Для многих ученых, участвующих в Манхэттенском проекте, гонка за созданием атомной бомбы была мрачной битвой между жизнью и смертью. Нельзя было отрицать разрушительную силу технологии или ее неизбежные потери среди гражданского населения. После взрывов в Хиросиме и Нагасаки, которые произошли 70 лет назад на этой неделе, научный руководитель Дж. Роберт Оппенгеймер, как известно, вспомнил свои чувства, услышав эту новость, цитируя текст из индуистского текста: «Теперь я стал Смертью, разрушителем миров. "
Связанный контент
- Причудливая история провального «супергана» Саддама Хусейна
- 390-летнее дерево, пережившее бомбардировку Хиросимы
- Плутоний из ядерных испытаний задерживается в атмосфере
Но во власти Второй мировой войны, когда немецкие ученые украдкой работали над той же технологией, Оппенгеймер и другие физики в США остро сосредоточились на задаче создания первого в мире ядерного оружия. И в тайных границах Лос-Аламосской национальной лаборатории между двумя группами разгорелась внутренняя битва с противоположными идеями о том, как доставить смертоносный груз.
В конечном счете, два типа бомб с использованием различных радиоактивных материалов упали на Японию всего за несколько дней под кодовым названием «Маленький мальчик» и «Толстяк». Но если бы ученые преуспели в своих первых попытках, обе бомбы можно было бы назвать Тонким Человеком.
Ядро атома - это более изменчивое место, чем вы можете себе представить. В его сердце атом содержит смесь частиц, называемых протонами и нейтронами, которые объединяются, чтобы дать атому его массу и его уникальную элементную индивидуальность. В то время как все атомы данного химического элемента имеют одинаковое количество протонов, число нейтронов может варьироваться, приводя к изотопам различной массы. Но, как переполненный плот, некоторые изотопы колеблются на грани стабильности и склонны к самопроизвольному выбрасыванию избыточной энергии и частиц в виде излучения. Со временем радиоактивные изотопы естественным образом распадаются в более стабильные конфигурации и даже в новые элементы в довольно предсказуемой цепочке событий.
Использование атома для создания взрыва не казалось реалистичным до 1939 года, когда ученым в Берлине удалось сознательно разделить атом урана на более легкие элементы. При правильном использовании этот процесс ядерного деления может выделять огромное количество энергии - согласно первоначальным сообщениям The New York Times, бомба, сброшенная на Хиросиму, взорвалась с силой в 20 000 тонн тротила, хотя с тех пор эта оценка была понижена до 15 000 тонн.
В письме 1939 года президенту США Франклину Рузвельту Альберт Эйнштейн предупредил об эксперименте с делением и попытках нацистов создать оружие. Вскоре после этого ученые показали, сколько урана понадобится для достижения критической массы и взрыва бомбы деления, и доказали, что они также могут использовать плутоний для выполнения этой задачи. К 1941 году к гонке присоединился Манхэттенский проект по созданию работающей атомной бомбы.
Сначала Оппенгеймер поверил в дизайн под кодовым названием «Тонкий человек» - длинную, тощую бомбу, похожую на пистолет. Он будет стрелять из радиоактивного материала по цели, сделанной из того же материала, так что объединенные силы сжатия и увеличенная масса вызовут цепную реакцию, которая приведет к взрыву деления. В качестве живой изгороди другая группа исследовала взрывную бомбу, которая сжимала бы докритическую массу материала в ядре, окруженном взрывчаткой. Когда заряды сработали, шарик материала сжимался бы от размера грейпфрута до размера теннисного мяча, достигая критической массы и взрывая бомбу.
Бомбардировщик Boeing B-29 Superfortress перекатывается назад по яме с бомбой для погрузки на Тиниане на Марианских островах. (Предоставлено Фондом атомного наследия) 
Бомба "Маленький мальчик" опирается на гидравлический подъемник. (Предоставлено Фондом атомного наследия) 
Бомба Толстяка проверяется на транспортной тележке. (Предоставлено Фондом атомного наследия) 
Бомбу Little Boy готовят для загрузки в бомбардировщик B-29 Enola Gay . (Предоставлено Фондом атомного наследия) 
Взрывное ядро бомбы Толстяка готово для размещения внутри корпуса. (Предоставлено Фондом атомного наследия) 
Гидравлический лифт поднимает бомбу Little Boy в бухту самолета. (Предоставлено Фондом атомного наследия) 
Толстяк поднимается на лифте над ямой с бомбой перед загрузкой в B-29 Bockscar . (Предоставлено Фондом атомного наследия) 
Маленький мальчик бомба в бухте Enola Gay . (Предоставлено Фондом атомного наследия) 
Энол Гей- оружейник Дик Парсонс был одним из нескольких человек, подписавших свои имена на хвостовой части бомбы Толстяка. (Предоставлено Фондом атомного наследия) Конструкция взрыва была элегантной, но физика была менее уверенной, поэтому модель оружия взяла на себя приоритет. Однако примерно через четыре месяца ученые проекта поняли, что Тонкий Человек не собирается работать с желаемым источником топлива, радиоактивным изотопом плутоний-139. Площадка Хэнфорд в юго-восточном штате Вашингтон была построена в 1943 году с явной целью откачивания оружейного плутония, и оказалось, что материал из его реакторов имел роковой недостаток.
«Из-за высокого риска предварительной детонации пришлось отказаться от конструкции« Тонкий человек »из плутония, - говорит Бартон Хакер, историк военных технологий в Национальном музее американской истории Смитсоновского института. Это не так страшно, как кажется - это просто означает, что штепсельная вилка и цель потеряют свою разрушительную силу, прежде чем бомба действительно взорвется. «Доступный плутоний испускал слишком много нейтронов, вызывая ядерную реакцию, прежде чем критическая масса могла быть достигнута, что привело к тому, что физики назвали провалом».
Эмиссия нейтронов из урана была достаточно низкой, чтобы позволить пистолетного типа достичь критической массы, но запас был сильно ограничен. «Плутоний может быть произведен быстрее, чем оружейный уран», - говорит Хакер. «Конструкция пистолета, безусловно, сработала, но урана было недостаточно для более чем одного в 1945 году».
Бомба «Маленький мальчик», упавшая на Хиросиму 6 августа 1945 года, была потомством «Тонкого человека», более короткой бомбы пушечного типа, несущей урановый груз. Между тем, бомба, сброшенная на Нагасаки 9 августа, была взрывным устройством, Толстяком на плутонии. По современным оценкам, его конструкция была примерно в десять раз эффективнее и создавала большую взрывную силу, равную примерно 21 000 тонн тротила. Хотя бомба «Маленький мальчик» была менее эффективной и менее мощной, она уничтожила большую часть территории вокруг Хиросимы, потому что холмистая местность вокруг Нагасаки ограничивала радиус взрыва Толстяка. Тем не менее, после бомбардировок, взрыв стал основным проектом ядерного оружия в эпоху холодной войны.
«Насколько мне известно, единственной конструкцией типа пистолета, когда-либо взорвавшейся после Хиросимы, была одна из ядерных артиллерийских снарядов, испытанных в Неваде в 1953 году, - говорит Хакер. «Все остальные были имплозивными конструкциями. Конструкции пушечного типа были надежными, но неэффективными, с использованием большего количества ядерного материала для тех же результатов, что и для имплозивных устройств. Они оставались на складе как артиллерийские снаряды, но другие не были взорваны».
