قال الفيزيائي الأمريكي إيسيدور إسحاق رابي ذات مرة: "أنا لست أبسط شخص". "ولكن بالمقارنة مع أوبنهايمر ، أنا بسيط جدًا جدًا." كان روبرت أوبنهايمر أحد الشخصيات المركزية في القرن العشرين ، والذي استوعب "تعقيده" التناقضات السياسية والأخلاقية في البلاد.

خلال الحرب العالمية الثانية ، قاد الفيزيائي اللامع أجوليوس روبرت أوبنهايمر تطوير العلماء النوويين الأمريكيين لصنع أول قنبلة ذرية في تاريخ البشرية. عاش العالم حياة منعزلة ومنعزلة ، مما أثار شبهات بالخيانة.

الأسلحة الذرية هي نتيجة جميع التطورات السابقة في العلوم والتكنولوجيا. تم إجراء الاكتشافات التي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بحدوثها في نهاية القرن التاسع عشر. لعبت دراسات أ.بيكريل وبيير كوري وماري سكلودوفسكا-كوري وإي رذرفورد وآخرين دورًا كبيرًا في الكشف عن أسرار الذرة.

في أوائل عام 1939 ، خلص الفيزيائي الفرنسي جوليو كوري إلى أن التفاعل المتسلسل ممكن أن يؤدي إلى انفجار القوة التدميرية الوحشية وأن اليورانيوم يمكن أن يصبح مصدرًا للطاقة ، مثل المتفجرات العادية. كان هذا الاستنتاج هو الدافع لتطوير الأسلحة النووية.

كانت أوروبا في عشية الحرب العالمية الثانية ، وقد دفعت احتمالية امتلاك مثل هذا السلاح القوي الدوائر العسكرية لإنشائه في أسرع وقت ممكن ، لكن مشكلة توفر كمية كبيرة من خام اليورانيوم لإجراء أبحاث على نطاق واسع كانت مشكلة. الفرامل. عمل علماء الفيزياء في ألمانيا وإنجلترا والولايات المتحدة واليابان على إنشاء أسلحة ذرية ، مدركين أنه من المستحيل العمل بدون كمية كافية من خام اليورانيوم ، اشترت الولايات المتحدة في سبتمبر 1940 كمية كبيرة من الخام المطلوب بموجب وثائق مزورة من بلجيكا ، مما سمح لهم بالعمل على إنشاء أسلحة نووية على قدم وساق.

من عام 1939 إلى عام 1945 ، تم إنفاق أكثر من ملياري دولار على مشروع مانهاتن. تم بناء مصفاة ضخمة لليورانيوم في أوك ريدج بولاية تينيسي. إتش. اقترح أوري وإرنست أو.لورنس (مخترع السيكلوترون) طريقة تنقية تعتمد على مبدأ الانتشار الغازي متبوعًا بالفصل المغناطيسي بين نظيرين. قام جهاز طرد مركزي بفصل اليورانيوم الخفيف 235-اليورانيوم الثقيل 238.

على أراضي الولايات المتحدة ، في لوس ألاموس ، في الصحراء الممتدة لولاية نيو مكسيكو ، في عام 1942 ، تم إنشاء مركز نووي أمريكي. عمل العديد من العلماء في المشروع ، لكن أهمهم كان روبرت أوبنهايمر. تحت قيادته ، تم جمع أفضل العقول في ذلك الوقت ليس فقط من الولايات المتحدة الأمريكية وإنجلترا ، ولكن من جميع أنحاء أوروبا الغربية تقريبًا. عمل فريق ضخم على صنع أسلحة نووية ، بما في ذلك 12 فائزًا بجائزة نوبل. ولم يتوقف العمل في لوس ألاموس حيث يقع المختبر لمدة دقيقة. في غضون ذلك ، كانت الحرب العالمية الثانية في أوروبا مستمرة ، ونفذت ألمانيا قصفًا جماعيًا لمدن إنجلترا ، مما عرض المشروع النووي الإنجليزي "Tub Alloys" للخطر ، ونقلت إنجلترا طواعية تطوراتها وكبار علماء المشروع إلى الولايات المتحدة الأمريكية ، مما سمح للولايات المتحدة الأمريكية بأخذ مكانة رائدة في التنمية فيزياء نووية(صنع أسلحة نووية).

"أبو القنبلة الذرية" ، كان في نفس الوقت من أشد المعارضين للسياسة النووية الأمريكية. يحمل لقب أحد أبرز الفيزيائيين في عصره ، ودرس بسرور تصوف الكتب الهندية القديمة. كونه شيوعيًا ورحالة ووطنيًا أمريكيًا مخلصًا ، وشخصًا روحيًا للغاية ، كان مع ذلك على استعداد لخيانة أصدقائه من أجل الدفاع عن نفسه ضد هجمات مناهضي الشيوعية. العالم الذي وضع خطة لإحداث أكبر قدر من الضرر لهيروشيما وناغازاكي لعن نفسه "لدماء بريئة ملطخة يديه".

الكتابة عن هذا الرجل المثير للجدل ليست مهمة سهلة ، لكنها مهمة مثيرة للاهتمام ، وقد تميز القرن العشرين بعدد من الكتب عنه. ومع ذلك ، فإن الحياة الغنية للعالم لا تزال تجذب كتاب السيرة الذاتية.

ولد أوبنهايمر في نيويورك عام 1903 لأبوين يهوديين أثرياء ومتعلمين. نشأ أوبنهايمر في حب الرسم والموسيقى في جو من الفضول الفكري. في عام 1922 ، التحق بجامعة هارفارد وفي غضون ثلاث سنوات فقط حصل على مرتبة الشرف ، وكان موضوعه الرئيسي هو الكيمياء. في السنوات القليلة التالية ، سافر الشاب المبكر إلى عدة دول في أوروبا ، حيث عمل مع علماء فيزيائيين تعاملوا مع مشاكل التحقيق في الظواهر الذرية في ضوء نظريات جديدة. بعد عام واحد فقط من تخرجه من الجامعة ، نشر أوبنهايمر ورقة علمية أظهرت مدى عمق فهمه للأساليب الجديدة. سرعان ما طور مع ماكس بورن الشهير الجزء الأكثر أهمية في نظرية الكم ، والمعروف باسم طريقة بورن أوبنهايمر. في عام 1927 ، جلبت له أطروحة الدكتوراه المتميزة له شهرة عالمية.

في عام 1928 عمل في جامعتي زيورخ ولايدن. في نفس العام عاد إلى الولايات المتحدة. من 1929 إلى 1947 درس أوبنهايمر في جامعة كاليفورنيا ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. من عام 1939 إلى عام 1945 شارك بنشاط في العمل على إنشاء قنبلة ذرية كجزء من مشروع مانهاتن. ترأس مختبر لوس ألاموس الذي تم إنشاؤه خصيصًا.

