다음과 같은 파괴 요소가 있습니다.

  1. 방사능 오염.
  2. 가벼운 방사선.
  3. 충격파.
  4. 전자기 펄스.
  5. 침투하는 방사선.

원자폭탄 폭발의 결과는 모든 생명체에게 재앙입니다. 엄청난 양의 빛과 열 에너지의 방출로 인해 핵 발사체의 폭발은 밝은 섬광을 동반합니다. 이 섬광의 위력은 태양광선보다 몇 배나 강하기 때문에 폭발 지점으로부터 반경 수㎞ 이내에서는 빛과 열복사로 인한 피해의 위험이 있다.

원자무기의 또 다른 위험한 손상 요인은 폭발 중에 생성되는 방사선입니다. 폭발 후 1분만 지속되지만 관통력은 최대입니다.

충격파는 매우 강력한 파괴 효과를 가지고 있습니다. 그녀는 말 그대로 그녀를 방해하는 모든 것을 제거합니다. 침투하는 방사선은 모든 생명체에게 위험을 초래합니다. 인간의 경우 방사선병이 발생합니다. 음, 전자기 펄스는 기술에만 해를 끼칩니다. 종합하면, 원자 폭발의 피해 요인은 엄청난 위험을 초래합니다.

첫 번째 테스트

원자폭탄의 역사를 통틀어 미국은 원자폭탄 창조에 가장 큰 관심을 보였습니다. 1941년 말, 국가 지도부는 이 지역에 막대한 자금과 자원을 할당했습니다. 많은 사람들이 원자폭탄의 창시자로 간주하는 로버트 오펜하이머(Robert Oppenheimer)가 프로젝트 관리자로 임명되었습니다. 사실, 그는 과학자들의 아이디어를 현실로 만들 수 있었던 최초의 사람이었습니다. 그 결과 1945년 7월 16일 뉴멕시코 사막에서 최초의 원자폭탄 실험이 이루어졌다. 그러자 미국은 전쟁을 완전히 끝내기 위해서는 나치 독일의 동맹국인 일본을 패배시켜야 한다고 결정했습니다. 미 국방부는 미국 무기의 힘을 생생하게 보여주는 최초의 핵 공격 대상을 신속하게 선택했습니다.

1945년 8월 6일, 냉소적으로 "리틀 보이"라고 불리는 미국의 원자폭탄이 히로시마 시에 투하되었습니다. 그 총격은 단순히 완벽한 것으로 판명되었습니다. 폭탄은 지상에서 200m 고도에서 폭발하여 폭발 파가 도시에 끔찍한 피해를 입혔습니다. 중심부에서 멀리 떨어진 지역에서는 석탄 난로가 전복돼 큰 화재가 발생하기도 했습니다.

밝은 섬광 뒤에는 폭염이 이어졌고, 4초 만에 집 지붕의 타일이 녹고 전신주가 소각되었습니다. 폭염에 이어 충격파도 이어졌다. 약 시속 800km의 속도로 도시를 휩쓴 바람은 그 길에 있는 모든 것을 파괴했습니다. 폭발 전 도시에 있던 76,000개의 건물 중 약 70,000개가 완전히 파괴되었습니다. 폭발 후 몇 분 후에 하늘에서 비가 내리기 시작했는데 그 중 큰 방울이 검은색이었습니다. 대기의 차가운 층에 증기와 재로 구성된 엄청난 양의 응축이 형성되어 비가 내렸습니다.

폭발 지점으로부터 반경 800m 이내의 화구에 영향을 받은 사람들은 먼지로 변했습니다. 폭발로부터 조금 떨어진 곳에 있던 사람들의 피부는 화상을 입었고, 그 잔해는 충격파에 의해 찢겨져 나갔다. 검은 방사능 비는 생존자들의 피부에 불치의 화상을 남겼습니다. 기적적으로 탈출한 사람들은 곧 메스꺼움, 발열, 허약함 등 방사선 질환의 징후를 보이기 시작했습니다.

히로시마 폭격 3일 후, 미국은 일본의 또 다른 도시인 나가사키를 공격했습니다. 두 번째 폭발은 첫 번째 폭발과 마찬가지로 비참한 결과를 가져왔습니다.

