Введення
Атомна бомба - снаряд для отримання вибуху великої сили в результаті дуже швидкого виділення ядерної (атомної) енергії.
Визначення том 2
Перша атомна проблема.
У кінці 1938 р. А.Ф. Іоффе отримав лист від Фредеріко Кюрі: відкрито принципово новий вид ядерної реакції - під дією нейтронів ядро урану розпадається на два радіоактивних уламка. Лист бурхливо обговорювалося на інститутському семінарі.
Кожного тижня приходили нові статті, які свідчать про величезний інтерес, викликаному відкриттям нової ядерної реакції - поділ урану і торію. Інтерес межував з ажіотажем, небаченим раніше в науці. Кожного тижня відомості доповнювалися важливими експериментальними фактами. Радянських фізиків і радіохіміком надзвичайно схвилювало це відкриття. Дослідження розподілу урану нейтронами зайняли з цього моменту центральне місце в лабораторії І. В. Курчатова. Радієвий інститут на чолі з В.Г. Хлопіна розгорнув радіохімічні дослідження поділу. Нова проблема захопила І.М. Франка в Москві і А.І. Лейпунського в Харкові.
У пресі почали з'являтися міркування про умови, в яких самопідтримується ядерна реакція могла б розвиватися. Перші абсолютно грубі оцінки розмірів уранового кулі, що нагрівається за рахунок енергії реакції поділу, опублікував французький фізик Ф. Перрен. Користуючись що були тоді дуже неточними відомостями про перетині реакції поділу і числі звільнених нейтронів, Перрен прийшов до висновку, що необхідну кількість урану аж ніяк не велике - досить 7,5 тонн чистої уранової смоляної руди, щоб в урановій кулі розвивалася самопідтримується ядерна реакція. Обговорювалося також питання, з якою швидкістю буде розвиватися реакція, чи станеться вибух або можна забезпечити спокійний плин її.
Тепер ми знаємо в який жах призвели ці відкриття Сциларда, Теллера, Вігнера, Вайскопф, Фермі. Ці вчені емігрували з Європи до США, коли до влади прийшли фашисти і в Німеччині та Італії почали переслідувати найбільших діячів науки. Вони боялися, що німецькі фізики зроблять і передадуть до рук Гітлера бомбу небаченої руйнує сили.
У цей час Курчатов все більш розширював дослідження. Організував семінар, що обговорювала питання розподілу урану і торію. До роботи семінару привернув всіх Ленінградських фізиків, які цікавилися розподілом урану і пов'язаними з ним проблемами. Склав перший проект організації робіт з дослідження урану. Разом з учасниками семінару писав листи в Академію наук, намічав заходи, необхідні для отримання ланцюгової реакції.
На проведеному 15-20 листопада 1939 у Харкові черговій нараді фізико-математичного відділення АН СРСР з атомного ядра кілька доповідей було присвячено поділу урану і торію. Ігор Васильович брав активну участь у дискусії. Однак для надійного обгрунтування висновків не вистачало знання перерізів поділу на нейтронах різних енергій, поглинання та непружного розсіяння нейтронів в матеріалах, необхідних для конструкції уранового котла (пізніше він став називатися атомним реактором)
Після наради Курчатов всі сили спрямував на вирішення цих питань. Разом з вимірюванням елементарних констант він почав підготовку вирішального досвіду, який повинен був прямо відповісти на головне питання: чи відбувається розмноження нейтронів в різних композиціях урану і сповільнювача. Для всіх цих дослідів необхідний був індикатор нейтронів, що викликають розподіл урану, з чутливістю, у багато десятків разів перевершує чутливість зазвичай застосовуються індикаторів. Цю тонку експериментальну задачу Курчатов доручив своїм молодим співробітникам Флерова і Петржака.
Винахідливий у постановки дослідів Флеров і тонкий рукоділля-художник Петржак добре доповнювали один одного і, за висловом Курчатова, на спільній науковій праці «становили величину більшу ніж два» робота у них йшла на лад. Незабаром вони вже спостерігали поділ урану фотонейтронамі. Як то вже пізно вночі вони прибрали джерело нейтронів, збираючись йти додому, і здивувалися: розподіл тривало. Подзвонили Курчатову. Обговорили дивовижний результат і продовжували спостерігати. О другій годині ночі Курчатов дзвонить в лабораторію:
- Ретельно перевірте. Це не відкриття а яка то бруд.
Курчатов у своїй стихії: виявлена аномалія! На протязі декількох місяців він змушує своїх учнів змінювати умови дослідів і добувати незаперечні факти. Може бути лабораторія забруднена радіоактивністю? Ні, не один радіоактивний елемент не дає таких сильних імпульсів. Може бути поділ викликають космічні промені? Негайно досліди переносяться під землю, на глибину 40 м. На станцію «Динамо» московського метро. Ні, космічні промені тут не причому ... Коли всі сумніви були дозволені, Курчатов погодився на опублікування відкриття.