في عام 1929 ، قبل أوبنهايمر ، النجم الصاعد في العلوم ، عروضاً من جامعتين من عدة جامعات كانت تتنافس على حق دعوته. خلال فصل الربيع ، قام بالتدريس في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا الناشئ النابض بالحياة في باسادينا ، وخلال فصلي الخريف والشتاء في جامعة كاليفورنيا في بيركلي ، حيث أصبح أول محاضر في ميكانيكا الكم. في الواقع ، كان على الباحث المثقف أن يتكيف لبعض الوقت ، ويخفض مستوى المناقشة تدريجيًا إلى قدرات طلابه. في عام 1936 ، وقع في حب جان تاتلوك ، وهي شابة قلقة ومزاجية وجدت مثالياها العاطفية تعبيرًا في الأنشطة الشيوعية. مثل العديد من الأشخاص المفكرين في ذلك الوقت ، استكشف أوبنهايمر أفكار الحركة اليسارية كأحد البدائل الممكنة ، على الرغم من أنه لم ينضم إلى الحزب الشيوعي ، وهو ما فعله شقيقه الأصغر وزوجة أخته والعديد من أصدقائه. كان اهتمامه بالسياسة ، فضلاً عن قدرته على قراءة اللغة السنسكريتية ، نتيجة طبيعية للسعي المستمر للمعرفة. على حد تعبيره ، كان منزعجًا بشدة من انفجار معاداة السامية في ألمانيا النازية وإسبانيا واستثمر 1000 دولار سنويًا من راتبه السنوي البالغ 15000 دولار في المشاريع المتعلقة بأنشطة الجماعات الشيوعية. بعد لقاء كيتي هاريسون ، التي أصبحت زوجته في عام 1940 ، انفصل أوبنهايمر عن جان تيتلوك وابتعد عن دائرة أصدقائها اليساريين.

في عام 1939 ، علمت الولايات المتحدة أنه استعدادًا للحرب العالمية ، اكتشفت ألمانيا النازية انشطار النواة الذرية. خمّن أوبنهايمر وعلماء آخرون على الفور أن الفيزيائيين الألمان سيحاولون الحصول على تفاعل تسلسلي محكوم يمكن أن يكون المفتاح لإنشاء سلاح أكثر تدميراً بكثير من أي سلاح موجود في ذلك الوقت. حذر العلماء القلقون الرئيس فرانكلين روزفلت من الخطر في رسالة مشهورة ، وذلك بحشد دعم العبقري العلمي العظيم ألبرت أينشتاين. في التصريح بتمويل المشاريع التي تهدف إلى صنع أسلحة غير مجربة ، تصرف الرئيس في سرية تامة. ومن المفارقات أن العديد من كبار العلماء في العالم ، الذين أجبروا على الفرار من وطنهم ، عملوا مع علماء أمريكيين في مختبرات منتشرة في جميع أنحاء البلاد. استكشف جزء من مجموعات الجامعة إمكانية إنشاء مفاعل نووي ، وتناول البعض الآخر حل مشكلة فصل نظائر اليورانيوم اللازمة لإطلاق الطاقة في تفاعل متسلسل. عُرض على أوبنهايمر ، الذي كان مشغولًا في السابق بالمشاكل النظرية ، تنظيم جبهة واسعة للعمل فقط في بداية عام 1942.

أطلق على برنامج القنبلة الذرية التابع للجيش الأمريكي اسم مشروع مانهاتن وكان بقيادة العقيد ليزلي آر غروفز ، 46 عامًا ، وهو رجل عسكري محترف. ومع ذلك ، أقر غروفز ، الذي وصف العلماء الذين يعملون على القنبلة الذرية بأنهم "مجموعة مكلفة من المجانين" ، بأن أوبنهايمر كان لديه حتى الآن قدرة غير مستغلة للتحكم في زملائه المناظرين عندما كانت الحرارة مشتعلة. اقترح الفيزيائي أن يتحد جميع العلماء في مختبر واحد في بلدة لوس ألاموس الريفية الهادئة ، نيو مكسيكو ، في منطقة يعرفها جيدًا. بحلول مارس 1943 ، تم تحويل المنزل الداخلي للأولاد إلى مركز سري يخضع لحراسة مشددة ، وأصبح أوبنهايمر مديرًا علميًا له. من خلال الإصرار على التبادل الحر للمعلومات بين العلماء ، الذين مُنعوا تمامًا من مغادرة المركز ، خلق أوبنهايمر جوًا من الثقة والاحترام المتبادل ، مما ساهم في النجاح المذهل في عمله. ولم يدخر نفسه ، فقد ظل رئيسًا لجميع مجالات هذا المشروع المعقد ، على الرغم من أن حياته الشخصية عانت كثيرًا من هذا. لكن بالنسبة لمجموعة مختلطة من العلماء - من بينهم أكثر من عشرة من الحائزين على جائزة نوبل في ذلك الوقت أو المستقبل والذين لم يكن لشخص نادر منهم شخصية واضحة - كان أوبنهايمر قائدًا متفانيًا ودبلوماسيًا ماهرًا بشكل غير عادي. يتفق معظمهم على أن نصيب الأسد من الفضل في النجاح النهائي للمشروع يعود إليه. بحلول 30 ديسمبر 1944 ، استطاع غروفز ، الذي أصبح بحلول ذلك الوقت جنرالًا ، أن يقول بثقة إن الملياري دولار التي تم إنفاقها ستكون جاهزة للعمل بحلول الأول من أغسطس من العام المقبل. لكن عندما اعترفت ألمانيا بالهزيمة في مايو 1945 ، بدأ العديد من الباحثين العاملين في لوس ألاموس يفكرون في استخدام أسلحة جديدة. بعد كل شيء ، على الأرجح ، سوف تستسلم اليابان قريبًا بدونها القصف الذري. هل يجب أن تكون الولايات المتحدة أول دولة في العالم تستخدم مثل هذا الجهاز الرهيب؟ قام هاري إس ترومان ، الذي أصبح رئيسًا بعد وفاة روزفلت ، بتعيين لجنة للدراسة العواقب المحتملةاستخدام القنبلة الذرية ، والتي تضمنت أوبنهايمر. قرر الخبراء التوصية بإلقاء قنبلة ذرية دون سابق إنذار على منشأة عسكرية يابانية كبرى. كما تم الحصول على موافقة أوبنهايمر.

كل هذه المخاوف ، بالطبع ، ستكون موضع نقاش إذا لم تنفجر القنبلة. تم إجراء اختبار القنبلة الذرية الأولى في العالم في 16 يوليو 1945 ، على بعد حوالي 80 كيلومترًا من القاعدة الجوية في ألاموغوردو ، نيو مكسيكو. الجهاز قيد الاختبار ، واسمه "فات مان" لشكله المحدب ، تم توصيله ببرج من الصلب أقيم في منطقة صحراوية. بالضبط في الساعة 5.30 صباحًا باستخدام المفجر جهاز التحكمفجر القنبلة. مع هدير مردد عبر منطقة قطرها 1.6 كيلومتر ، انطلقت كرة نارية عملاقة أرجوانية وخضراء وبرتقالية في السماء. اهتزت الأرض من الانفجار واختفى البرج. ارتفع عمود أبيض من الدخان بسرعة إلى السماء وبدأ في التوسع تدريجيًا ، متخذًا شكل عيش الغراب الرائع على ارتفاع حوالي 11 كيلومترًا. أذهل الانفجار النووي الأول المراقبين العلميين والعسكريين بالقرب من موقع الاختبار وأداروا رؤوسهم. لكن أوبنهايمر تذكر سطور القصيدة الملحمية الهندية بهاجافاد جيتا: "سأصبح الموت ، مدمر العوالم". حتى نهاية حياته ، كان الرضا عن النجاح العلمي ممزوجًا دائمًا بالشعور بالمسؤولية عن العواقب.

