У Радянському Союзі вже з 1918 року проводилися дослідження з ядерної фізики, які підготували випробування першої атомної бомби в СРСР. В Ленінграді, в Радієвому інституті, в 1937 році був запущений циклотрон, перший в Європі. “В якому році було перше випробування атомної бомби в СРСР?” – запитаєте ви. Відповідь ви дізнаєтеся зовсім скоро.
У 1938 році, 25 листопада, постановою Академії наук була створена комісія з атомного ядра. До складу її увійшли Сергій Вавілов, Абрам Аліханов, Абрам Іофе, Ігор Курчатов та інші. До них приєдналися через два роки Ісай Гуревич і Віталій Хлопин. Ядерні дослідження до того часу проводилися вже більш ніж в 10 наукових інститутах. При АН СРСР в тому ж році була організована Комісія з важкої воді, яка стала називатися пізніше Комісією з ізотопів. Прочитавши цю статтю, ви дізнаєтеся, як здійснювалася подальша підготовка і випробування першої атомної бомби в СРСР.
Будівництво циклотрона у Ленінграді, виявлення нових уранових руд
У 1939 році, у вересні, в Ленінграді почалося будівництво циклотрона. В 1940 році, в квітні, вирішено було створити дослідну установку, яка виробляла б у рік 15 кг важкої води. Проте через що почалася в той час війни ці плани не були реалізовані. У травні того ж року Ю. Харитон, Я. Зельдовіч, Н. Семенов запропонували свою теорію розвитку в урані ланцюгової ядерної реакції. Тоді ж були початі роботи по виявленню нових руд урану. Це були перші кроки, які забезпечили кілька років потому створення та випробування атомної бомби в СРСР.
Подання фізиків про майбутньої атомної бомби
Багато фізики в період з кінця 30-х по початок 40-х років вже мали приблизне уявлення про те, як вона буде виглядати. Ідея полягала в тому, щоб зосередити досить швидко в одному місці деяку кількість (більше критичної маси) подільного під впливом нейтронів матеріалу. В ньому повинно розпочатися після цього лавиноподібне наростання кількості розпадів атомів. Тобто це буде ланцюгова реакція, в результаті якої виділиться величезний заряд енергії і станеться потужний вибух.
Проблеми, з якими довелося зіткнутися при створенні атомної бомби
Перша проблема полягала в тому, щоб отримати делящееся речовина в достатньому обсязі. У природі єдина речовина, яку можна було знайти, – це ізотоп урану з масовим числом 235 (тобто сумарною кількістю нейтронів і протонів в ядрі), інакше – уран-235. Вміст даного ізотопу в природному урані – не більше 0,71 % (урану-238 – 99,2 %). Більш того, вміст у руді природного речовини становить у кращому разі 1 %. Тому досить складним завданням було виділення урану-235.
Як незабаром з’ясувалося, альтернативою урану є плутоній-239. Він майже не зустрічається у природі (його менше в 100 разів, ніж урану-235). У прийнятною концентрації його можна отримати в ядерних реакторах, якщо опромінити уран-238 нейтронами. Будівля реактора для цього представляла також значні труднощі.
Третьою проблемою виявилося те, що зібрати необхідну кількість ділиться речовини в одному місці було непросто. У процесі зближення подкритичных частин, навіть дуже швидкого, в них починають протікати реакції ділення. Енергія, що виділяється при цьому, може не дозволити основної частини атомів брати участь у процесі поділу. Не встигнувши прореагувати, вони розлетяться.
Винахід Ст. Маслова і Ст. Шпінеля
Ст. Маслов і Ст. Шпінель з фізико-технічного інституту Харкова в 1940 році подали заявку на винахід боєприпасу, заснованого на використанні ланцюгової реакції, запускає самовільне ділення урану-235, його закритичній маси, яка складається з декількох докритических, розділених вибуховою речовиною, непроникним для нейтронів і яких знищували за допомогою підриву. Великі сумніви викликає працездатність такого заряду, але тим не менш свідоцтво на даний винахід все ж було отримано. Однак відбулося це лише в 1946 році.
Гарматна схема американців
Для перших бомб американці припускали використовувати гарматну схему, в якій використовувався реально гарматний ствол. З його допомогою одна частина подільного матеріалу (підкритична) выстреливалась в іншу. Але незабаром виявилося, що така схема для плутонію не підходить із-за того, що швидкість зближення є недостатньою.
