Portalda reklam vermek

Hidrojen bombasını kim yaptı? Atom bombasının yaratılış tarihi ve çalışma prensibi. Teller-Ulam prensibine göre termonükleer bomba cihazı

Hidrojen bombası

Termonükleer silahlar- yıkıcı gücü, hafif elementlerin nükleer füzyonunun daha ağır olanlara reaksiyonunun enerjisinin kullanımına dayanan bir tür kitle imha silahı (örneğin, iki döteryum (ağır hidrojen) atom çekirdeğinin sentezi) muazzam miktarda enerji açığa çıkaran bir helyum atomunun bir çekirdeğine dönüşür. Nükleer silahlarla aynı yıkıcı faktörlere sahip olan termonükleer silahların patlayıcı gücü çok daha fazladır. Teorik olarak yalnızca mevcut bileşenlerin sayısıyla sınırlıdır. Termonükleer bir patlamadan kaynaklanan radyoaktif kirlenmenin, özellikle patlamanın gücüyle ilgili olarak atomik bir patlamadan çok daha zayıf olduğu unutulmamalıdır. Bu, termonükleer silahların “temiz” olarak adlandırılmasına zemin hazırladı. İngiliz edebiyatında yer alan bu terim, 70'li yılların sonlarında kullanım dışı kaldı.

Genel açıklama

Bir termonükleer patlayıcı cihaz, sıvı döteryum veya sıkıştırılmış gaz halindeki döteryum kullanılarak yapılabilir. Ancak termonükleer silahların ortaya çıkışı ancak bir tür lityum hidrit - lityum-6 döterit sayesinde mümkün oldu. Bu, ağır bir hidrojen izotopu - döteryum ve kütle numarası 6 olan bir lityum izotopunun bir bileşiğidir.

Lityum-6 döteryum, döteryumu (normal koşullar altında normal durumu gazdır) pozitif sıcaklıklarda depolamanıza izin veren katı bir maddedir ve ayrıca ikinci bileşeni - lityum-6 - üretimi için hammaddedir. Hidrojenin en nadir izotopu trityumdur. Aslında 6 Li, trityumun tek endüstriyel kaynağıdır:

İlk ABD termonükleer mühimmatlarında ayrıca, esas olarak kütle numarası 7 olan bir lityum izotopu içeren doğal lityum döterit de kullanılıyordu. Aynı zamanda bir trityum kaynağı olarak da hizmet ediyor, ancak bunun için reaksiyona dahil olan nötronların 10 MeV veya 10 MeV enerjiye sahip olması gerekiyor. daha yüksek.

Termonükleer reaksiyonu başlatmak için gerekli olan nötronları ve sıcaklığı (yaklaşık 50 milyon derece) oluşturmak için, önce küçük bir atom bombası hidrojen bombasında patlar. Patlamaya sıcaklıkta keskin bir artış, elektromanyetik radyasyon ve güçlü bir nötron akışının ortaya çıkışı eşlik ediyor. Nötronların lityum izotop ile reaksiyonu sonucunda trityum oluşur.

Bir atom bombasının patlamasının yüksek sıcaklığında döteryum ve trityumun varlığı, bir hidrojen (termonükleer) bombanın patlaması sırasında ana enerji salınımını üreten bir termonükleer reaksiyonu (234) başlatır. Bomba gövdesi doğal uranyumdan yapılmışsa, hızlı nötronlar (reaksiyon (242) sırasında açığa çıkan enerjinin% 70'ini taşıyarak) içinde yeni bir kontrolsüz zincirleme fisyon reaksiyonuna neden olur. Hidrojen bombası patlamasının üçüncü aşaması yaşanıyor. Benzer şekilde, neredeyse sınırsız güce sahip bir termonükleer patlama yaratılır.

Ek bir zarar verici faktör, hidrojen bombasının patlaması sırasında ortaya çıkan nötron radyasyonudur.

Termonükleer mühimmat cihazı

Termonükleer mühimmatlar hem hava bombası şeklinde mevcuttur ( hidrojen veya termonükleer bomba) ve balistik ve seyir füzeleri için savaş başlıkları.

Hikaye

SSCB

Termonükleer cihazın ilk Sovyet projesi bir katman pastasına benziyordu ve bu nedenle "Sloyka" kod adını aldı. Tasarım 1949'da (ilk Sovyet nükleer bombasının test edilmesinden önce bile) Andrei Sakharov ve Vitaly Ginzburg tarafından geliştirildi ve şimdi ünlü Teller-Ulam bölünmüş tasarımından farklı bir yük konfigürasyonuna sahipti. Yükte, bölünebilir malzeme katmanları, füzyon yakıtı katmanları - trityumla karıştırılmış lityum döterit ("Sakharov'un ilk fikri") ile değişiyordu. Fisyon yükünün etrafına yerleştirilen füzyon yükü, cihazın genel gücünü arttırmada etkisizdi (modern Teller-Ulam cihazları 30 katına kadar çarpma faktörü sağlayabilir). Ek olarak, fisyon ve füzyon yüklerinin alanları, geleneksel patlayıcıların gerekli kütlesini daha da artıran birincil fisyon reaksiyonunun başlatıcısı olan geleneksel bir patlayıcı ile serpiştirildi. “Sloika” tipinin ilk cihazı 1953'te test edildi ve Batı'da “Joe-4” adını aldı (ilk Sovyet nükleer testleri, Joseph (Joseph) Stalin'in “Joe Amca” adlı Amerikan takma adından kod adları aldı). Patlama gücü yalnızca %15-20 verimlilikle 400 kilotona eşdeğerdi. Hesaplamalar, reaksiyona girmemiş malzemenin yayılmasının, gücün 750 kilotonun üzerine çıkmasını önlediğini göstermiştir.