في صباح يوم 6 أغسطس 1945 ، كانت هناك سماء صافية صافية فوق هيروشيما. كما كان من قبل ، فإن اقتراب طائرتين أمريكيتين من الشرق (كانت إحداهما تدعى إينولا جاي) على ارتفاع 10-13 كم لا يسبب إنذارًا (لأنهما كانا يظهران كل يوم في سماء هيروشيما). سقطت إحدى الطائرتين وأسقطت شيئًا ما ، ثم استدارت كلتا الطائرتين وحلقت بعيدًا. نزل الجسم الذي سقط على مظلة ببطء وانفجر فجأة على ارتفاع 600 متر فوق سطح الأرض. كانت قنبلة "بيبي".

بعد ثلاثة أيام من تفجير "الطفل" في هيروشيما ، تم إسقاط نسخة طبق الأصل من أول "فات مان" في مدينة ناغازاكي. في 15 أغسطس ، وقعت اليابان ، التي تم كسر عزمها أخيرًا بسبب هذا السلاح الجديد ، على استسلام غير مشروط. ومع ذلك ، فإن أصوات المتشككين كانت تسمع بالفعل ، وتوقع أوبنهايمر نفسه بعد شهرين من هيروشيما أن "البشرية ستلعن أسماء لوس ألاموس وهيروشيما".

صُدم العالم كله بانفجارات هيروشيما وناجازاكي. بصراحة ، نجح أوبنهايمر في الجمع بين إثارة اختبار القنبلة على المدنيين والفرحة التي تم اختبار السلاح بها أخيرًا.

ومع ذلك ، في العام التالي قبل تعيينه كرئيس للمجلس العلمي لهيئة الطاقة الذرية (AEC) ، وبذلك أصبح المستشار الأكثر تأثيرًا للحكومة والجيش في القضايا النووية. بينما الغرب بقيادة ستالين الاتحاد السوفياتيتستعد بجدية ل الحرب الباردةركز كل جانب على سباق التسلح. على الرغم من أن العديد من العلماء الذين كانوا جزءًا من مشروع مانهاتن لم يدعموا فكرة إنشاء سلاح جديد ، الموظفون السابقوناعتبر أوبنهايمر إدوارد تيلر وإرنست لورانس أن الأمن القومي للولايات المتحدة يتطلب تطويرًا سريعًا لقنبلة هيدروجينية. أصيب أوبنهايمر بالرعب. من وجهة نظره ، كانت القوتان النوويتان متعارضتان بالفعل ، مثل "عقربان في جرة ، كل منهما قادر على قتل الآخر ، ولكن فقط في خطر على حياته". مع انتشار أسلحة جديدة في الحروب ، لم يعد هناك رابحون وخاسرون - فقط ضحايا. وأدلى "أبو القنبلة الذرية" بتصريح علني بأنه ضد تطوير القنبلة الهيدروجينية. بدأ تيلر ، الذي كان يشعر دائمًا في غير مكانه تحت قيادة أوبنهايمر وحسده الواضح على إنجازاته ، في بذل جهوده للقيادة مشروع جديد، مما يعني أن أوبنهايمر يجب ألا يشارك في العمل. أخبر محققي مكتب التحقيقات الفيدرالي أن منافسه كان يمنع العلماء من العمل على القنبلة الهيدروجينية بسلطته ، وكشف سر أن أوبنهايمر عانى من نوبات اكتئاب حاد في شبابه. عندما وافق الرئيس ترومان في عام 1950 على تمويل تطوير القنبلة الهيدروجينية ، كان بإمكان تيلر الاحتفال بالنصر.

في عام 1954 ، أطلق أعداء أوبنهايمر حملة لإزاحته من السلطة ، ونجحوا في ذلك بعد شهر من البحث عن "البقع السوداء" في سيرته الذاتية. نتيجة لذلك ، تم تنظيم عرض حالة عارض فيه أوبنهايمر العديد من الشخصيات السياسية والعلمية المؤثرة. كما قال ألبرت أينشتاين لاحقًا: "كانت مشكلة أوبنهايمر أنه أحب امرأة لم تحبه: حكومة الولايات المتحدة."

من خلال السماح لموهبة أوبنهايمر بالازدهار ، حُكم عليه بالموت.

لا يُعرف أوبنهايمر بأنه مبتكر القنبلة الذرية الأمريكية فقط. يمتلك العديد من الأعمال في ميكانيكا الكم ونظرية النسبية والفيزياء الجسيمات الأوليةالفيزياء الفلكية النظرية. في عام 1927 طور نظرية تفاعل الإلكترونات الحرة مع الذرات. جنبا إلى جنب مع بورن ، ابتكر نظرية بنية الجزيئات ثنائية الذرة. في عام 1931 ، صاغ هو و P. التحقيق في التحويل الداخلي للأشعة السينية. في عام 1937 طور نظرية الشلال من الاستحمام الكونية ، وفي عام 1938 قام بأول حساب لنموذج النجم النيوتروني ، وفي عام 1939 تنبأ بوجود "ثقوب سوداء".

يمتلك أوبنهايمر عددًا من الكتب المشهورة ، بما في ذلك - العلوم والمعرفة اليومية (العلوم والفهم المشترك ، 1954) ، والعقل المفتوح (العقل المفتوح ، 1955) ، وبعض تأملات في العلوم والثقافة (بعض تأملات في العلوم والثقافة ، 1960) . توفي أوبنهايمر في برينستون في 18 فبراير 1967.

بدأ العمل في المشاريع النووية في الاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة في وقت واحد. في أغسطس 1942 ، بدأ العمل السري "المعمل رقم 2" في أحد المباني في ساحة جامعة قازان. تم تعيين إيغور كورتشاتوف قائدًا لها.

في الحقبة السوفيتيةزُعم أن الاتحاد السوفيتي حل مشكلته الذرية بشكل مستقل تمامًا ، واعتبر كورتشاتوف "أب" القنبلة الذرية المحلية. رغم وجود شائعات حول سرقة بعض الأسرار من الأمريكيين. وفقط في التسعينيات ، بعد 50 عامًا ، تحدث أحد الممثلين الرئيسيين في ذلك الوقت ، يولي خاريتون ، عن الدور الأساسي للذكاء في تسريع المشروع السوفيتي المتخلف. وحصل على النتائج العلمية والتقنية الأمريكية كلاوس فوكس ، الذي وصل إلى المجموعة الإنجليزية.

ساعدت المعلومات الواردة من الخارج قيادة البلاد على اتخاذ قرار صعب - لبدء العمل بشأن الأسلحة النووية خلال أصعب حرب. سمح الذكاء لعلماء الفيزياء لدينا بتوفير الوقت ، وساعد على تجنب "الاختلال" أثناء الاختبار الذري الأول ، والذي كان ذا أهمية سياسية كبيرة.