몇 초 만에 두 개의 원자폭탄이 수십만 명의 목숨을 앗아갔습니다. 충격파는 실제로 히로시마를 지구상에서 쓸어버렸습니다. 지역 주민의 절반 이상(약 24만 명)이 부상으로 즉시 사망했습니다. 나가사키시에서는 폭발로 인해 약 73,000명이 사망했습니다. 살아남은 사람들 중 다수는 심각한 방사선에 노출되어 불임, 방사선병 및 암을 유발했습니다. 그 결과 생존자 중 일부는 극심한 고통 속에서 사망했습니다. 히로시마와 나가사키에서의 원자폭탄의 사용은 이 무기의 끔찍한 위력을 보여주었습니다.

여러분과 나는 이미 누가 원자폭탄을 발명했는지, 그것이 어떻게 작동하는지, 그리고 그것이 어떤 결과를 초래할 수 있는지 알고 있습니다. 이제 우리는 소련의 핵무기 상황이 어땠는지 알아 보겠습니다.

일본 도시 폭격 이후 J.V. 스탈린은 소련의 원자폭탄 제조가 국가 안보의 문제라는 것을 깨달았습니다. 1945년 8월 20일 소련에서 원자력 위원회가 창설되었고 L. Beria가 그 위원장으로 임명되었습니다.

이 방향에 대한 작업은 1918년부터 소련에서 수행되었으며 1938년 과학 아카데미에서 원자핵에 관한 특별위원회가 창설되었다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 제2차 세계대전이 발발하면서 이 방향의 모든 작업이 중단되었습니다.

1943년에 소련 정보 장교들은 원자력 분야의 비공개 과학 연구 자료를 영국에서 이전했습니다. 이 자료들은 원자폭탄 제조에 관한 외국 과학자들의 작업이 심각한 진전을 이뤘음을 보여줍니다. 동시에 미국 주민들은 미국의 주요 핵 연구 센터에 신뢰할 수 있는 소련 요원을 도입하는 데 기여했습니다. 요원은 소련 과학자와 엔지니어에게 새로운 개발에 대한 정보를 전달했습니다.

기술적인 업무

1945년 소련의 핵폭탄 제조 문제가 최우선 과제가 되었을 때 프로젝트 리더 중 한 명인 Yu. Khariton은 두 가지 버전의 발사체 개발 계획을 세웠습니다. 1946년 6월 1일, 고위 경영진이 이 계획에 서명했습니다.

과제에 따르면 설계자는 두 가지 모델의 RDS(특수 제트 엔진)를 제작해야 했습니다.

  1. RDS-1. 구형 압축으로 폭발하는 플루토늄 충전 폭탄입니다. 이 장치는 미국인에게서 빌린 것입니다.
  2. RDS-2. 2개의 우라늄 장전이 임계 질량에 도달하기 전에 총신에 모이는 대포 폭탄.

악명 높은 RDS의 역사에서 가장 흔하면서도 유머러스한 공식은 "러시아가 스스로 해낸다"는 문구였습니다. Khariton의 대리인 K. Shchelkin이 발명했습니다. 이 문구는 적어도 RDS-2의 경우 작업의 본질을 매우 정확하게 전달합니다.

미국은 소련이 핵무기 제조의 비밀을 보유하고 있다는 사실을 알게 되자 예방전쟁을 급속히 확대하기를 원하기 시작했습니다. 1949년 여름, 1950년 1월 1일 소련에 대한 군사 작전을 시작할 계획이었던 "트로이안" 계획이 나타났습니다. 그런 다음 공격 날짜는 1957년 초로 옮겨졌지만 모든 NATO 국가가 참여한다는 조건이 적용되었습니다.

테스트

미국의 계획에 대한 정보가 소련의 정보 채널을 통해 도착하자 소련 과학자들의 작업이 크게 가속화되었습니다. 서구 전문가들은 1954~1955년 이전에 소련에서 원자무기가 만들어질 것이라고 믿었다. 실제로 소련 최초의 원자폭탄 실험은 이미 1949년 8월에 이루어졌습니다. 8월 29일, 세미팔라틴스크의 테스트 현장에서 RDS-1 장치가 폭파되었습니다. Igor Vasilievich Kurchatov가 이끄는 대규모 과학자 팀이 창설에 참여했습니다. 요금의 디자인은 미국인의 것이었고 전자 장비는 처음부터 만들어졌습니다. 소련 최초의 원자폭탄은 22노트의 위력으로 폭발했습니다.