Amerika Birleşik Devletleri'nin Kasım 1952'de megaton bomba üretme olasılığını kanıtlayan Ivy Mike testlerini gerçekleştirmesinin ardından Sovyetler Birliği başka bir proje geliştirmeye başladı. Andrei Sakharov'un anılarında belirttiği gibi, "ikinci fikir" Ginzburg tarafından Kasım 1948'de ortaya atıldı ve nötronlarla ışınlandığında trityum oluşturan ve döteryumu serbest bırakan lityum döteritin bir bombada kullanılmasını önerdi.

1953'ün sonunda fizikçi Viktor Davidenko, birincil (fisyon) ve ikincil (füzyon) yükleri ayrı hacimlere yerleştirmeyi ve böylece Teller-Ulam şemasını tekrarlamayı önerdi. Bir sonraki büyük adım, 1954 baharında Sakharov ve Yakov Zeldovich tarafından önerildi ve geliştirildi. Bu adım, füzyondan önce lityum döteritin sıkıştırılması ("ışın patlaması") için fisyon reaksiyonundan elde edilen X ışınlarının kullanılmasını içeriyordu. Sakharov'un "üçüncü fikri" Kasım 1955'te 1,6 megatonluk RDS-37'nin testleri sırasında test edildi. Bu fikrin daha da geliştirilmesi, termonükleer yüklerin gücü üzerinde temel kısıtlamaların pratikte bulunmadığını doğruladı.

Sovyetler Birliği bunu Ekim 1961'de Tu-95 bombardıman uçağının fırlattığı 50 megatonluk bombanın Novaya Zemlya'da patlatıldığı testlerle gösterdi. Cihazın verimliliği neredeyse% 97 idi ve başlangıçta 100 megatonluk bir güç için tasarlandı, daha sonra proje yönetiminin güçlü iradesiyle bu güç yarıya indirildi. Bu, Dünya'da şimdiye kadar geliştirilen ve test edilen en güçlü termonükleer cihazdı. O kadar güçlü ki, silah olarak pratik kullanımı, bitmiş bir bomba şeklinde zaten test edilmiş olduğu gerçeğini hesaba katarsak bile tüm anlamını yitirdi.

Amerika Birleşik Devletleri

Atom yüküyle başlatılan nükleer füzyon bombası fikri, Enrico Fermi tarafından meslektaşı Edward Teller'a 1941'de Manhattan Projesi'nin en başında önerildi. Teller, Manhattan Projesi sırasındaki çalışmalarının çoğunu, atom bombasının kendisini bir dereceye kadar ihmal ederek füzyon bombası projesi üzerinde çalışmaya adadı. Zorluklara odaklanması ve sorunların tartışılmasında "şeytanın avukatı" konumu, Oppenheimer'ı Teller ve diğer "sorunlu" fizikçileri kenara itmeye zorladı.

Sentez projesinin uygulanmasına yönelik ilk önemli ve kavramsal adımlar Teller'in işbirlikçisi Stanislav Ulam tarafından atıldı. Ulam, termonükleer füzyonu başlatmak için, birincil fisyon reaksiyonundan gelen faktörleri kullanarak termonükleer yakıtı ısıtmadan önce sıkıştırmayı ve ayrıca termonükleer yükü bombanın birincil nükleer bileşeninden ayrı olarak yerleştirmeyi önerdi. Bu öneriler termonükleer silahların geliştirilmesinin pratik bir düzeye aktarılmasını mümkün kıldı. Buna dayanarak Teller, birincil patlamanın ürettiği x-ışını ve gama radyasyonunun, birincil ile ortak bir kabukta bulunan ikincil bileşene, bir termonükleer reaksiyonu başlatmak için yeterli patlamayı (sıkıştırma) gerçekleştirmek için yeterli enerjiyi aktarabileceğini öne sürdü. . Teller ile destekçileri ve muhalifleri daha sonra Ulam'ın bu mekanizmanın altında yatan teoriye katkısını tartıştılar.

Nükleer patlama alanında iki önemli alan vardır: merkez ve merkez üssü. Patlamanın merkezinde doğrudan enerji salınımı süreci meydana gelir. Merkez üssü bu sürecin yeryüzüne veya su yüzeyine yansımasıdır. Yere yansıtılan bir nükleer patlamanın enerjisi, önemli bir mesafeye yayılan sismik sarsıntılara yol açabilir. Bu sarsıntılar yalnızca patlama noktasından itibaren birkaç yüz metrelik bir yarıçap içinde çevreye zarar verir.

Zarar verici faktörler

Atom silahları aşağıdaki imha faktörlerine sahiptir:

  1. Radyoaktif kirlilik.
  2. Işık radyasyonu.
  3. Şok dalgası.
  4. Elektromanyetik nabız.
  5. Penetran radyasyon.

Atom bombası patlamasının sonuçları tüm canlılar için felakettir. Büyük miktarda ışık ve ısı enerjisinin salınması nedeniyle, nükleer bir merminin patlamasına parlak bir flaş eşlik ediyor. Bu flaşın gücü güneş ışınlarından birkaç kat daha güçlüdür, bu nedenle patlama noktasından birkaç kilometrelik bir yarıçap içinde ışık ve termal radyasyondan zarar görme tehlikesi vardır.

Atom silahlarının bir diğer tehlikeli zarar verici faktörü de patlama sırasında ortaya çıkan radyasyondur. Patlamadan sonra yalnızca bir dakika sürer, ancak maksimum nüfuz gücüne sahiptir.

Şok dalgasının çok güçlü bir yıkıcı etkisi vardır. Kelimenin tam anlamıyla yoluna çıkan her şeyi yok ediyor. Penetran radyasyon tüm canlılar için tehlike oluşturur. İnsanlarda radyasyon hastalığının gelişmesine neden olur. Elektromanyetik darbe yalnızca teknolojiye zarar verir. Bir atom patlamasının zarar verici faktörleri bir arada ele alındığında büyük bir tehlike oluşturur.