في عام 1939 ، تم اكتشاف تفاعل تسلسلي لانشطار نوى اليورانيوم 235 ، مصحوبًا بإطلاق طاقة هائلة. بعد ذلك بوقت قصير ، بدأت المقالات المتعلقة بالفيزياء النووية تختفي من صفحات المجلات العلمية. قد يشير هذا إلى احتمال حقيقي لإنشاء متفجرات ذرية وأسلحة تعتمد عليها.

بعد اكتشاف الفيزيائيين السوفييت للانشطار التلقائي لنواة اليورانيوم 235 وتحديد الكتلة الحرجة للإقامة بمبادرة من رئيس الثورة العلمية والتكنولوجية

كفاسنيكوف ، تم إرسال التوجيه المقابل.

في FSB of Russia (KGB سابقًا لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية) ، يوجد 17 مجلدًا من ملف الأرشيف رقم 13676 ، والذي وثق من وكيف جذب المواطنين الأمريكيين للعمل في المخابرات السوفيتية ، تحت عنوان "احتفظ إلى الأبد" تحت عنوان "حفظ إلى الأبد". لم يتمكن سوى عدد قليل من كبار قادة KGB في الاتحاد السوفيتي من الوصول إلى مواد هذه الحالة ، والتي تمت إزالة تصنيفها مؤخرًا فقط. أول معلومة عن العمل على صنع القنبلة الذرية الأمريكية المخابرات السوفيتيةاستقبل في خريف عام 1941. وبالفعل في مارس 1942 ، سقطت معلومات مستفيضة حول الأبحاث الجارية في الولايات المتحدة وإنجلترا على طاولة IV Stalin. وفقًا لـ Yu. B. Khariton ، في تلك الفترة الدرامية ، كان من الأكثر موثوقية استخدام مخطط القنبلة الذي اختبره الأمريكيون بالفعل في أول انفجار لنا. "مع الأخذ بعين الاعتبار مصالح الدولة ، كان أي قرار آخر غير مقبول في ذلك الوقت. وميزة فوكس ومساعدينا الآخرين في الخارج لا شك فيها. ومع ذلك ، قمنا بتنفيذ المخطط الأمريكي في الاختبار الأول ليس من الناحية الفنية بقدر ما هو من الاعتبارات السياسية.

أثار الإعلان عن إتقان الاتحاد السوفياتي لسر الأسلحة النووية في الدوائر الحاكمة الأمريكية رغبة في شن حرب وقائية في أسرع وقت ممكن. تم تطوير خطة ترويان ، والتي نصت على البداية قتال 1 يناير 1950. في ذلك الوقت ، كان لدى الولايات المتحدة 840 قاذفة استراتيجية في الوحدات القتالية ، و 1350 في الاحتياط وأكثر من 300 قنبلة ذرية.

تم بناء موقع اختبار بالقرب من مدينة سيميبالاتينسك. بالضبط في تمام الساعة 7:00 صباحًا يوم 29 أغسطس 1949 ، تم تفجير أول جهاز نووي سوفيتي تحت الاسم الرمزي "RDS-1" في موقع الاختبار هذا.

تم إحباط خطة ترويان ، التي تنص على إسقاط القنابل الذرية على 70 مدينة في الاتحاد السوفيتي ، بسبب التهديد بضربة انتقامية. أبلغ الحدث الذي وقع في موقع اختبار سيميبالاتينسك العالم عن إنشاء أسلحة نووية في الاتحاد السوفياتي.

لم تكتف المخابرات الأجنبية بتوجيه انتباه قيادة البلاد إلى مشكلة صنع أسلحة ذرية في الغرب ، وبالتالي بدأت عملًا مشابهًا في بلدنا. بفضل المعلومات الواردة من المخابرات الأجنبية ، وفقًا للأكاديميين أ. ألكساندروف ويو خاريتون وآخرين ، لم يرتكب أي.كورشاتوف أخطاء كبيرة ، فقد تمكنا من تجنب طريق مسدود في إنشاء أسلحة ذرية وإنشاء قنبلة ذرية في الاتحاد السوفياتي في وقت أقصر ، خلال ثلاث سنوات فقط ، بينما أمضت الولايات المتحدة أربع سنوات عليها ، حيث أنفقت خمسة مليارات دولار على إنشائها.

كما أشار الأكاديمي يو خاريتون في مقابلة مع صحيفة إزفيستيا في 8 ديسمبر 1992 ، تم صنع أول شحنة ذرية سوفيتية وفقًا للنموذج الأمريكي بمساعدة المعلومات الواردة من ك. فوكس. وفقًا للأكاديمي ، عندما تم تكريمهم الجوائز الحكوميةبالنسبة للمشاركين في المشروع الذري السوفيتي ، أعرب ستالين عن اقتناعه بعدم وجود احتكار أمريكي في هذا المجال ، وعلق قائلاً: "إذا تأخرنا لمدة عام إلى عام ونصف ، فربما نجرب هذه التهمة على أنفسنا".

إن عالم الذرة رائع للغاية لدرجة أن فهمها يتطلب قطيعة جذرية في المفاهيم المعتادة للمكان والزمان. الذرات صغيرة جدًا لدرجة أنه إذا أمكن تكبير قطرة ماء إلى حجم الأرض ، فإن كل ذرة في هذه القطرة ستكون أصغر من برتقالة. في الواقع ، تتكون قطرة ماء واحدة من 6000 مليار (6000000000000000000000) ذرة هيدروجين وأكسجين. ومع ذلك ، على الرغم من حجمها المجهري ، فإن الذرة لها هيكل مشابه إلى حد ما لبنية ذراتنا النظام الشمسي. في مركزها الصغير بشكل غير مفهوم ، نصف قطره أقل من تريليون من السنتيمتر ، "شمس" ضخمة نسبيًا - نواة الذرة.

حول هذه "الشمس" الذرية "الكواكب" الصغيرة - الإلكترونات - تدور. تتكون النواة من لبنتين أساسيتين لبناء الكون - البروتونات والنيوترونات (لها اسم موحد - النوكليونات). الإلكترون والبروتون عبارة عن جسيمات مشحونة ، وكمية الشحنة في كل منهما متطابقة تمامًا ، لكن الشحنات تختلف في الإشارة: البروتون دائمًا ما يكون موجب الشحنة ، والإلكترون دائمًا سالب. لا يحمل النيوترون شحنة كهربائية وبالتالي يتمتع بنفاذية عالية جدًا.

في المقياس الذري ، تُؤخذ كتلة البروتون والنيوترون كوحدة واحدة. لذلك فإن الوزن الذري لأي عنصر كيميائي يعتمد على عدد البروتونات والنيوترونات الموجودة في نواته. على سبيل المثال ، ذرة الهيدروجين ، التي تتكون نواتها من بروتون واحد فقط ، لها كتلة ذرية تساوي 1. ذرة هيليوم ، مع نواة من بروتونين ونيوترونين ، لها كتلة ذرية تساوي 4.

تحتوي نوى ذرات العنصر نفسه دائمًا على نفس عدد البروتونات ، ولكن قد يكون عدد النيوترونات مختلفًا. الذرات التي تحتوي على نوى بنفس عدد البروتونات ، ولكنها تختلف في عدد النيوترونات وتتعلق بأنواع من نفس العنصر ، تسمى النظائر. لتمييزها عن بعضها البعض ، يتم تخصيص رقم يساوي مجموع كل الجسيمات في نواة نظير معين لرمز العنصر.