보복 공격의 가능성으로 인해 소련의 70개 도시에 대한 핵 공격을 포함하는 트로이 목마 계획은 좌절되었습니다. 세미팔라틴스크에서의 실험은 원자무기 보유에 대한 미국의 독점이 종식되었음을 의미했습니다. Igor Vasilyevich Kurchatov의 발명은 미국과 NATO의 군사 계획을 완전히 파괴하고 또 다른 세계 대전의 발전을 막았습니다. 그리하여 절대적인 파괴의 위협 속에 존재하는 지구상에 평화의 시대가 시작되었습니다.

세계의 '핵클럽'

오늘날 미국과 러시아뿐만 아니라 다른 여러 국가도 핵무기를 보유하고 있습니다. 이러한 무기를 보유하고 있는 국가들의 집합체를 전통적으로 '핵클럽'이라고 부른다.

여기에는 다음이 포함됩니다.

  1. 미국 (1945년 이후).
  2. 소련, 그리고 지금은 러시아(1949년 이후).
  3. 영국(1952년 이후).
  4. 프랑스 (1960년 이후).
  5. 중국(1964년 이후).
  6. 인도(1974년부터).
  7. 파키스탄(1998년 이후).
  8. 한국(2006년부터).

이스라엘도 핵무기를 보유하고 있지만, 국가 지도부는 핵무기의 존재에 대해 언급을 거부하고 있습니다. 또한 NATO 국가(이탈리아, 독일, 터키, 벨기에, 네덜란드, 캐나다)와 동맹국(공식 거부에도 불구하고 일본, 한국)의 영토에는 미국의 핵무기가 있습니다.

소련 핵무기의 일부를 보유하고 있던 우크라이나, 벨로루시, 카자흐스탄은 연방 붕괴 이후 폭탄을 러시아로 이전했습니다. 그녀는 소련 핵무기의 유일한 상속자가 되었습니다.

결론

오늘 우리는 원자폭탄을 발명한 사람이 누구인지, 그것이 무엇인지 배웠습니다. 위의 내용을 요약하면 오늘날 핵무기는 국가 간 관계에 확고히 자리 잡은 세계 정치의 가장 강력한 도구라는 결론을 내릴 수 있습니다. 한편으로는 효과적인 억제 수단인 동시에, 다른 한편으로는 군사적 대결을 방지하고 국가 간 평화 관계를 강화하기 위한 설득력 있는 주장입니다. 원자 무기는 특히 조심스럽게 다루어야 하는 전체 시대의 상징입니다.

고대 인도와 고대 그리스 과학자들은 물질이 분할할 수 없는 가장 작은 입자로 구성되어 있다고 가정했습니다. 그들은 우리 시대가 시작되기 오래 전에 논문에서 이에 대해 썼습니다. 5세기에 기원전 이자형. 밀레투스 출신의 그리스 과학자 레우키포스(Leucippus)와 그의 학생 데모크리토스(Democritus)는 원자의 개념(그리스어 원자는 “분할할 수 없음”)을 공식화했습니다. 수세기 동안 이 이론은 다소 철학적으로 남아 있었으며 1803년에야 영국의 화학자 John Dalton이 실험을 통해 확인된 원자에 대한 과학적인 이론을 제안했습니다.

19세기 말과 20세기 초. 이 이론은 조셉 톰슨(Joseph Thomson)과 핵물리학의 아버지로 불리는 어니스트 러더퍼드(Ernest Rutherford)의 연구에서 발전되었습니다. 원자는 그 이름과는 달리 앞서 언급한 것처럼 분할할 수 없는 유한 입자가 아니라는 것이 밝혀졌습니다. 1911년에 물리학자들은 러더퍼드 보어(Rutherford Bohr)의 "행성" 시스템을 채택했습니다. 이 시스템에 따르면 원자는 양전하를 띤 핵과 그 주위를 공전하는 음전하를 띤 전자로 구성됩니다. 나중에 핵도 분할할 수 없다는 사실이 밝혀졌습니다. 핵은 양전하를 띤 양성자와 전하를 띠지 않은 중성자로 구성되어 있으며, 이는 차례로 기본 입자로 구성되어 있습니다.