Учень не знаходить спокою.
У липні 1941 року Г.М. Флеров потрапив в ленінградське ополчення, потім був направлений до військово-повітряну академію в Йошкар-Олу. В кінці грудня 1941 після успішного наступу наших військ під Москвою, він виклопотав поїздку до Казані, куди були евакуйовані багато інститутів, для зустрічі з Курчатовим. Але Курчатов тоді ще не повернувся з півдня. Флеров виступив з доповіддю перед Іоффе, Капіцею та іншими фізиками. З грунтовною викладом дослідів, які, на його думку, необхідно терміново ставити в Казані: треба дослідити в «динамітні» ланцюгові ядерні реакції - реакції на швидких нейтронах. У доповіді він навів низку аргументів на док-во того що для створення ядерного вибуху годяться легкий ізотоп урану і протактинію. Детально розібрав ефекти, які можуть перешкодити вибуху і, вважаючи ядерний вибух реальним, перерахував найважливіші напрями досліджень.
Про це він написав Курчатову. Однак лист потрапив Ігорю Васильовичу тільки після одужання.
Поточні справи відволікали Курчатова: його знову вимагають на флот (на початку війни він проводив різні роботи з розмагнічування кораблів т тд.), Він виїжджає в Мурманськ і відповідь Флерова затримується.
«Одержимий» Флеров не відступає; виїхавши на фронт, він пише Іоффе: «Не можна залишати надії на успіх у здійсненні уранового зброї, але для цих військових цілей необхідно виділити легкий ізотоп урану.» Проїжджаючи через Воронеж, Флеров має можливість відвідати університетську бібліотеку. Переглядаючи американські журнали, він ще раз переконується, що американці не публікують відомостей з досліджень урану. Це зміцнює його рішення: відкладати більше не можна.
У травні 1942 Флеров пише до Державної ради оборони, що «треба, не гаючи часу, робити уранову бомбу». Повторює аргументи, наведені в листі Курчатову, призводить начерки плану організації робіт.
У цей час радянський уряд вже мало інформацію про те, що у Німеччини та США в умовах особливої секретності ведуться термінові роботи зі створення нового надпотужного зброї.
До Москви викликані академіки Іоффе, Вернадський, Хлопін і Капіца для обговорення отриманої інформації та визначення перспектив розвитку відповідних робіт у СРСР. Хто з учених міг би очолити наукове керівництво над роботами? З усіх запрошених ніхто атомного ядра не досліджував, але кращі ядерні лабораторії СРСР були в інституті керованому Іоффе. Коли звернулися за порадою до нього, він без вагань назвав Курчатова.
Курчатов був негайно викликаний до Москви. Через три дні, отримавши завдання очолити роботи по створенню уранової бомби, він повернувся до Казані схвильований і мовчазний.
Час сумнівів скоро пройшло. Не всім, правда, було до душі, коли Курчатов почав міцно брати справу в свої руки. Але він не знав відступів.
Проблеми йдуть, проблеми
повертаються.
В кінці 1942 Держком оборони знайшов у країні сили, щоб підготувати і розвинути наступ під Сталінградом і одночасно почати наступ на атомному фронті. Курчатов був призначений науковим керівником уранової проблеми, і отримав завдання почати роботи в Москві. Звістка про призначення Курчатова до літа 43г. облетіла не тільки всі фізичні але і багато заводські лабораторії.
Фізики передавали один одному хвилюючу новину: «Курчатов створює Урановий інститут!»
Незабаром число фізиків, які працюють з Курчатовим, сягає двох десятків. Проте не всі вірять в успіх розпочатих робіт. Є такі, що сумніваються, є і злі язики, віщують безнадійність розпочатого великої справи. До Курчатова доходять всі ці чутки. Але він не полемізує: він зайнятий справою. Робота починається відразу. Президія Академії наук дозволяє розмістити лабораторії в Пижевском провулку в будівлі сейсмологічного інституту. Тут організовано штаб майбутнього інституту обговорюються головні завдання, проводяться семінари, де найбільше сперечаються Флеров, Зельдович, Померанчук, Харитон. У роботу включається Козодаев. Незабаром Джелепов і Неменш приймаються за проект нового циклотрону і розміщують на заводах Москви замовлення на виготовлення його вузлів.
Але вже не вистачає місця. Курчатов займає незайняті приміщення в будівлі інституту загальної неорганічної хімії на Великій Калузької.
На калузької вперше біля дверей лабораторії фізиків, зайнятих атомним ядром з'являється озброєна охорона.
У червні 1943 наші війська в запеклих боях на Курській дузі завдали нищівного удару гітлерівської армії, і погнали її до Дніпра, звільнили Харків.