قد يطرح السؤال: لماذا لا تتفتت نواة الذرة؟ بعد كل شيء ، فإن البروتونات الموجودة فيه عبارة عن جسيمات مشحونة كهربائيًا بنفس الشحنة ، والتي يجب أن تتنافر بقوة كبيرة. يفسر ذلك حقيقة أنه يوجد داخل النواة أيضًا ما يسمى بالقوى داخل النواة التي تجذب جزيئات النواة لبعضها البعض. تعوض هذه القوى قوى التنافر للبروتونات ولا تسمح للنواة بالتطاير بشكل تلقائي.

القوى النووية الداخلية قوية جدًا ، لكنها تعمل فقط من مسافة قريبة جدًا. لذلك ، فإن نوى العناصر الثقيلة ، المكونة من مئات النكليونات ، تبين أنها غير مستقرة. تكون جزيئات النواة هنا في حركة مستمرة (ضمن حجم النواة) ، وإذا أضفت قدرًا إضافيًا من الطاقة إليها ، فيمكنها التغلب على القوى الداخلية - سيتم تقسيم النواة إلى أجزاء. كمية هذه الطاقة الزائدة تسمى طاقة الإثارة. من بين نظائر العناصر الثقيلة ، هناك نظائر تبدو على وشك الانهيار الذاتي. يكفي فقط "دفعة" صغيرة ، على سبيل المثال ، ضربة بسيطة في نواة نيوترون (وليس من الضروري حتى تسريعها إلى سرعة عالية) لبدء تفاعل الانشطار النووي. بعض هذه النظائر "الانشطارية" صنعت في وقت لاحق بشكل مصطنع. في الطبيعة ، لا يوجد سوى نظير واحد من هذا القبيل - وهو اليورانيوم 235.

تم اكتشاف اليورانيوم في عام 1783 بواسطة Klaproth ، الذي عزله من طبقة اليورانيوم وأطلق عليه اسمها مؤخرًا كوكب مفتوحأورانوس. كما اتضح لاحقًا ، لم يكن في الواقع يورانيوم بحد ذاته ، بل أكسيده. تم الحصول على اليورانيوم النقي ، وهو معدن أبيض فضي
فقط في عام 1842 بليجوت. لم يكن للعنصر الجديد أي خصائص ملحوظة ولم يجذب الانتباه حتى عام 1896 ، عندما اكتشف بيكريل ظاهرة النشاط الإشعاعي لأملاح اليورانيوم. بعد ذلك ، أصبح اليورانيوم شيئًا بحث علميوالتجارب ، ولكن لم يكن لها تطبيق عملي.

عندما ، في الثلث الأول من القرن العشرين ، أصبحت بنية النواة الذرية واضحة إلى حد ما للفيزيائيين ، حاولوا أولاً تحقيق الحلم القديم للكيميائيين - لقد حاولوا تحويل عنصر كيميائي إلى عنصر آخر. في عام 1934 ، أبلغ الباحثون الفرنسيون ، الزوجان فريدريك وإيرين جوليو كوري ، الأكاديمية الفرنسية للعلوم عن التجربة التالية: عندما تم قصف ألواح الألومنيوم بجزيئات ألفا (نوى ذرة الهيليوم) ، تحولت ذرات الألومنيوم إلى ذرات الفوسفور. ، ولكنها ليست عادية ، ولكنها مشعة ، والتي بدورها تنتقل إلى نظير مستقر من السيليكون. وهكذا ، فإن ذرة الألومنيوم ، بإضافة بروتون واحد ونيوترونين ، تحولت إلى ذرة سيليكون أثقل.

أدت هذه التجربة إلى فكرة أنه إذا تم "قصف" النيوترونات بنوى أثقل عنصر موجود في الطبيعة - اليورانيوم ، عندئذٍ يمكنك الحصول على مثل هذا العنصر ، والذي في فيفورقم. في عام 1938 ، كرر الكيميائيان الألمان أوتو هان وفريتز ستراسمان قولهما بعبارات عامةتجربة أزواج جوليو كوري ، أخذ اليورانيوم بدلاً من الألمنيوم. لم تكن نتائج التجربة كما توقعوا على الإطلاق - بدلاً من عنصر جديد فائق الثقل بعدد كتلته أكبر من كتلة اليورانيوم ، تلقى هان وستراسمان عناصر خفيفة من الجزء الأوسط النظام الدوري: الباريوم والكريبتون والبروم وبعض الآخرين. لم يتمكن المجربون أنفسهم من تفسير الظاهرة المرصودة. لم تجد الفيزيائية ليزا مايتنر ، التي أبلغها هان عن صعوباتها ، تفسيرًا صحيحًا للظاهرة المرصودة إلا في العام التالي ، مما يشير إلى أنه عندما تم قصف اليورانيوم بالنيوترونات ، فإن نواته تنقسم (تنشطر). في هذه الحالة ، يجب تكوين نوى لعناصر أخف (هذا هو المكان الذي تم أخذ منه الباريوم والكريبتون ومواد أخرى) ، وكذلك يجب إطلاق 2-3 نيوترونات حرة. سمح مزيد من البحث لتوضيح صورة ما يحدث بالتفصيل.

يتكون اليورانيوم الطبيعي من مزيج من ثلاثة نظائر بكتل 238 و 234 و 235. تسقط الكمية الرئيسية من اليورانيوم على النظير 238 ، التي تضم نواتها 92 بروتونًا و 146 نيوترونًا. اليورانيوم -235 هو 1/140 فقط من اليورانيوم الطبيعي (0.7٪ (يحتوي على 92 بروتون و 143 نيوترون في نواته) ، واليورانيوم -234 (92 بروتون ، 142 نيوترون) فقط 1/17500 من الكتلة الكلية لليورانيوم ( 006٪ أقل هذه النظائر استقرارًا هو اليورانيوم -235.

من وقت لآخر ، تنقسم نوى ذراتها تلقائيًا إلى أجزاء ، ونتيجة لذلك تتشكل عناصر أخف من النظام الدوري. تترافق هذه العملية مع إطلاق اثنين أو ثلاثة من النيوترونات الحرة ، والتي تندفع بسرعة هائلة - حوالي 10 آلاف كم / ثانية (يطلق عليها اسم نيوترونات سريعة). يمكن لهذه النيوترونات أن تصطدم بنوى يورانيوم أخرى مسببة تفاعلات نووية. يتصرف كل نظير بشكل مختلف في هذه الحالة. في معظم الحالات ، تلتقط نوى اليورانيوم 238 هذه النيوترونات دون أي تحولات أخرى. ولكن في حالة واحدة تقريبًا من أصل خمسة ، عندما يصطدم نيوترون سريع بنواة النظير 238 ، يحدث تفاعل نووي غريب: أحد نيوترونات اليورانيوم 238 يصدر إلكترونًا ، يتحول إلى بروتون ، أي نظير اليورانيوم يتحول إلى المزيد
العنصر الثقيل هو النبتونيوم 239 (93 بروتون + 146 نيوترون). لكن النبتونيوم غير مستقر - بعد بضع دقائق ، يصدر أحد نيوتروناته إلكترونًا ، يتحول إلى بروتون ، وبعد ذلك يتحول نظير النبتونيوم إلى العنصر التالي في النظام الدوري - البلوتونيوم 239 (94 بروتونًا + 145 نيوترونًا). إذا دخل نيوترون إلى نواة يورانيوم -235 غير المستقر ، يحدث الانشطار على الفور - تتحلل الذرات مع انبعاث نيوترونين أو ثلاثة. من الواضح أنه في اليورانيوم الطبيعي ، الذي تنتمي معظم ذراته إلى النظير 238 ، فإن هذا التفاعل ليس له عواقب واضحة - سيتم امتصاص جميع النيوترونات الحرة في النهاية بواسطة هذا النظير.