과학자들이 원자핵의 구조에 대해 어느 정도 명확해 지자마자 그들은 연금술사의 오랜 꿈, 즉 한 물질을 다른 물질로 변형시키는 것을 성취하려고 노력했습니다. 1934년 프랑스 과학자 Frederic과 Irene Joliot-Curie는 알루미늄에 알파 입자(헬륨 원자의 핵)를 충돌시켜 방사성 인 원자를 얻었고, 이는 차례로 알루미늄보다 무거운 원소인 안정한 실리콘 동위원소로 변했습니다. 1789년 마틴 클라프로스(Martin Klaproth)가 발견한 가장 무거운 천연 원소인 우라늄을 사용하여 유사한 실험을 수행하려는 아이디어가 떠올랐습니다. 1896년 앙리 베크렐이 우라늄염의 방사능을 발견한 후, 이 원소는 과학자들의 관심을 크게 끌었습니다.

E. 러더퍼드.

핵폭발의 버섯.

1938년 독일의 화학자 오토 한(Otto Hahn)과 프리츠 슈트라스만(Fritz Strassmann)은 졸리오-퀴리 실험과 유사한 실험을 수행했지만 알루미늄 대신 우라늄을 사용하여 새로운 초중원소를 얻을 것으로 예상했습니다. 그러나 결과는 예상치 못한 것이었습니다. 초중원소 대신 주기율표 중간 부분의 가벼운 원소가 얻어졌습니다. 얼마 후 물리학자 Lise Meitner는 우라늄에 중성자를 충돌시키면 핵이 분열(분열)되어 가벼운 원소의 핵이 생기고 일정 수의 자유 중성자가 남게 된다고 제안했습니다.

추가 연구에 따르면 천연 우라늄은 세 가지 동위원소의 혼합물로 구성되어 있으며 그 중 가장 불안정한 것은 우라늄-235입니다. 때때로 원자핵이 자발적으로 여러 부분으로 쪼개지는데, 이 과정에서 약 1만 킬로미터의 속도로 돌진하는 2~3개의 자유 중성자가 방출됩니다. 대부분의 경우 가장 일반적인 동위원소-238의 핵은 단순히 이러한 중성자를 포착하며, 우라늄은 넵투늄으로 변환된 다음 플루토늄-239로 변환되는 경우가 많습니다. 중성자가 우라늄-2 3 5 핵과 충돌하면 즉시 새로운 핵분열이 일어납니다.

그것은 명백했습니다. 충분히 큰 순수(농축) 우라늄-235 조각을 취하면 그 안의 핵분열 반응이 눈사태처럼 진행될 것입니다. 이 반응을 연쇄 반응이라고 합니다. 각 핵분열은 엄청난 양의 에너지를 방출합니다. 우라늄-235 1kg이 완전분열되면 석탄 3천톤을 태울 때와 같은 양의 열이 방출되는 것으로 계산됐다. 순식간에 방출되는 이 엄청난 에너지 방출은 괴물 같은 힘의 폭발로 나타나기로 되어 있었고, 이는 물론 즉시 군부에 관심을 끌었습니다.

졸리오-퀴리 부부. 1940년대

L. 마이트너(L. Meitner)와 O. 한(O. Hahn). 1925년

제2차 세계 대전이 발발하기 전에 독일과 일부 다른 국가에서는 핵무기를 만들기 위해 극비 작업이 수행되었습니다. 미국에서는 1941년 '맨해튼 프로젝트'라고 불리는 연구가 시작되었고, 1년 뒤 로스앨러모스에 세계 최대 규모의 연구소가 설립됐다. 행정적으로 이 프로젝트는 그로브스 장군에게 종속되었으며, 캘리포니아 대학의 로버트 오펜하이머 교수가 과학적 리더십을 제공했습니다. 엔리코 페르미(Enrico Fermi), 제임스 프랭크(James Frank), 닐스 보어(Niels Bohr), 어니스트 로렌스(Ernest Lawrence) 등 13명의 노벨상 수상자 등 물리학 및 화학 분야 최대 권위자들이 이 프로젝트에 참여했습니다.

주요 임무는 충분한 양의 우라늄-235를 확보하는 것이었습니다. 플루토늄-2 39도 폭탄의 충전재 역할을 할 수 있다는 사실이 밝혀져 작업이 한 번에 두 방향으로 진행되었습니다. 우라늄-235의 축적은 대량의 천연 우라늄에서 분리하여 수행할 예정이었고, 플루토늄은 우라늄-238에 중성자를 조사할 때 통제된 핵 반응의 결과로만 얻을 수 있었습니다. 천연 우라늄 농축은 웨스팅하우스 공장에서 이루어졌고, 플루토늄을 생산하려면 원자로를 건설해야 했습니다.