İlk testler

Atom bombasının tarihi boyunca Amerika, yaratılışına en büyük ilgiyi gösterdi. 1941'in sonunda ülkenin liderliği bu alana büyük miktarda para ve kaynak ayırdı. Birçok kişi tarafından atom bombasının yaratıcısı olarak kabul edilen Robert Oppenheimer, proje yöneticisi olarak atandı. Aslında bilim adamlarının fikrini hayata geçirmeyi başaran ilk kişi oydu. Sonuç olarak 16 Temmuz 1945'te New Mexico çölünde ilk atom bombası testi yapıldı. Daha sonra Amerika, savaşı tamamen sona erdirmek için Nazi Almanyası'nın müttefiki Japonya'yı yenmesi gerektiğine karar verdi. Pentagon, Amerikan silahlarının gücünün canlı bir örneği olması beklenen ilk nükleer saldırılar için hedefleri hızla seçti.

6 Ağustos 1945'te, alaycı bir şekilde "Küçük Çocuk" olarak adlandırılan ABD atom bombası Hiroşima şehrine atıldı. Atışın tek kelimeyle mükemmel olduğu ortaya çıktı - bomba yerden 200 metre yükseklikte patladı, bunun sonucunda patlama dalgası şehre korkunç zarar verdi. Merkezden uzak bölgelerde kömür sobalarının devrilmesi şiddetli yangınlara yol açtı.

Parlak parlamayı, 4 saniye içinde evlerin çatılarındaki kiremitleri eritmeyi ve telgraf direklerini yakmayı başaran bir sıcak hava dalgası izledi. Sıcak hava dalgasını şok dalgası takip etti. Yaklaşık 800 km/saat hızla şehrin içinden esen rüzgâr, yoluna çıkan her şeyi yerle bir etti. Patlamadan önce kentte bulunan 76.000 binadan yaklaşık 70.000'i tamamen yıkılmıştı. Patlamadan birkaç dakika sonra gökten büyük damlalar halinde yağmur yağmaya başladı. Yağmur, atmosferin soğuk katmanlarında buhar ve külden oluşan büyük miktarda yoğuşma oluşması nedeniyle yağdı.

Patlamanın olduğu yerden 800 metrelik alan içerisinde ateş topundan etkilenen insanlar toza dönüştü. Patlamadan biraz uzakta bulunanların derileri yanmış, kalıntıları şok dalgasıyla parçalanmıştı. Siyah radyoaktif yağmur, hayatta kalanların cildinde tedavi edilemez yanıklar bıraktı. Mucizevi bir şekilde kaçmayı başaranlar çok geçmeden radyasyon hastalığının belirtilerini göstermeye başladı: mide bulantısı, ateş ve halsizlik atakları.

Hiroşima'nın bombalanmasından üç gün sonra Amerika, başka bir Japon şehrine - Nagazaki'ye saldırdı. İkinci patlama da ilkiyle aynı feci sonuçlara yol açtı.

Birkaç saniye içinde atılan iki atom bombası yüzbinlerce insanı yok etti. Şok dalgası Hiroşima'yı neredeyse yeryüzünden sildi. Yerel halkın yarısından fazlası (yaklaşık 240 bin kişi) aldıkları yaralardan hemen öldü. Nagazaki şehrinde meydana gelen patlamada yaklaşık 73 bin kişi hayatını kaybetti. Hayatta kalanların çoğu kısırlığa, radyasyon hastalığına ve kansere neden olan şiddetli radyasyona maruz kaldı. Sonuç olarak, hayatta kalanlardan bazıları korkunç bir acı içinde öldü. Hiroşima ve Nagazaki'de atom bombasının kullanılması bu silahların korkunç gücünü gösterdi.

Atom bombasını kimin icat ettiğini, nasıl çalıştığını ve ne gibi sonuçlara yol açabileceğini siz ve ben zaten biliyoruz. Şimdi SSCB'de nükleer silahlarla ilgili işlerin nasıl olduğunu öğreneceğiz.

Japon şehirlerinin bombalanmasından sonra J.V. Stalin, Sovyet atom bombasının yaratılmasının bir ulusal güvenlik meselesi olduğunu fark etti. 20 Ağustos 1945'te SSCB'de nükleer enerji üzerine bir komite oluşturuldu ve L. Beria başkanlığına atandı.

Sovyetler Birliği'nde bu yönde çalışmaların 1918'den beri yürütüldüğünü ve 1938'de Bilimler Akademisi'nde atom çekirdeği üzerine özel bir komisyon oluşturulduğunu belirtmekte fayda var. İkinci Dünya Savaşı'nın patlak vermesiyle bu yöndeki tüm çalışmalar donduruldu.

1943'te SSCB istihbarat görevlileri, nükleer enerji alanındaki kapalı bilimsel çalışmalardan malzemeleri İngiltere'den aktardı. Bu materyaller, yabancı bilim adamlarının atom bombası yapımına yönelik çalışmalarının ciddi ilerleme kaydettiğini gösteriyordu. Aynı zamanda Amerikalılar, güvenilir Sovyet ajanlarının ABD'nin ana nükleer araştırma merkezlerine girmesine katkıda bulundular. Ajanlar, yeni gelişmeler hakkındaki bilgileri Sovyet bilim adamlarına ve mühendislerine aktardı.

Teknik görev

1945'te Sovyet nükleer bombası yaratma konusu neredeyse bir öncelik haline geldiğinde, proje liderlerinden biri olan Yu.Khariton, merminin iki versiyonunun geliştirilmesi için bir plan hazırladı. 1 Haziran 1946'da plan üst düzey yönetim tarafından imzalandı.