ولكن ماذا لو تخيلنا قطعة ضخمة إلى حد ما من اليورانيوم ، تتكون بالكامل من النظير 235؟

هنا ستسير العملية بشكل مختلف: النيوترونات التي يتم إطلاقها أثناء انشطار عدة نوى ، والتي بدورها تسقط في نوى مجاورة ، تسبب انشطارها. نتيجة لذلك ، يتم إطلاق جزء جديد من النيوترونات ، والذي يقسم النوى التالية. في ظل ظروف مواتية ، يستمر هذا التفاعل مثل الانهيار الجليدي ويسمى التفاعل المتسلسل. قد يكفي القليل من الجسيمات المتساقطة لبدء ذلك.

في الواقع ، دع 100 نيوترون فقط تقصف اليورانيوم 235. سيقومون بتقسيم 100 نواة من اليورانيوم. في هذه الحالة ، سيتم إطلاق 250 نيوترونًا جديدًا من الجيل الثاني (بمعدل 2.5 لكل انشطار). ستنتج نيوترونات الجيل الثاني بالفعل 250 انشطارًا ، حيث سيتم إطلاق 625 نيوترونًا. في الجيل القادم سيكون 1562 ، ثم 3906 ، ثم 9670 ، وهكذا. سيزداد عدد الأقسام بلا حدود إذا لم يتم إيقاف العملية.

ومع ذلك ، في الواقع ، يدخل جزء ضئيل فقط من النيوترونات إلى نوى الذرات. يتم نقل الباقين ، الذين يندفعون بسرعة بينهم ، بعيدًا في الفضاء المحيط. يمكن أن يحدث تفاعل متسلسل مستدام ذاتيًا فقط في مجموعة كبيرة بما فيه الكفاية من اليورانيوم -235 ، والذي يُقال إنه يحتوي على كتلة حرجة. (هذه الكتلة في الظروف العادية هي 50 كجم). من المهم ملاحظة أن انشطار كل نواة يترافق مع إطلاق كمية هائلة من الطاقة ، والتي تبين أنها تزيد بنحو 300 مليون مرة عن الطاقة التي يتم إنفاقها على الانشطار. ! (تم حساب أنه مع الانشطار الكامل لـ 1 كجم من اليورانيوم -235 ، يتم إطلاق نفس كمية الحرارة كما هو الحال عند حرق 3 آلاف طن من الفحم).

هذه الزيادة الهائلة في الطاقة ، التي تم إطلاقها في غضون لحظات ، تتجلى على أنها انفجار للقوة الوحشية وتكمن وراء تشغيل الأسلحة النووية. ولكن لكي يصبح هذا السلاح حقيقة ، من الضروري ألا تتكون الشحنة من اليورانيوم الطبيعي ، ولكن من نظير نادر - 235 (يسمى هذا اليورانيوم المخصب). اكتشف لاحقًا أن البلوتونيوم النقي هو أيضًا مادة قابلة للانشطار ويمكن استخدامه في شحنة ذرية بدلاً من اليورانيوم 235.

تم إجراء كل هذه الاكتشافات المهمة عشية الحرب العالمية الثانية. سرعان ما بدأ العمل السري في ألمانيا ودول أخرى لإنشاء قنبلة ذرية. في الولايات المتحدة ، تم تناول هذه المشكلة في عام 1941. تم تسمية مجمع الأعمال بالكامل باسم "مشروع مانهاتن".

تولى القيادة الإدارية للمشروع الجنرال غروفز ، وتولى التوجيه العلمي البروفيسور روبرت أوبنهايمر من جامعة كاليفورنيا. كان كلاهما مدركًا تمامًا للتعقيد الهائل للمهمة المنوطة بهما. لذلك ، كان اهتمام أوبنهايمر الأول هو اكتساب فريق علمي ذكي للغاية. في الولايات المتحدة في ذلك الوقت كان هناك العديد من الفيزيائيين الذين هاجروا من ألمانيا الفاشية. لم يكن من السهل إشراكهم في صناعة أسلحة موجهة ضد وطنهم السابق. تحدث أوبنهايمر إلى الجميع شخصيًا ، مستخدمًا القوة الكاملة لسحره. سرعان ما تمكن من جمع مجموعة صغيرة من المنظرين ، الذين أطلق عليهم مازحا "النجوم". وفي الواقع ، ضمت أكبر الخبراء في ذلك الوقت في مجال الفيزياء والكيمياء. (من بينهم 13 فائزًا بجائزة نوبل ، بما في ذلك بور ، فيرمي ، فرانك ، تشادويك ، لورانس.) بالإضافة إلى هؤلاء ، كان هناك العديد من المتخصصين الآخرين من مختلف التشكيلات.

لم تبخل حكومة الولايات المتحدة في الإنفاق ، ومنذ البداية اتخذ العمل نطاقًا ضخمًا. في عام 1942 ، تم تأسيس أكبر معمل أبحاث في العالم في لوس ألاموس. عدد سكان هذا مدينة العلومسرعان ما وصل إلى 9 آلاف شخص. من حيث تكوين العلماء ، ونطاق التجارب العلمية ، وعدد المتخصصين والعاملين المشاركين في العمل ، فإن مختبر لوس ألاموس لم يكن له مثيل في تاريخ العالم. كان لمشروع مانهاتن شرطته الخاصة ، والاستخبارات المضادة ، ونظام الاتصالات ، والمستودعات ، والمستوطنات ، والمصانع ، والمختبرات ، وميزانيته الضخمة الخاصة.

كان الهدف الرئيسي للمشروع هو الحصول على ما يكفي من المواد الانشطارية لصنع عدة قنابل ذرية. بالإضافة إلى اليورانيوم 235 ، كما ذكرنا سابقًا ، يمكن أن يكون العنصر الاصطناعي البلوتونيوم 239 بمثابة شحنة للقنبلة ، أي أن القنبلة يمكن أن تكون إما يورانيوم أو بلوتونيوم.

اتفق غروفز وأوبنهايمر على أن العمل يجب أن يتم في وقت واحد في اتجاهين ، لأنه من المستحيل تحديد أي منهما سيكون واعدًا بشكل أكبر. كانت كلتا الطريقتين مختلفتين اختلافًا جوهريًا عن بعضهما البعض: كان يجب تنفيذ تراكم اليورانيوم -235 عن طريق فصله عن الجزء الأكبر من اليورانيوم الطبيعي ، ولا يمكن الحصول على البلوتونيوم إلا نتيجة تفاعل نووي محكوم بإشعاع اليورانيوم 238 باستخدام النيوترونات. بدا كلا المسارين صعبًا بشكل غير عادي ولم يعدا بحلول سهلة.