우라늄 막대에 중성자를 조사하는 과정이 발생한 것은 원자로에서였으며 그 결과 우라늄 -238의 일부가 플루토늄으로 변할 것으로 예상되었습니다. 이 경우 중성자의 원천은 우라늄-235의 핵분열성 원자였지만, 우라늄-238이 중성자를 포획함으로써 연쇄반응이 시작되는 것을 방지했습니다. 이 문제는 중성자가 22ms의 속도로 느려지면 우라늄-235의 연쇄 반응을 일으키지만 우라늄-238에는 포획되지 않는다는 것을 발견한 엔리코 페르미(Enrico Fermi)의 발견으로 해결되었습니다. 중재자로서 페르미는 수소 동위원소 중수소를 포함하는 흑연 또는 중수의 40cm 층을 제안했습니다.

R. Oppenheimer 및 L. Groves 중장. 1945년

오크리지의 칼루트론.

1942년 시카고 스타디움 스탠드 아래에 실험용 원자로가 건설되었습니다. 12월 2일, 성공적인 실험 출시가 이루어졌습니다. 1년 후, 오크리지(Oak Ridge) 시에 새로운 농축 공장이 건설되었고, 플루토늄 산업 생산을 위한 원자로와 우라늄 동위원소의 전자기적 분리를 위한 캘루트론 장치가 가동되었습니다. 프로젝트의 총 비용은 약 20억 달러였습니다. 한편 Los Alamos에서는 폭탄 설계와 폭약 폭발 방법에 대한 작업이 직접 진행 중이었습니다.

1945년 6월 16일, 뉴멕시코 주 앨라모고도 시 근처에서 코드명 트리니티(Trinity)라는 테스트 중에 플루토늄 충전과 내파성(폭발을 위해 화학적 폭발물 사용) 폭발 회로를 갖춘 세계 최초의 핵 장치가 폭발했습니다. 폭발의 위력은 TNT 20킬로톤의 폭발력과 맞먹는다.

다음 단계는 일본에 대한 핵무기의 전투 사용이었는데, 일본은 독일이 항복한 후에도 미국과 그 동맹국들과의 전쟁을 계속했습니다. 8월 6일, 티베츠 대령이 지휘하는 B-29 에놀라 게이 폭격기가 우라늄 장약과 대포(두 블록을 연결하여 임계 질량을 생성하는 방식) 폭발 방식을 갖춘 리틀 보이 폭탄을 히로시마에 투하했습니다. 폭탄은 낙하산으로 하강돼 지상 600m 상공에서 폭발했다. 8월 9일, 스위니 소령의 박스카가 나가사키에 팻맨 플루토늄 폭탄을 투하했습니다. 폭발의 결과는 끔찍했습니다. 두 도시 모두 거의 완전히 파괴되었으며 히로시마에서는 20만 명 이상이 사망했고 나가사키에서는 약 8만 명이 사망했습니다. 나중에 조종사 중 한 명이 그 순간 사람이 볼 수 있는 최악의 것을 보았다고 인정했습니다. 새로운 무기에 저항하지 못한 일본 정부는 항복했다.

원자폭탄 이후의 히로시마.

원자폭탄의 폭발로 제2차 세계대전은 종식됐지만, 사실상 무자비한 핵군비 경쟁을 동반한 신냉전이 시작됐다. 소련 과학자들은 미국인들을 따라잡아야 했습니다. 1943년에 유명한 물리학자 Igor Vasilyevich Kurchatov가 이끄는 비밀 "2번 실험실"이 만들어졌습니다. 나중에 실험실은 원자력 연구소로 변모했습니다. 1946년 12월, 실험용 핵 우라늄-흑연 원자로 F1에서 첫 번째 연쇄반응이 수행되었습니다. 2년 후, 여러 개의 산업용 원자로를 갖춘 최초의 플루토늄 공장이 소련에 건설되었으며, 1949년 8월에는 플루토늄 장전을 갖춘 최초의 소련 원자폭탄인 RDS-1(수율 22킬로톤)이 세미팔라틴스크에서 시험되었습니다. 테스트 사이트.