Göreve göre tasarımcıların iki modelden oluşan bir RDS (özel jet motoru) oluşturmaları gerekiyordu:

  1. RDS-1. Küresel sıkıştırmayla patlatılan, plütonyum yüklü bir bomba. Cihaz Amerikalılardan ödünç alındı.
  2. RDS-2. Kritik bir kütleye ulaşmadan önce silah namlusunda birleşen iki uranyum yüküne sahip bir top bombası.

Kötü şöhretli RDS tarihinde, esprili de olsa en yaygın ifade, "Rusya bunu kendisi yapıyor" ifadesiydi. Yu. Khariton'un yardımcısı K. Shchelkin tarafından icat edildi. Bu cümle, en azından RDS-2 için işin özünü çok doğru bir şekilde aktarıyor.

Amerika, Sovyetler Birliği'nin nükleer silah yaratmanın sırlarına sahip olduğunu öğrendiğinde, önleyici savaşın hızla tırmanmasını arzulamaya başladı. 1949 yazında, 1 Ocak 1950'de SSCB'ye karşı askeri operasyonların başlatılmasının planlandığı “Troyan” planı ortaya çıktı. Daha sonra saldırının tarihi, tüm NATO ülkelerinin katılması şartıyla 1957'nin başına kaydırıldı.

Testler

Amerika'nın planları hakkındaki bilgiler SSCB'deki istihbarat kanalları aracılığıyla ulaştığında, Sovyet bilim adamlarının çalışmaları önemli ölçüde hızlandı. Batılı uzmanlar, SSCB'de atom silahlarının 1954-1955'ten daha erken bir zamanda yaratılacağına inanıyordu. Aslında, SSCB'deki ilk atom bombasının testleri zaten Ağustos 1949'da gerçekleşti. 29 Ağustos'ta Semipalatinsk'teki bir test sahasında bir RDS-1 cihazı havaya uçuruldu. Yaratılışına Igor Vasilievich Kurchatov başkanlığında büyük bir bilim insanı ekibi katıldı. Yükün tasarımı Amerikalılara aitti ve elektronik ekipman sıfırdan yaratıldı. SSCB'deki ilk atom bombası 22 kt gücünde patladı.

Misilleme amaçlı bir saldırı olasılığı nedeniyle, 70 Sovyet şehrine nükleer saldırı içeren Truva atı planı bozuldu. Semipalatinsk'teki testler, Amerika'nın atom silahlarına sahip olma tekelinin sonunu işaret ediyordu. Igor Vasilyevich Kurchatov'un icadı, Amerika ve NATO'nun askeri planlarını tamamen yok etti ve başka bir dünya savaşının gelişmesini engelledi. Böylece, mutlak yıkım tehdidi altında olan Dünya'da barış dönemi başladı.

Dünyanın "Nükleer Kulübü"

Bugün sadece Amerika ve Rusya'nın değil, birçok başka devletin de nükleer silahları var. Bu tür silahlara sahip olan ülkelerin oluşturduğu topluluğa geleneksel olarak “nükleer kulüp” adı veriliyor.

O içerir:

  1. Amerika (1945'ten beri).
  2. SSCB ve şimdi Rusya (1949'dan beri).
  3. İngiltere (1952'den beri).
  4. Fransa (1960'tan beri).
  5. Çin (1964'ten beri).
  6. Hindistan (1974'ten beri).
  7. Pakistan (1998'den beri).
  8. Kore (2006'dan beri).

İsrail'in de nükleer silahları var, ancak ülke yönetimi bunların varlığı hakkında yorum yapmayı reddediyor. Ayrıca, NATO ülkelerinin (İtalya, Almanya, Türkiye, Belçika, Hollanda, Kanada) ve müttefiklerin (resmi reddine rağmen Japonya, Güney Kore) topraklarında Amerikan nükleer silahları bulunmaktadır.

SSCB'nin nükleer silahlarının bir kısmına sahip olan Ukrayna, Belarus ve Kazakistan, Birliğin dağılmasının ardından bombalarını Rusya'ya devretti. SSCB'nin nükleer cephaneliğinin tek varisi oldu.

Çözüm

Bugün atom bombasını kimin icat ettiğini ve ne olduğunu öğrendik. Yukarıdakileri özetleyerek, nükleer silahların bugün küresel politikanın en güçlü aracı olduğu ve ülkeler arasındaki ilişkilere sıkı sıkıya bağlı olduğu sonucuna varabiliriz. Bir yandan etkili bir caydırıcılık aracı, diğer yandan askeri çatışmaların önlenmesi ve devletler arasındaki barışçıl ilişkilerin güçlendirilmesi konusunda ikna edici bir argümandır. Atom silahları, özellikle dikkatli kullanım gerektiren bütün bir dönemin sembolüdür.

Eski Hint ve eski Yunan bilim adamları, maddenin en küçük bölünemez parçacıklardan oluştuğunu varsaydılar; çağımızın başlangıcından çok önce incelemelerinde bunu yazmışlardı. 5. yüzyılda M.Ö e. Miletoslu Yunan bilim adamı Leukippos ve öğrencisi Demokritos atom (Yunanca atomos “bölünmez”) kavramını formüle ettiler. Yüzyıllar boyunca bu teori oldukça felsefi kaldı ve yalnızca 1803'te İngiliz kimyager John Dalton deneylerle onaylanan bilimsel bir atom teorisi önerdi.

19. yüzyılın sonu ve 20. yüzyılın başında. Bu teori, Joseph Thomson ve ardından nükleer fiziğin babası olarak adlandırılan Ernest Rutherford'un eserlerinde geliştirildi. Atomun, isminin aksine, daha önce de belirtildiği gibi bölünemez sonlu bir parçacık olmadığı anlaşıldı. 1911'de fizikçiler, Rutherford Bohr'un "gezegensel" sistemini benimsediler; buna göre bir atom, pozitif yüklü bir çekirdek ve onun etrafında dönen negatif yüklü elektronlardan oluşur. Daha sonra çekirdeğin de bölünmez olmadığı, pozitif yüklü protonlardan ve yüksüz nötronlardan oluştuğu ve bunların da temel parçacıklardan oluştuğu bulundu.