Синельников одразу ж їде туди, в напівзруйновані німцями лабораторії і, погодивши план дій з Курчатовим, намічає шляхи і терміни їх відновлення. Лабораторію Синельникова назвали Лабораторія № 1.
Сам Курчатов, заручившись підтримкою Державного комітету оборони, в цей час шукає місце для нового інституту.
Він зупиняє свій вибір на недобудованому триповерховому цегляному будинку за Окружною залізницею на краю неосяжного картопляного поля, в кілометрі від Москви річки.
Тут на краю колишнього Ходинському поля, почала будуватися Лабораторія № 2 О.н. СРСР, яка зіграла величезну роль у вирішенні атомної проблеми. Пізніше вона перетворилася в Інститут атомної енергії.
Вісті з-за океану
У середині 45г. надійшло повідомлення про вибух страшенної сили на полігоні в Аламогордо США. Курчатов з товаришами зустріли це повідомлення зі змішаним почуттям досади, задоволення і настороженості. Досади - тому, що американці зробили це раніше. Задоволення - тому, що можливість вибуховий самопідтримуваної ядерної реакції тепер доведена і зусилля вчених призведуть до заданої мети. Настороженості - тому, що Америка нічого не повідомила про свої подальші наміри щодо цього видатного досягнення науки і техніки.
Не встигли утвердиться надії на міцний мир і торжество розуму, як усього лише через двадцять днів після Аламогордо пролунали вибухи в Хіросімі і потім в Нагасакі, луною відгукнувся на дипломатичних зустрічах.
Сталін сказав тоді (17 вересня 46 р.) відповідаючи на запитання кореспондента: «... атомні бомби призначені для залякування людей зі слабкими нервами, але вони не можуть вирішувати долі війни ...» Але мабуть він вже тоді думав по іншому.
Урановий котел
Співробітники довоєнної лабораторії Курчатова та інші фізики старшого покоління розкидані по різних інститутах і містам. Сил мало, а до мети треба прийти якомога швидше.
Курчатов сам веде ті роботи, які на його думку швидше призведуть до створення атомної бомби.
На першому етапі необхідні металевий уран і чистісінький графіт в небачених раніше кол-вах. Але точно вказати, скільки їх буде потрібно, Курчатов ще не може, і він розробляє ясну, детально продуману прог-му досліджень.
Кілька місяців триває напружена робота і ось 24 грудня 1946 стало ясно, що ланцюгова реакція піде.
На початку реакція наростала повільно, час подвоєння інтенсивності її становило десятки хвилин. Коли регулюючі стрижні підняли вище, час подвоєння скоротилося до 120 секунд і лічильники «захлинулися». Курчатов оцінив потужність.
- Ось вони, перші 100 ват від ланцюгової реакції поділу! Збільшити потужність реакції не вистачило духу.
Вночі Курчатов і його помічників опустили стрижні, погасивши першу в Європі ланцюгову реакцію поділу урану.
Мета близька
Наближався завершальний етап. Пального накопичено достатньо, св-ва його атомних ядер вивчені. Грунтуючись на розрахунках фізиків і математиків конструктори створили моделі зброї.
Але перш ніж провести вирішальне випробування на полігоні, Курчатов залучив найкращих фізиків-експериментаторів до ретельної перевірки того, як буде розвиватися ланцюгова реакція у створеній конструкції. Досвід йшов за досвідом з найбільшими пересторогами, що б не випустити реакцію з-під контролю, але в той же час що б якомога ближче підійти до умов, які будуть спостерігатися при вибуху. Сумнівів більше немає! Все зроблено правильно. Курчатова стежки виконати вирішальний експеримент - провести перший вибух.
Настав самий напружений момент. Відповідальність за випробування уряд покладає на Курчатова. У період підготовки проведення вибуху йому підкоряються всі учасники випробувань: і військові частини і цивільні особи. Треба зробити все, що б вибух вийшов очікуваної великої потужності. Але є невелика вірогідність, що він не вдасться чи буде меншої сили. Якщо перше випробування зірветься всі будуть пригнічені, нерви не витримають напруги, що б добре підготувати друге випробування. Тому Курчатов квапить із виготовлення другого примірника бомби.
Остаточне складання бомби ведеться під неослабленим спостереженням Курчатова і Завенягіна. Нарешті її піднімають на металеву вежу де вона буде підірвана.
Вибух
Випробування на світанку 29 серпня 1949 пройшло успішно в присутності Верховного командування СА, керівників Партії і Уряду.
Фізики, творці бомби, побачивши сліпуче світло, яскравіше, ніж в самий яскравий сонячний день і грибообразную хмара, яка йде у стратосферу, з полегшенням зітхнули. Свої зобов'язання вони виконали.
Список використаної літератури
Вікіпедія. Том 2, 4, 21.
І. М. Головін «І.В. Курчатов »Москва Атоміздат 1973Є.І. Парнов «Проблема 92» Москва «Молода Гвардія» 1973 р.