1952년 11월, 태평양의 에네웨탁 환초(Enewetak Atoll)에서 미국은 가벼운 원소를 더 무거운 원소로 핵융합하는 동안 방출되는 에너지에서 발생하는 파괴적인 힘인 최초의 열핵 전하를 폭발시켰습니다. 9개월 후, 세미팔라틴스크 시험장에서 소련 과학자들은 Andrei Dmitrievich Sakharov와 Yuli Borisovich Khariton이 이끄는 과학자 그룹이 개발한 출력 400킬로톤의 RDS-6 열핵 또는 수소 폭탄을 시험했습니다. 1961년 10월, 지금까지 시험된 수소폭탄 중 가장 강력한 50메가톤급의 차르 봄바(Tsar Bomba)가 노바야젬랴(Novaya Zemlya) 군도 시험장에서 폭발했습니다.

I. V. Kurchatov.

2000년대 말 미국은 약 5,000개, 러시아는 2,800개에 달하는 전략운송차량에 배치된 핵무기와 상당수의 전술핵무기를 보유하고 있었다. 이 공급량은 행성 전체를 여러 번 파괴하기에 충분합니다. 단 하나의 중전력 열핵폭탄(약 25메가톤)은 히로시마 1,500개에 해당합니다.

1970년대 후반에는 저위력 핵폭탄의 일종인 중성자 무기를 만들기 위한 연구가 진행됐다. 중성자폭탄은 중성자 방사선의 형태로 방출되는 폭발 에너지의 일부를 인위적으로 증가시킨다는 점에서 기존의 핵폭탄과 다릅니다. 이 방사선은 적의 인원과 무기에 영향을 미치고 해당 지역에 방사능 오염을 일으키는 반면, 충격파와 빛 방사선의 영향은 제한적입니다. 그러나 세계 어느 군대도 중성자 전하를 채택한 적이 없습니다.

원자력의 사용은 세계를 파멸의 위기로 몰고 갔지만 평화로운 면도 있고, 걷잡을 수 없을 때는 극도로 위험하지만 이는 체르노빌과 후쿠시마 원전 사고에서 여실히 드러났다. . 용량이 5MW에 불과한 세계 최초의 원자력 발전소는 1954년 6월 27일 Kaluga 지역의 Obninskoye 마을(현재 Obninsk 시)에서 가동되었습니다. 현재 전 세계적으로 400개 이상의 원자력발전소가 운영되고 있으며 그 중 10개가 러시아에 있다. 이는 전 세계 전력의 약 17%를 생산하며, 이 수치는 계속 증가할 가능성이 높습니다. 현재 세상은 원자력 없이는 살 수 없지만, 미래에는 인류가 보다 안전한 에너지원을 찾을 것이라고 믿고 싶습니다.

오브닌스크에 있는 원자력 발전소의 제어판.

재난 이후의 체르노빌.

소련에는 민주적인 형태의 통치가 확립되어야 합니다.

Vernadsky V.I.

소련의 원자폭탄은 1949년 8월 29일에 만들어졌습니다(최초의 성공적인 발사). 이 프로젝트는 학자 Igor Vasilievich Kurchatov가 주도했습니다. 소련의 원자무기 개발 기간은 1942년부터 지속되었으며 카자흐스탄 영토에서의 시험으로 끝났습니다. 이로 인해 그러한 무기에 대한 미국의 독점이 깨졌습니다. 왜냐하면 1945년 이래로 그러한 무기가 유일한 핵보유국이었기 때문입니다. 이 기사는 소련 핵폭탄 출현의 역사를 설명하고 이러한 사건이 소련에 미치는 영향을 특성화하는 데 전념하고 있습니다.

창조의 역사

1941년 뉴욕의 소련 대표들은 핵무기 개발에 전념하는 물리학자들의 회의가 미국에서 개최되고 있다는 정보를 스탈린에게 전달했습니다. 1930년대 소련 과학자들도 원자 연구에 참여했는데, 가장 유명한 것은 L. Landau가 이끄는 Kharkov 과학자들의 원자 분리였습니다. 그러나 실제로 무기에 사용되는 지점까지는 도달하지 못했습니다. 미국 외에도 나치 독일도 이에 참여했습니다. 1941년 말, 미국은 원자력 프로젝트를 시작했습니다. 스탈린은 1942년 초에 이 사실을 알고 원자 프로젝트를 만들기 위해 소련에 실험실을 설립하는 법령에 서명했습니다. 학자 I. Kurchatov가 리더가 되었습니다.