Bilim adamları atom çekirdeğinin yapısı hakkında az çok netlik kazanır kazanmaz, simyacıların uzun süredir devam eden hayalini - bir maddenin diğerine dönüşümü - gerçekleştirmeye çalıştılar. 1934'te Fransız bilim adamları Frederic ve Irene Joliot-Curie, alüminyumu alfa parçacıklarıyla (bir helyum atomunun çekirdeği) bombardıman ederken, radyoaktif fosfor atomları elde ettiler ve bu atomlar, alüminyumdan daha ağır bir element olan kararlı bir silikon izotopuna dönüştü. Benzer bir deneyi 1789'da Martin Klaproth tarafından keşfedilen en ağır doğal element olan uranyumla yapma fikri ortaya çıktı. Henri Becquerel'in 1896'da uranyum tuzlarının radyoaktivitesini keşfetmesinden sonra, bu element bilim adamlarının ciddi şekilde ilgisini çekti.

E. Rutherford.

Nükleer patlamanın mantarı.

1938'de Alman kimyagerler Otto Hahn ve Fritz Strassmann, Joliot-Curie deneyine benzer bir deney yaptılar, ancak alüminyum yerine uranyum kullanarak yeni bir süper ağır element elde etmeyi umuyorlardı. Ancak sonuç beklenmedikti: Süper ağır elementler yerine periyodik tablonun orta kısmındaki hafif elementler elde edildi. Bir süre sonra fizikçi Lise Meitner, uranyumun nötronlarla bombardımanının çekirdeğinin bölünmesine (bölünmesine) yol açtığını, bunun sonucunda hafif elementlerin çekirdeklerinin oluştuğunu ve belirli sayıda serbest nötron kaldığını öne sürdü.

Daha ileri araştırmalar, doğal uranyumun, en az kararlı olanı uranyum-235 olan üç izotopun karışımından oluştuğunu gösterdi. Zaman zaman atom çekirdekleri kendiliğinden parçalara ayrılır ve bu sürece yaklaşık 10 bin km hızla hareket eden iki veya üç serbest nötron salınır. Çoğu durumda en yaygın izotop-238'in çekirdekleri bu nötronları yakalar; daha az sıklıkla uranyum neptünyuma ve ardından plütonyum-239'a dönüşür. Bir nötron uranyum-2 3 5 çekirdeğine çarptığında hemen yeni bir fisyona uğrar.

Açıktı: Yeterince büyük bir saf (zenginleştirilmiş) uranyum-235 parçası alırsanız, içindeki nükleer fisyon reaksiyonu çığ gibi ilerleyecektir; bu reaksiyona zincirleme reaksiyon adı verildi; Her çekirdeğin bölünmesi büyük miktarda enerji açığa çıkarır. 1 kg uranyum-235'in tamamen bölünmesiyle 3 bin ton kömürün yakılmasıyla aynı miktarda ısının açığa çıktığı hesaplandı. Birkaç dakika içinde açığa çıkan bu devasa enerji salınımının, kendisini elbette askeri departmanların hemen ilgisini çeken korkunç bir güç patlaması olarak göstermesi gerekiyordu.

Joliot-Curie çifti. 1940'lar

L. Meitner ve O. Hahn. 1925

İkinci Dünya Savaşı'nın patlak vermesinden önce, Almanya'da ve diğer bazı ülkelerde nükleer silah yaratmaya yönelik çok gizli çalışmalar yürütülüyordu. Amerika Birleşik Devletleri'nde “Manhattan Projesi” olarak adlandırılan araştırmalar 1941 yılında başladı ve bir yıl sonra Los Alamos'ta dünyanın en büyük araştırma laboratuvarı kuruldu. İdari olarak proje General Groves'a bağlıydı; bilimsel liderlik Kaliforniya Üniversitesi profesörü Robert Oppenheimer tarafından sağlandı. Projeye, 13 Nobel Ödülü sahibi Enrico Fermi, James Frank, Niels Bohr, Ernest Lawrence ve diğerleri de dahil olmak üzere fizik ve kimya alanındaki en büyük otoriteler katıldı.

Asıl görev yeterli miktarda uranyum-235 elde etmekti. Plütonyum-2 39'un aynı zamanda bomba şarjı görevi de görebileceği tespit edildi, bu nedenle çalışmalar aynı anda iki yönde gerçekleştirildi. Uranyum-235'in birikimi, onu doğal uranyum yığınından ayırarak gerçekleştirilecekti ve plütonyum, ancak uranyum-238'in nötronlarla ışınlanmasıyla kontrollü bir nükleer reaksiyon sonucu elde edilebildi. Doğal uranyumun zenginleştirilmesi Westinghouse tesislerinde gerçekleştirildi ve plütonyum üretmek için bir nükleer reaktör inşa etmek gerekiyordu.

Uranyum çubuklarının nötronlarla ışınlanması işlemi reaktörde gerçekleşti ve bunun sonucunda uranyum-238'in bir kısmının plütonyuma dönüşmesi gerekiyordu. Bu durumda nötronların kaynakları uranyum-235'in bölünebilir atomlarıydı, ancak nötronların uranyum-238 tarafından yakalanması bir zincirleme reaksiyonun başlamasını engelledi. Sorun, 22 ms'ye kadar yavaşlayan nötronların uranyum-235'in zincirleme reaksiyonuna neden olduğunu ancak uranyum-238 tarafından yakalanmadığını keşfeden Enrico Fermi'nin keşfiyle çözüldü. Moderatör olarak Fermi, hidrojen izotop döteryum içeren 40 santimetrelik bir grafit veya ağır su tabakası önerdi.