Будівництво циклотрона у Москві
У 1941 році, 15 квітня, РНК ухвалив рішення про початок будівництва потужного циклотрона у Москві. Однак після того, як почалася Велика Вітчизняна війна, були припинені майже всі роботи у сфері ядерної фізики, покликані наблизити 1 випробування атомної бомби в СРСР. На фронті виявилися багато фізики-ядерники. Інші були переорієнтовані на більш нагальні, як тоді здавалося, сфери.
Збір інформації про ядерну проблему
Збором інформації щодо ядерної проблеми з 1939 року займалися 1-е Управління НКВС і ГРУ РСЧА. В 1940 році, в жовтні, від Д. Кэрнкросса надійшло перше повідомлення, в якому йшлося про плани створення атомної бомби. Дане питання було розглянуто в Британському комітеті з питань науки, в якому працював Кернкросс. У 1941 році, влітку, був затверджений проект створення бомби, який називався “Тьюб эллойз”. Англія до початку війни була одним зі світових лідерів в ядерних розробках. Така ситуація склалася багато в чому завдяки допомозі німецьких вчених, які бігли в цю країну з приходом Гітлера до влади.
К. Фукс, член КПГ, був одним з них. Він вирушив восени 1941 року в радянське посольство, де повідомив про те, що володіє важливою інформацією про потужну зброю, створеному в Англії. С. Крамер і Р. Кучинська (радистка Соня) були виділені для зв’язку з ним. Перші радіограми, надіслані до Москви, містили інформацію про спеціальному методі поділу ізотопів урану, газодиффузионном, а також про будуються для даної мети заводі в Уельсі. Після шести передач перервався зв’язок з Фуксом.
Випробування атомної бомби в СРСР, дата якого сьогодні широко відома, підготували та інші розвідники. Так, радянський розвідник у Сполучених Штатах Семенов (Твен) наприкінці 1943 року повідомив, що Е. Фермі в Чикаго вдалося здійснити першу ланцюгову реакцію. Джерелом даної інформації був фізик Понтекорво. По лінії зовнішньої розвідки в цей же час надійшли з Англії закриті праці вчених Заходу, що стосуються атомної енергії, датовані 1940-1942 роками. Інформація, що міститься в них, підтверджувала, що великий прогрес був досягнутий у створенні атомної бомби.
Дружина Коненкова (на фото нижче), відомого скульптора, працювала разом з іншими на розвідку. Вона зблизилася з Ейнштейном і Оппенгеймером, найбільшими фізиками, і довгий час надавала вплив на них. Л. Зарубіна, інший резидент США, входила в коло людей Оппенгеймера і Л. Сциларда. З допомогою цих жінок СРСР вдалося впровадити агентів в Лос-Аламос, Ок-Рідж, а також Чиказьку лабораторію – найбільші центри ядерних досліджень в Америці. Інформацію по атомній бомбі в США передавали радянській розвідці у 1944 році подружжя Розенберги, Д. Грингласс, Б. Понтекорво, С. Саке, Т. Хол, К. Фукс.
У 1944 році, на початку лютого, Л. Берія, нарком НКВС, провів засідання керівників розвідки. На ньому було прийнято рішення щодо координації збору інформації, що стосується атомної проблеми, яка надходила по лінії ГРУ червоної АРМІЇ та НКВС. Для цього був створений відділ “З”. У 1945 році, 27 вересня, він був організований. П. Судоплатов, комісар ГБ, очолив цей відділ.
Фукс передав у січні 1945 року опис конструкції атомної бомби. Розвідкою в числі іншого, були отримані також матеріали з розділення ізотопів урану електромагнітним способом, дані про роботу перших реакторів, інструкції з виробництва плутонієвої та уранової бомби, дані про розміри критичної маси плутонію і урану, про конструкції вибухових лінз, про плутонии-240, послідовності і часу операцій по збірці і виробництва бомби. Відомості стосувалися також способу приведення бомбового ініціатора в дію, будівництва спеціальних заводів для розділення ізотопів. Були отримані і щоденникові записи, в яких містилася інформація про перший випробувальний вибух бомби в США в липні 1945 року.
Надходили по цих каналах відомості прискорили і полегшили завдання, поставлене перед радянськими вченими. Фахівці Заходу вважали, що в СРСР бомба може бути створена лише в 1954-1955 роках. Однак вони помилилися. Перше випробування атомної бомби в СРСР відбулося в 1949 році, в серпні.
Нові етапи створення атомної бомби
У 1942 році, В квітні, М. Первухін, нарком хімічної промисловості, був ознайомлений з розпорядженням Сталіна з матеріалами, що стосуються роботи над атомною бомбою, проведеної за кордоном. Для оцінки викладених в доповіді дані Первухін запропонував створити групу фахівців. До неї увійшли, за рекомендацією Іоффе, молоді вчені Кікоїн, Аліханов і Курчатов.