في الواقع ، كيف يمكن فصل نظيرين عن بعضهما البعض ، والتي تختلف اختلافًا طفيفًا في وزنها وتتصرف كيميائيًا بنفس الطريقة تمامًا؟ لم يواجه العلم ولا التكنولوجيا مثل هذه المشكلة على الإطلاق. كما بدا إنتاج البلوتونيوم مشكلة كبيرة في البداية. قبل ذلك ، تم تقليص التجربة الكاملة للتحولات النووية إلى عدة تجارب معملية. الآن كان من الضروري إتقان إنتاج كيلوغرامات من البلوتونيوم على نطاق صناعي لتطوير وإنشاء تركيب خاص لهذا - مفاعل نووي، وتعلم التحكم في مسار التفاعل النووي.

وهنا وهناك كان لابد من حل مجموعة كاملة من المشاكل المعقدة. لذلك ، تألف "مشروع مانهاتن" من عدة مشاريع فرعية ، برئاسة علماء بارزين. كان أوبنهايمر نفسه رئيسًا لمختبر لوس ألاموس للعلوم. كان لورنس مسؤولاً عن مختبر الإشعاع بجامعة كاليفورنيا. قاد فيرمي بحثًا في جامعة شيكاغو حول إنشاء مفاعل نووي.

في البداية ، كانت المشكلة الأكثر أهمية هي الحصول على اليورانيوم. قبل الحرب ، لم يكن لهذا المعدن أي فائدة. الآن بعد أن تم الاحتياج إليه بكميات ضخمة على الفور ، اتضح أنه لا توجد طريقة صناعية لإنتاجه.

شرعت شركة Westinghouse في تطويرها وحققت نجاحًا سريعًا. بعد تنقية راتنج اليورانيوم (في هذا الشكل ، يوجد اليورانيوم في الطبيعة) والحصول على أكسيد اليورانيوم ، تم تحويله إلى رباعي فلوريد (UF4) ، والذي تم عزل اليورانيوم المعدني منه عن طريق التحليل الكهربائي. إذا كان لدى العلماء الأمريكيين في نهاية عام 1941 بضعة جرامات فقط من اليورانيوم المعدني تحت تصرفهم ، ففي نوفمبر 1942 وصل الإنتاج الصناعي في مصانع ويستنجهاوس إلى 6000 رطل شهريًا.

في الوقت نفسه ، كان العمل جارياً لإنشاء مفاعل نووي. عملية إنتاج البلوتونيوم في الواقع تغلي حتى تشعيع قضبان اليورانيوم بالنيوترونات ، ونتيجة لذلك تحول جزء من اليورانيوم 238 إلى بلوتونيوم. مصادر النيوترونات في هذه الحالة يمكن أن تكون ذرات اليورانيوم -235 الانشطارية المنتشرة بكميات كافية بين ذرات اليورانيوم 238. ولكن من أجل الحفاظ على التكاثر المستمر للنيوترونات ، يجب أن يبدأ تفاعل متسلسل لانشطار ذرات اليورانيوم 235. وفي الوقت نفسه ، كما ذكرنا سابقًا ، لكل ذرة من اليورانيوم 235 كان هناك 140 ذرة من اليورانيوم 238. من الواضح أن النيوترونات التي تطير في جميع الاتجاهات كان من المرجح أن تلتقي بها بالضبط في طريقها. وهذا يعني أن عددًا كبيرًا من النيوترونات المنبعثة اتضح أن النظير الرئيسي يمتصها دون جدوى. من الواضح ، في ظل هذه الظروف ، أن التفاعل المتسلسل لا يمكن أن يستمر. كيف تكون؟

في البداية بدا أنه بدون فصل نظيرين ، كان تشغيل المفاعل مستحيلًا بشكل عام ، ولكن سرعان ما تم تحديد ظرف واحد مهم: اتضح أن اليورانيوم 235 واليورانيوم 238 كانا عرضة للنيوترونات ذات الطاقات المختلفة. من الممكن تقسيم نواة ذرة يورانيوم -235 بنيوترون ذو طاقة منخفضة نسبيًا ، وسرعته حوالي 22 م / ث. هذه النيوترونات البطيئة لا تلتقطها نوى اليورانيوم 238 - ولهذا يجب أن تصل سرعتها إلى مئات الآلاف من الأمتار في الثانية. بعبارة أخرى ، اليورانيوم 238 عاجز عن منع بدء وتطور التفاعل المتسلسل في اليورانيوم -235 الناجم عن تباطؤ النيوترونات إلى سرعات منخفضة للغاية - لا تزيد عن 22 م / ث. اكتشف هذه الظاهرة الفيزيائي الإيطالي فيرمي ، الذي عاش في الولايات المتحدة منذ عام 1938 وأشرف على العمل على إنشاء أول مفاعل هنا. قرر Fermi استخدام الجرافيت كوسيط للنيوترونات. وفقًا لحساباته ، فإن النيوترونات المنبعثة من اليورانيوم 235 ، بعد مرورها عبر طبقة من الجرافيت 40 سم ، يجب أن تقلل سرعتها إلى 22 م / ث وتبدأ تفاعلًا متسلسلًا مستدامًا ذاتيًا في اليورانيوم 235.

يمكن أن يكون ما يسمى بالماء "الثقيل" بمثابة وسيط آخر. نظرًا لأن ذرات الهيدروجين التي يتكون منها قريبة جدًا من حيث الحجم والكتلة للنيوترونات ، فمن الأفضل إبطائها. (يحدث نفس الشيء تقريبًا مع النيوترونات السريعة كما هو الحال مع الكرات: إذا اصطدمت كرة صغيرة بأخرى كبيرة ، فإنها تتراجع ، تقريبًا دون أن تفقد سرعتها ، ولكن عندما تلتقي بكرة صغيرة ، فإنها تنقل جزءًا كبيرًا من طاقتها إليها - تمامًا مثل النيوترون في اصطدام مرن يرتد من نواة ثقيلة فقط يتباطأ قليلاً ، وعند الاصطدام بنواة ذرات الهيدروجين يفقد كل طاقته بسرعة كبيرة.) ومع ذلك ، فإن الماء العادي غير مناسب للإبطاء ، لأن الهيدروجين يميل لامتصاص النيوترونات. لهذا السبب يجب استخدام الديوتيريوم ، وهو جزء من الماء "الثقيل" ، لهذا الغرض.

في أوائل عام 1942 ، تحت قيادة فيرمي ، بدأ بناء أول مفاعل نووي على الإطلاق في ملعب التنس تحت المدرجات الغربية لملعب شيكاغو. تم تنفيذ جميع الأعمال من قبل العلماء أنفسهم. يمكن التحكم في التفاعل الطريقة الوحيدة- عن طريق تعديل عدد النيوترونات المشاركة في التفاعل المتسلسل. تصور فيرمي القيام بذلك باستخدام قضبان مصنوعة من مواد مثل البورون والكادميوم ، والتي تمتص النيوترونات بقوة. كان طوب الجرافيت بمثابة وسيط ، حيث أقام الفيزيائيون أعمدة ارتفاعها 3 أمتار وعرضها 1.2 متر ، وتم تركيب كتل مستطيلة من أكسيد اليورانيوم بينها. ذهب حوالي 46 طنًا من أكسيد اليورانيوم و 385 طنًا من الجرافيت إلى الهيكل بأكمله. لإبطاء التفاعل ، يتم إدخال قضبان الكادميوم والبورون في المفاعل.