R. Oppenheimer ve Korgeneral L. Groves. 1945

Oak Ridge'deki Calutron.

1942'de Chicago Stadyumu'nun tribünlerinin altına deneysel bir reaktör inşa edildi. 2 Aralık'ta başarılı deneysel lansmanı gerçekleşti. Bir yıl sonra, Oak Ridge şehrinde yeni bir zenginleştirme tesisi inşa edildi ve plütonyumun endüstriyel üretimi için bir reaktörün yanı sıra uranyum izotoplarının elektromanyetik ayrımı için bir kalutron cihazı başlatıldı. Projenin toplam maliyeti yaklaşık 2 milyar dolardı. Bu arada Los Alamos'ta doğrudan bombanın tasarımı ve patlayıcıyı patlatma yöntemleri üzerinde çalışmalar sürüyordu.

16 Haziran 1945'te, New Mexico'daki Alamogordo kenti yakınlarında, Trinity kod adlı testler sırasında, dünyanın plütonyum yüklü ve patlayıcı (patlatma için kimyasal patlayıcı kullanan) patlama devresine sahip ilk nükleer cihazı patlatıldı. Patlamanın gücü 20 kilotonluk TNT patlamasına eşdeğerdi.

Bir sonraki adım, Almanya'nın teslim olmasının ardından ABD ve müttefiklerine karşı savaşı tek başına sürdüren Japonya'ya karşı nükleer silahların kullanılmasıydı. 6 Ağustos'ta, Albay Tibbetts'in kontrolü altındaki bir B-29 Enola Gay bombardıman uçağı, Hiroşima'ya uranyum yükü ve bir topla (kritik bir kütle oluşturmak için iki bloğun bağlantısını kullanarak) bir patlama planıyla bir Little Boy bombası attı. Bomba paraşütle indirildi ve yerden 600 m yükseklikte patladı. 9 Ağustos'ta Binbaşı Sweeney'nin Kapalı Vagonu Şişman Adam'ın plütonyum bombasını Nagazaki'ye attı. Patlamaların sonuçları korkunçtu. Her iki şehir de neredeyse tamamen yıkıldı, Hiroşima'da 200 binden fazla, Nagazaki'de ise yaklaşık 80 bin kişi öldü. Daha sonra pilotlardan biri, o anda bir insanın görebileceği en kötü şeyi gördüğünü itiraf etti. Yeni silahlara direnemeyen Japon hükümeti teslim oldu.

Hiroşima atom bombasından sonra.

Atom bombasının patlaması İkinci Dünya Savaşı'na son verdi ama aslında dizginsiz bir nükleer silahlanma yarışının eşlik ettiği yeni bir Soğuk Savaş'ı başlattı. Sovyet bilim adamları Amerikalılara yetişmek zorundaydı. 1943'te ünlü fizikçi Igor Vasilyevich Kurchatov'un başkanlığında gizli "laboratuvar No. 2" oluşturuldu. Daha sonra laboratuvar Atom Enerjisi Enstitüsüne dönüştürüldü. Aralık 1946'da ilk zincirleme reaksiyon deneysel nükleer uranyum-grafit reaktörü F1'de gerçekleştirildi. İki yıl sonra, Sovyetler Birliği'nde birkaç endüstriyel reaktöre sahip ilk plütonyum tesisi inşa edildi ve Ağustos 1949'da, plütonyum yüklü ilk Sovyet atom bombası olan 22 kilotonluk RDS-1, Semipalatinsk'te test edildi. deneme sitesi.

Kasım 1952'de, Pasifik Okyanusu'ndaki Enewetak Mercan Adası'nda Amerika Birleşik Devletleri, yıkıcı gücü hafif elementlerin daha ağır elementlere nükleer füzyonu sırasında açığa çıkan enerjiden kaynaklanan ilk termonükleer yükü patlattı. Dokuz ay sonra, Semipalatinsk test sahasında Sovyet bilim adamları, Andrei Dmitrievich Sakharov ve Yuli Borisovich Khariton liderliğindeki bir grup bilim adamı tarafından geliştirilen, 400 kilotonluk RDS-6 termonükleer veya hidrojen bombasını test etti. Ekim 1961'de, bugüne kadar test edilen en güçlü hidrojen bombası olan 50 megatonluk Çar Bombası, Novaya Zemlya takımadalarındaki test sahasında patlatıldı.

I. V. Kurchatov.

2000'li yılların sonunda konuşlandırılmış stratejik dağıtım araçlarında ABD'nin yaklaşık 5.000, Rusya'nın ise 2.800 nükleer silahının yanı sıra önemli sayıda taktik nükleer silah da bulunuyordu. Bu arz tüm gezegeni defalarca yok etmeye yetiyor. Sadece bir orta güçlü termonükleer bomba (yaklaşık 25 megaton) 1.500 Hiroşima'ya eşittir.

1970'lerin sonlarında, bir tür düşük verimli nükleer bomba olan bir nötron silahı yaratmak için araştırmalar yapıldı. Bir nötron bombası, nötron radyasyonu şeklinde salınan patlama enerjisinin bir kısmını yapay olarak arttırması bakımından geleneksel bir nükleer bombadan farklıdır. Bu radyasyon düşman personelini etkiler, silahlarını etkiler ve bölgede radyoaktif kirlenme yaratırken, şok dalgası ve ışık radyasyonunun etkisi sınırlıdır. Ancak dünyada tek bir ordu bile nötron saldırısını benimsemedi.