У 1942 році, 27 листопада, вийшла постанова “Про видобуток урану” ДКО. Воно передбачало створення особливого інституту, а також початок робіт по переробці і видобутку сировини, геологорозвідці. Все це передбачалося здійснити для того, щоб якомога швидше відбулося випробування першої атомної бомби в СРСР. Рік 1943-й був ознаменований тим, що НКЦМ приступив до видобутку і переробки уранової руди в Таджикистані, на Табаршском руднику. План становив 4 т в рік уранових солей.
Мобілізовані раніше вчені в цей час були відкликані з фронту. В цьому ж 1943 року, 11 лютого, була організована лабораторія № 2 Академії наук. Її начальником був призначений Курчатов. Вона повинна була координувати роботи зі створення атомної бомби.
Радянською розвідкою в 1944 році був отриманий довідник, у якому містилися цінні відомості про наявність уран-графітових реакторів та визначенні параметрів реактора. Однак потрібного для завантаження навіть невеликого дослідного ядерного реактора урану тоді ще не було в нашій країні. У 1944 році, 28 вересня, уряд СРСР зобов’язав НКЦМ здавати уранові солі і уран в державний фонд. На лабораторію № 2 було покладено завдання їх зберігання.
Роботи, проведені в Болгарії
Велика група фахівців, керував якими В. Кравченко, начальник 4-го спецвідділу НКВС у 1944 році, в листопаді, виїхала для вивчення результатів геологорозвідки в звільнену Болгарію. У цьому ж році, 8 грудня, ДКО ухвалив передати переробку та видобуток уранових руд з НКМЦ 9-му Управлінню ГУ ГМП НКВС. У 1945 році, в березні, начальником гірничо-металургійного відділу 9-го Управління був призначений С. Єгоров. Тоді ж, у січні, організується НДІ-9 для вивчення родовищ урану, вирішення завдань отримання металевого плутонію та урану, переробки сировини. З Болгарії до того часу надходило в тиждень близько півтора тонн уранової руди.
Будівництво дифузійного заводу
З 1945 року, з березня, після надходження з США по каналах НКДБ інформації про схемі бомби, побудованої на принципі імплозії (тобто стиснення подільного матеріалу шляхом вибуху звичайної вибухової речовини), були розпочаті роботи над схемою, яка мала значні переваги перед гарматної. У квітні 1945 року Ст. Маханев написав записку Берії. В ній говорилося про те, що в 1947 році передбачається пустити для отримання урану-235 дифузійний завод, розташований при лабораторії № 2. Продуктивність цього заводу повинна була скласти приблизно 25 кг урану в рік. Цього повинно бути достатньо для двох бомб. Для американської насправді знадобилося 65 кг урану-235.
Залучення до досліджень німецьких учених
5 травня 1945 року під час боїв за Берлін було виявлено майно, що належало Фізичній інституту Товариства кайзера Вільгельма. До Німеччини 9 травня була направлена спеціальна комісія, очолювана А. Завенягиным. Її завдання було знайти вчених, які працювали там над атомною бомбою, зібрати матеріали по уранової проблеми. Разом з сім’ями в СРСР була вивезена значна група німецьких учених. В їх число входили Нобелівські лауреати Н. Ріль і Р. Герц, професора Гайб, М. фон Ардені, П. Тіссен, Р. Позі, М. Фольмер, Р. Деппель та інші.
Створення атомної бомби затримується
Для напрацювання плутонію-239 потрібно було побудувати ядерний реактор. Навіть для експериментального знадобилося близько 36 т металевого урану, 500 т графіту і 9 т двоокису урану. До серпня 1943 року була вирішена проблема графіту. Його випуск налагодили в травні 1944 року на Московському електродному заводі. Проте потрібної кількості урану в країні не було до кінця 1945 року.
Сталін хотів, щоб як можна швидше відбулося випробування першої атомної бомби в СРСР. Роком, до якого воно повинно було здійснитися, спочатку був 1948-й (до весни). Однак до цього часу не було навіть матеріалів для її виробництва. Новий термін був призначений 8 лютого 1945 року постановою уряду. Створення атомної бомби перенесли до 1 березня 1949 року.
Завершальні етапи, які підготували випробування першої атомної бомби в СРСР
Подія, до якої прагнули так довго, відбулося дещо пізніше повторно наміченого терміну. Перше випробування атомної бомби в СРСР відбулося в році 1949-му, як і планувалося, однак не у березні, а у серпні.