미국에 온 독일 동료들의 비밀스러운 발전으로 인해 미국 과학자들의 연구가 가속화되었다는 의견이 있습니다. 어쨌든 1945년 여름 포츠담 회의에서 새로운 미국 대통령 G. 트루먼은 스탈린에게 새로운 무기인 원자폭탄에 대한 작업이 완료되었음을 알렸습니다. 또한 미국 과학자들의 작업을 입증하기 위해 미국 정부는 새로운 무기를 전투에서 테스트하기로 결정했습니다. 8월 6일과 9일에 일본의 두 도시인 히로시마와 나가사키에 폭탄이 투하되었습니다. 인류가 새로운 무기에 대해 알게 된 것은 이번이 처음이었습니다. 스탈린이 과학자들의 작업 속도를 높이게 된 것은 바로 이 사건이었습니다. I. Kurchatov는 스탈린에 의해 소환되었으며 프로세스가 가능한 한 빨리 진행되는 한 과학자의 모든 요구를 충족하겠다고 약속했습니다. 더욱이 소련의 원자력 프로젝트를 감독하는 인민위원회 산하에 국가위원회가 창설되었습니다. L. Beria가 이끌었습니다.

개발이 세 개의 센터로 옮겨졌습니다.

  1. 특수 장비 제작을 담당하는 키로프 공장 설계국.
  2. 농축 우라늄 생성에 사용되는 우랄 지역의 확산 공장.
  3. 플루토늄이 연구된 화학 및 야금 센터입니다. 최초의 소련식 핵폭탄에 사용된 것이 바로 이 원소였습니다.

1946년에는 최초의 소련 통일 핵 센터가 설립되었습니다. 그것은 Sarov시 (Nizhny Novgorod 지역)에 위치한 비밀 시설 Arzamas-16이었습니다. 1947년에 첼랴빈스크 근처의 한 기업에서 최초의 원자로가 만들어졌습니다. 1948년에 세미팔라틴스크-21 시 근처 카자흐스탄 영토에 비밀 훈련장이 만들어졌습니다. 1949년 8월 29일 소련 원자폭탄 RDS-1의 첫 번째 폭발이 조직된 곳이 바로 이곳입니다. 이 사건은 완전히 비밀로 유지되었지만 미국 태평양 항공은 새로운 무기 테스트의 증거인 방사선 수준의 급격한 증가를 기록할 수 있었습니다. 이미 1949년 9월에 G. 트루먼은 소련에 원자폭탄이 존재한다고 발표했습니다. 공식적으로 소련은 1950년에야 이러한 무기의 존재를 인정했습니다.

소련 과학자들의 성공적인 원자무기 개발의 몇 가지 주요 결과는 다음과 같습니다.

  1. 원자 무기를 보유한 단일 국가로서의 미국 지위 상실. 이것은 군사력 측면에서 소련과 미국을 동등하게 만들었을뿐만 아니라 후자가 각 군사 단계를 생각하도록 강요했습니다. 이제 그들은 소련 지도부의 대응을 두려워해야했기 때문입니다.
  2. 소련의 원자무기 존재는 초강대국으로서의 지위를 확보했다.
  3. 미국과 소련이 원자무기의 가용성을 동등하게 만든 후, 그 수량에 대한 경쟁이 시작되었습니다. 국가는 경쟁자를 능가하기 위해 막대한 돈을 지출했습니다. 더욱이 더욱 강력한 무기를 만들려는 시도가 시작되었습니다.
  4. 이 사건은 핵 경쟁의 시작을 알렸다. 많은 국가들이 핵보유국 목록에 추가하고 안보를 보장하기 위해 자원을 투자하기 시작했습니다.

지난 세기 30년대 말, 유럽에서는 이미 핵분열과 붕괴의 법칙이 발견되었고, 수소폭탄은 허구의 범주에서 현실로 옮겨갔습니다. 원자력 발전의 역사는 흥미롭고 여전히 나치 독일, 소련, 미국 등 국가의 과학적 잠재력 사이의 흥미진진한 경쟁을 의미합니다. 모든 국가가 소유하고 싶어했던 가장 강력한 폭탄은 무기일 뿐만 아니라 강력한 정치적 도구이기도 했습니다. 무기고에 그것을 가지고 있던 나라는 실제로 전능해졌고 자신의 규칙을 지시할 수 있었습니다.