Atom enerjisinin kullanımı dünyayı yıkımın eşiğine getirmiş olsa da barışçıl bir yanı da vardır, kontrolden çıktığında son derece tehlikeli olmasına rağmen Çernobil ve Fukushima nükleer santrallerinde yaşanan kazalar bunu açıkça ortaya koymuştur. . Dünyanın yalnızca 5 MW kapasiteli ilk nükleer enerji santrali 27 Haziran 1954'te Kaluga Bölgesi'nin (şimdiki Obninsk şehri) Obninskoye köyünde açıldı. Bugün dünyada 10'u Rusya'da olmak üzere 400'ün üzerinde nükleer santral işletiliyor. Tüm küresel elektriğin yaklaşık %17'sini üretiyorlar ve bu rakamın daha da artması bekleniyor. Şu anda dünya nükleer enerji olmadan yapamaz ama gelecekte insanlığın daha güvenli bir enerji kaynağı bulacağına inanmak isterim.

Obninsk'teki bir nükleer santralin kontrol paneli.

Felaketin ardından Çernobil.

SSCB'de demokratik bir yönetim biçimi kurulmalıdır.

Vernadsky V.I.

SSCB'deki atom bombası 29 Ağustos 1949'da oluşturuldu (ilk başarılı fırlatma). Proje akademisyen Igor Vasilievich Kurchatov tarafından yönetildi. SSCB'de atom silahlarının geliştirilme dönemi 1942'den itibaren sürdü ve Kazakistan topraklarında yapılan testlerle sona erdi. Bu, ABD'nin bu tür silahlar üzerindeki tekelini kırdı çünkü 1945'ten bu yana tek nükleer güç onlardı. Makale, Sovyet nükleer bombasının ortaya çıkış tarihini anlatmaya ve bu olayların SSCB için sonuçlarını tanımlamaya ayrılmıştır.

Yaratılış tarihi

1941'de New York'taki SSCB temsilcileri, Stalin'e, Amerika Birleşik Devletleri'nde nükleer silahların geliştirilmesine yönelik bir fizikçiler toplantısı yapıldığına dair bilgi aktardı. 1930'larda Sovyet bilim adamları da atom araştırmaları üzerinde çalıştılar; bunların en ünlüsü, L. Landau liderliğindeki Kharkovlu bilim adamlarının atomu parçalamasıydı. Ancak hiçbir zaman silahlarda fiili kullanım noktasına gelinmedi. ABD'nin yanı sıra Nazi Almanyası da bu konuda çalıştı. 1941'in sonunda Amerika Birleşik Devletleri atom projesine başladı. Stalin bunu 1942'nin başında öğrendi ve SSCB'de bir atom projesi oluşturmak için bir laboratuvar kurulmasına ilişkin bir kararname imzaladı; Akademisyen I. Kurchatov onun lideri oldu.

Amerika'ya gelen Alman meslektaşlarının gizli gelişmelerinin ABD'li bilim adamlarının çalışmalarını hızlandırdığı yönünde bir görüş var. Her halükarda, 1945 yazında Potsdam Konferansı'nda, yeni ABD Başkanı G. Truman, Stalin'e yeni bir silah olan atom bombası üzerindeki çalışmaların tamamlandığını bildirdi. Dahası, Amerikalı bilim adamlarının çalışmalarını göstermek için ABD hükümeti yeni silahı savaşta test etmeye karar verdi: 6 ve 9 Ağustos'ta iki Japon şehri Hiroşima ve Nagazaki'ye bombalar atıldı. Bu, insanlığın yeni bir silah hakkında ilk kez öğrendiği zamandı. Stalin'i bilim adamlarının çalışmalarını hızlandırmaya zorlayan da bu olaydı. I. Kurchatov, Stalin tarafından çağrıldı ve süreç mümkün olduğu kadar hızlı ilerlediği sürece bilim adamının her türlü talebini yerine getireceğine söz verdi. Ayrıca Halk Komiserleri Konseyi bünyesinde Sovyet atom projesini denetleyen bir devlet komitesi oluşturuldu. L. Beria tarafından yönetildi.

Geliştirme üç merkeze taşındı:

  1. Kirov fabrikasının tasarım bürosu, özel ekipmanların oluşturulması üzerinde çalışıyor.
  2. Zenginleştirilmiş uranyumun yaratılması üzerinde çalışması beklenen Urallarda yaygın bir bitki.
  3. Plütonyumun çalışıldığı kimya ve metalurji merkezleri. Sovyet tarzı ilk nükleer bombada kullanılan da bu elementti.

1946'da ilk Sovyet birleşik nükleer merkezi oluşturuldu. Sarov şehrinde (Nizhny Novgorod bölgesi) bulunan gizli bir Arzamas-16 tesisiydi. 1947'de Çelyabinsk yakınlarındaki bir işletmede ilk nükleer reaktör kuruldu. 1948'de Kazakistan topraklarında Semipalatinsk-21 şehri yakınlarında gizli bir eğitim alanı oluşturuldu. 29 Ağustos 1949'da Sovyet atom bombası RDS-1'in ilk patlaması burada düzenlendi. Bu olay tamamen gizli tutuldu, ancak Amerikan Pasifik havacılığı, yeni bir silahın test edildiğinin kanıtı olan radyasyon seviyelerinde keskin bir artış kaydetmeyi başardı. Zaten Eylül 1949'da G. Truman, SSCB'de bir atom bombasının varlığını duyurdu. Resmi olarak SSCB bu silahların varlığını ancak 1950'de kabul etti.