У 1948 році, 19 червня, був запущений перший промисловий реактор (“А”). Для виділення з ядерного палива напрацьованого плутонію був побудований завод “Б”. Уранові блоки, опромінені, розчиняли і відокремлювали хімічними методами плутоній від урану. Потім розчин додатково очищали від продуктів ділення для того, щоб знизити його радіаційну активність. На заводі “У” у квітні 1949 року почали виготовляти деталі бомби з плутонію, застосувавши технологію НДІ-9. Перший дослідний реактор, що працює на важкій воді, був запущений в цей же час. З численними аваріями йшло освоєння виробництва. При усуненні їх наслідків спостерігалися випадки переопромінення персоналу. Однак у той час не звертали уваги на такі дрібниці. Найважливіше було здійснити перше випробування атомної бомби в СРСР (дата його – 1949 рік, 29 серпня).
У липні був готовий комплект деталей заряду. На комбінат для проведення фізичних вимірювань виїхала група фізиків, керував якою Флеров. Група теоретиків, очолювана Зельдовичем, була направлена для обробки результатів вимірювань, а також розрахунку імовірності неповного розриву і значень ККД.
Таким чином, перше випробування атомної бомби в СРСР було вироблено в 1949 році-м. 5 серпня комісією був прийнятий заряд плутонію і відправлений в КБ-11 літерним поїздом. Тут були до цього часу майже завершені необхідні роботи. Контрольна збірка заряду була проведена в КБ-11 в ніч з 10 на 11 серпня. Пристрій після цього було демонтовано, а його деталі упаковані для відправлення на полігон. Як вже згадувалося, перше випробування атомної бомби в СРСР відбулося 29 серпня. Радянська бомба, таким чином, була створена за 2 роки і 8 місяців.
Випробування першої атомної бомби
В СРСР в 1949 році, 29 серпня, було проведено випробування ядерного заряду на Семипалатинському полігоні. На вишці знаходився пристрій. Потужність вибуху склала 22 кт. Конструкція використаного заряду повторювала “Товстуни” з США, а електронна начинка була розроблена радянськими вченими. Багатошарову конструкцію представляв собою атомний заряд. У ній за допомогою стиснення сферичної збіжної детонаційною хвилею здійснювався переклад плутонію в критичний стан.
Деякі особливості першої атомної бомби
5 кг плутонію розміщувалося в центрі заряду. Речовину було встановлено у вигляді двох півсфер, оточених оболонкою з урану-238. Вона служила для стримування ядра, роздмухуванню під час ланцюгової реакції, для того щоб встигла відреагувати як можна більша частина плутонію. До того ж вона використовувалася в якості відбивача, а також сповільнювача нейтронів. Тампер оточувала оболонка зроблена з алюмінію. Вона служила для рівномірного стиску ударною хвилею ядерного заряду.
Установка вузла, який містив подільний матеріал, в цілях безпеки здійснювалася відразу перед застосуванням заряду. Для цього було особливе наскрізне конічний отвір, що закривається пробкою з вибухової речовини. А у внутрішніх і зовнішньому корпусах перебували отвори, які закривалися кришками. Розщеплення ядер приблизно 1 кг плутонію була обумовлена потужність вибуху. Решта 4 кг прореагувати не встигли і розпорошилися марно, коли було здійснено перше випробування атомної бомби в СРСР, дата якого вам тепер відома. Безліч нових ідей щодо вдосконалення зарядів виникло в ході реалізації даної програми. Вони стосувалися, зокрема, підвищення коефіцієнта використання матеріалу, а також зниження ваги і габаритів. Порівняно з першими нові зразки стали компактніше, могутніше і витонченіше.
Отже, перше випробування атомної бомби в СРСР відбулося в 1949 році, 29 серпня. Воно послужило початком подальших розробок у цій сфері, які тривають і донині. Випробування атомної бомби в СРСР (1949 рік) стало важливою подією в історії нашої країни, поклавши початок її статусу ядерної держави.
У 1953 році на тому ж Семипалатинському полігоні відбулося перше в історії Росії випробування водневої бомби. Потужність її становила вже 400 кт. Порівняйте перші випробування в СРСР атомної бомби і водневої бомби: потужність 22 кт і 400 кт. Однак це був лише початок.
14 вересня 1954 року на Тоцькому полігоні здійснені перші військові навчання, в ході яких була застосована атомна бомба. Вони отримали назву “операція «Сніжок»”. Випробування атомної бомби в 1954 р. в СРСР, за інформацією, розсекреченої в 1993 році, було здійснено у тому числі з метою з’ясувати, як радіація впливає на людину. Учасники цього експерименту дали підписку про те, що вони не будуть розголошувати інформацію про опроміненні протягом 25 років.