수소폭탄은 물리적 법칙, 즉 열핵 과정에 기초한 자체 창조 역사를 가지고 있습니다. 처음에는 원자라고 잘못 불렸고 문맹이 원인이었습니다. 나중에 노벨상 수상자가 된 과학자 베테(Bethe)는 우라늄 핵분열이라는 인공 에너지원을 연구했습니다. 이번에는 많은 물리학자들의 과학 활동이 정점에 이르렀고, 그들 중에는 과학 법칙이 처음에는 국제적이었기 때문에 과학적 비밀이 전혀 존재해서는 안 된다는 의견이 있었습니다.

이론적으로는 수소폭탄이 발명됐지만, 이제는 설계자들의 도움으로 기술적 형태를 갖춰야 했다. 남은 것은 특정 셸에 포장하고 성능을 테스트하는 것뿐이었습니다. 이 강력한 무기의 창조와 영원히 연관될 두 명의 과학자가 있습니다. 미국에서는 Edward Teller이고 소련에서는 Andrei Sakharov입니다.

미국에서는 물리학자가 1942년에 열핵 문제를 연구하기 시작했습니다. 당시 미국 대통령이었던 해리 트루먼의 명령에 따라 미국 최고의 과학자들이 이 문제를 연구하여 근본적으로 새로운 파괴 무기를 만들었습니다. 게다가 정부의 주문은 최소 100만 톤의 TNT 용량을 갖춘 폭탄이었다. 텔러가 만든 수소폭탄은 히로시마와 나가사키의 인류에게 무한하지만 파괴적인 능력을 보여주었습니다.

무게 4.5톤, 우라늄 100kg을 함유한 폭탄이 히로시마에 투하되었습니다. 이 폭발은 거의 12,500톤의 TNT에 해당합니다. 일본의 나가사키 시는 TNT 2만 톤에 해당하는 같은 질량의 플루토늄 폭탄에 의해 파괴되었습니다.

미래의 소련 학자 A. Sakharov는 1948년 그의 연구를 바탕으로 RDS-6이라는 이름으로 수소폭탄 설계를 발표했습니다. 그의 연구는 두 가지 분야를 따랐습니다. 첫 번째는 "퍼프"(RDS-6s)라고 불리며, 그 특징은 무겁고 가벼운 원소의 층으로 둘러싸인 원자 전하였습니다. 두 번째 가지는 플루토늄 폭탄이 액체 중수소에 담겨 있는 "파이프" 또는 (RDS-6t)입니다. 그 후, "파이프" 방향이 막다른 골목이라는 것을 증명하는 매우 중요한 발견이 이루어졌습니다.

수소폭탄의 작동 원리는 다음과 같다. 첫째, 열핵반응의 기폭제인 껍질 내부에서 HB 전하가 폭발해 중성자 섬광을 일으킨다. 이 경우, 이 과정에는 추가 중수소화물 삽입물에 중성자가 충돌하기 시작하는 데 필요한 고온의 방출이 수반되며, 이는 중성자의 직접적인 작용에 따라 삼중수소와 헬륨의 두 가지 원소로 분리됩니다. . 사용된 원자 퓨즈는 이미 폭발된 폭탄에서 핵융합이 발생하는 데 필요한 구성 요소를 형성합니다. 이것이 수소폭탄의 복잡한 작동 원리이다. 이 예비 조치 후에 열핵 반응은 중수소와 삼중수소의 혼합물에서 직접 시작됩니다. 이때, 폭탄 내부의 온도는 점점 더 상승하고, 합성에 참여하는 수소의 양도 증가하게 된다. 이러한 반응의 시간을 모니터링하면 해당 반응의 속도가 순간적으로 특징지어질 수 있습니다.

그 후, 과학자들은 핵융합 대신 핵분열을 사용하기 시작했습니다. 우라늄 1톤이 핵분열하면 1800만톤에 해당하는 에너지가 생성된다. 이 폭탄은 엄청난 위력을 가지고 있습니다. 인류가 만든 가장 강력한 폭탄은 소련의 것이었습니다. 그녀는 기네스북에도 올랐습니다. 폭발파는 TNT의 약 57메가톤에 해당합니다. 1961년 Novaya Zemlya 군도 지역에서 폭파되었습니다.