Sovyet bilim adamlarının atom silahlarını başarılı bir şekilde geliştirmesinin birkaç ana sonucu tespit edilebilir:

  1. ABD'nin atom silahlarına sahip tek devlet statüsünün kaybı. Bu sadece SSCB'yi ABD ile askeri güç açısından eşitlemekle kalmadı, aynı zamanda ikincisini attıkları her askeri adımı düşünmeye zorladı, çünkü artık SSCB liderliğinin tepkisinden korkmak zorundaydılar.
  2. SSCB'de atom silahlarının varlığı, onun süper güç statüsünü güvence altına aldı.
  3. ABD ve SSCB atom silahlarının mevcudiyetini eşitledikten sonra, bunların miktarına yönelik yarış başladı. Devletler rakiplerini geride bırakmak için büyük miktarda para harcadılar. Üstelik daha da güçlü silahlar yaratma girişimleri başladı.
  4. Bu olaylar nükleer yarışın başlangıcı oldu. Birçok ülke nükleer silaha sahip ülkeler listesine eklemek ve güvenliklerini sağlamak için kaynak yatırımı yapmaya başladı.

Geçen yüzyılın 30'lu yıllarının sonunda, Avrupa'da fisyon ve bozunma yasaları çoktan keşfedildi ve hidrojen bombası kurgu kategorisinden gerçeğe dönüştü. Nükleer enerjinin gelişiminin tarihi ilginçtir ve hala ülkelerin bilimsel potansiyeli arasındaki heyecan verici bir rekabeti temsil etmektedir: Nazi Almanyası, SSCB ve ABD. Herhangi bir devletin sahip olmayı hayal ettiği en güçlü bomba, yalnızca bir silah değil, aynı zamanda güçlü bir siyasi araçtı. Cephaneliğinde bulunan ülke aslında her şeye kadir hale geldi ve kendi kurallarını dikte edebilir hale geldi.

Hidrojen bombasının, fiziksel yasalara, yani termonükleer sürece dayanan kendi yaratılış tarihi vardır. Başlangıçta yanlış bir şekilde atomik olarak adlandırıldı ve bunun sorumlusu cehaletti. Daha sonra Nobel Ödülü sahibi olan bilim adamı Bethe, yapay bir enerji kaynağı olan uranyumun fisyonu üzerinde çalıştı. Bu sefer birçok fizikçinin bilimsel faaliyetinin zirvesiydi ve aralarında bilim yasaları başlangıçta uluslararası olduğundan bilimsel sırların hiç var olmaması gerektiği yönünde bir görüş vardı.

Teorik olarak hidrojen bombası icat edilmişti ama artık tasarımcıların yardımıyla teknik biçimler alması gerekiyordu. Geriye kalan tek şey onu belirli bir kabuğa koymak ve gücünü test etmekti. İsimleri sonsuza kadar bu güçlü silahın yaratılmasıyla ilişkilendirilecek iki bilim adamı var: ABD'de Edward Teller ve SSCB'de Andrei Sakharov.

Amerika Birleşik Devletleri'nde bir fizikçi, 1942'de termonükleer problemi incelemeye başladı. O zamanlar Amerika Birleşik Devletleri Başkanı olan Harry Truman'ın emriyle, ülkenin en iyi bilim adamları bu problem üzerinde çalıştılar ve temelde yeni bir yıkım silahı yarattılar. Üstelik hükümetin emri en az bir milyon ton TNT kapasiteli bir bombaydı. Hidrojen bombası Teller tarafından yaratıldı ve Hiroşima ve Nagazaki'deki insanlığa sınırsız ama yıkıcı yeteneklerini gösterdi.

Hiroşima'ya 4,5 ton ağırlığında ve 100 kg uranyum içeren bir bomba atıldı. Bu patlama yaklaşık 12.500 ton TNT'ye karşılık geliyordu. Japonya'nın Nagazaki şehri, aynı kütleye sahip ancak 20.000 ton TNT'ye eşdeğer bir plütonyum bombasıyla yok edildi.

Geleceğin Sovyet akademisyeni A. Sakharov, araştırmasına dayanarak 1948'de RDS-6 adı altında bir hidrojen bombasının tasarımını sundu. Araştırması iki daldan oluşuyordu: İlkine "puf" (RDS-6'lar) adı verildi ve özelliği, ağır ve hafif element katmanlarıyla çevrelenmiş bir atom yüküydü. İkinci dal, plütonyum bombasının sıvı döteryum içinde bulunduğu “boru” veya (RDS-6t)'dir. Daha sonra “boru” yönünün çıkmaz sokak olduğunu kanıtlayan çok önemli bir keşif yapıldı.

Hidrojen bombasının çalışma prensibi şu şekildedir: İlk olarak, termonükleer reaksiyonun başlatıcısı olan kabuğun içinde bir HB yükü patlar ve bunun sonucunda bir nötron parlaması meydana gelir. Bu durumda, sürece, daha fazla nötronun lityum döterit ekini bombalamaya başlaması için gerekli olan yüksek sıcaklığın salınması eşlik eder ve nötronların doğrudan etkisi altında iki elemente ayrılır: trityum ve helyum . Kullanılan atom fitili, halihazırda patlatılmış olan bombada füzyonun gerçekleşmesi için gerekli bileşenleri oluşturur. Bu, hidrojen bombasının karmaşık çalışma prensibidir. Bu ön eylemden sonra doğrudan döteryum ve trityum karışımında termonükleer reaksiyon başlar. Bu sırada bombanın içindeki sıcaklık giderek artıyor ve senteze artan miktarda hidrojen katılıyor. Bu reaksiyonların zamanını izlerseniz, eylemlerinin hızı anlık olarak nitelendirilebilir.

Daha sonra bilim adamları çekirdeklerin sentezini değil, onların fisyonunu kullanmaya başladılar. Bir ton uranyumun fisyonundan 18 Mt'a eşdeğer enerji ortaya çıkıyor. Bu bombanın muazzam bir gücü var. İnsanlığın yarattığı en güçlü bomba SSCB'ye aitti. Guinness Rekorlar Kitabı'na bile girdi. Patlama dalgası 57 (yaklaşık) megaton TNT'ye eşdeğerdi. 1961 yılında Novaya Zemlya takımadaları bölgesinde havaya uçuruldu.