إذا لم يكن هذا كافيًا ، فمن أجل التأمين ، على منصة تقع فوق المفاعل ، كان هناك عالمان مع دلاء مملوءة بمحلول أملاح الكادميوم - كان من المفترض أن يسكباها على المفاعل إذا خرج التفاعل عن السيطرة. لحسن الحظ ، لم يكن هذا مطلوبًا. في 2 ديسمبر 1942 ، أمر فيرمي بتمديد جميع قضبان التحكم ، وبدأت التجربة. بعد أربع دقائق ، بدأت عدادات النيوترونات في النقر بصوت أعلى وأعلى. مع كل دقيقة ، تزداد شدة تدفق النيوترونات. يشير هذا إلى حدوث تفاعل متسلسل في المفاعل. استمر لمدة 28 دقيقة. ثم أشار فيرمي ، وأوقفت القضبان المنخفضة العملية. وهكذا ، وللمرة الأولى ، أطلق الإنسان طاقة النواة الذرية وأثبت أنه يستطيع التحكم فيها متى شاء. الآن لم يعد هناك أي شك في أن الأسلحة النووية أصبحت حقيقة واقعة.

في عام 1943 ، تم تفكيك مفاعل فيرمي ونقله إلى مختبر أراغون الوطني (50 كم من شيكاغو). كان هنا بعد قليل
تم بناء مفاعل نووي آخر ، حيث تم استخدام الماء الثقيل كوسيط. وهي تتألف من خزان أسطواني من الألومنيوم يحتوي على 6.5 طن من الماء الثقيل ، حيث تم تحميل 120 قضيبًا من معدن اليورانيوم عموديًا ، ومحاطة بغلاف من الألومنيوم. صنعت قضبان التحكم السبعة من الكادميوم. حول الخزان كان هناك عاكس من الجرافيت ، ثم شاشة مصنوعة من سبائك الرصاص والكادميوم. كان الهيكل بأكمله محاطًا بقشرة خرسانية بسماكة حوالي 2.5 متر.

أكدت التجارب على هذه المفاعلات التجريبية الاحتمال الإنتاج الصناعيالبلوتونيوم.

سرعان ما أصبح المركز الرئيسي لـ "مشروع مانهاتن" بلدة أوك ريدج في وادي نهر تينيسي ، والتي نما عدد سكانها في غضون بضعة أشهر إلى 79 ألف نسمة. هنا ، في وقت قصير ، تم بناء أول مصنع لإنتاج اليورانيوم المخصب. في عام 1943 ، تم إطلاق مفاعل صناعي ينتج البلوتونيوم. في فبراير 1944 ، تم استخراج حوالي 300 كجم من اليورانيوم منه يوميًا ، تم الحصول على البلوتونيوم من سطحه بالفصل الكيميائي. (للقيام بذلك ، تم أولاً إذابة البلوتونيوم ثم ترسبه). ثم تمت إعادة اليورانيوم المنقى إلى المفاعل مرة أخرى. في نفس العام ، في الصحراء القاحلة المقفرة على الضفة الجنوبية لنهر كولومبيا ، بدأ البناء في مصنع هانفورد الضخم. توجد هنا ثلاثة مفاعلات نووية قوية تعطي مئات الجرامات من البلوتونيوم يومياً.

في موازاة ذلك ، كان البحث على قدم وساق لتطوير عملية صناعية لتخصيب اليورانيوم.

بعد النظر متغيرات مختلفةقرر غروفز وأوبنهايمر التركيز على طريقتين: نشر الغاز والكهرومغناطيسية.

استندت طريقة انتشار الغاز إلى مبدأ يُعرف باسم قانون جراهام (صاغه الكيميائي الاسكتلندي توماس جراهام لأول مرة في عام 1829 وطوره الفيزيائي الإنجليزي رايلي في عام 1896). وفقًا لهذا القانون ، إذا تم تمرير غازين ، أحدهما أخف من الآخر ، عبر مرشح بفتحات صغيرة بشكل مهمل ، فسيمر عبره غاز خفيف أكثر قليلاً من الغاز الثقيل. في تشرين الثاني (نوفمبر) 1942 ، ابتكر أوري ودننغ في جامعة كولومبيا طريقة انتشار غازي لفصل نظائر اليورانيوم على أساس طريقة رايلي.

نظرًا لأن اليورانيوم الطبيعي مادة صلبة ، فقد تم تحويله أولاً إلى فلوريد اليورانيوم (UF6). ثم تم تمرير هذا الغاز عبر ثقوب مجهرية - بترتيب جزء من الألف من المليمتر - في حاجز المرشح.

نظرًا لأن الاختلاف في الأوزان المولية للغازات كان صغيرًا جدًا ، فقد زاد محتوى اليورانيوم 235 فقط بعامل 1.0002 خلف الحاجز.

من أجل زيادة كمية اليورانيوم 235 أكثر ، يتم تمرير الخليط الناتج مرة أخرى عبر فاصل ، وتزداد كمية اليورانيوم مرة أخرى بمقدار 1.0002 مرة. وبالتالي ، من أجل زيادة محتوى اليورانيوم 235 إلى 99٪ ، كان من الضروري تمرير الغاز عبر 4000 مرشح. حدث هذا في مصنع انتشار غازي ضخم في أوك ريدج.

في عام 1940 ، تحت قيادة إرنست لورانس في جامعة كاليفورنيا ، بدأ البحث حول فصل نظائر اليورانيوم بالطريقة الكهرومغناطيسية. كان من الضروري إيجاد مثل هذه العمليات الفيزيائية التي تسمح بفصل النظائر باستخدام الاختلاف في كتلها. حاول لورنس فصل النظائر باستخدام مبدأ مطياف الكتلة - أداة تحدد كتل الذرات.

كان مبدأ عملها على النحو التالي: تم تسريع الذرات المتأينة مسبقًا بواسطة مجال كهربائي ، ثم مرت عبر مجال مغناطيسي وصفوا فيه الدوائر الموجودة في مستوى عمودي على اتجاه المجال. نظرًا لأن أنصاف أقطار هذه المسارات كانت متناسبة مع الكتلة ، فقد انتهى الأمر بالأيونات الخفيفة في دوائر بنصف قطر أصغر من الدوائر الثقيلة. إذا تم وضع المصائد في مسار الذرات ، فمن الممكن بهذه الطريقة جمع النظائر المختلفة بشكل منفصل.

كانت هذه هي الطريقة. في ظروف المختبرأعطى نتائج جيدة. ولكن ثبت أن بناء مصنع يمكن فيه فصل النظائر على نطاق صناعي صعب للغاية. ومع ذلك ، تمكن لورانس في النهاية من التغلب على جميع الصعوبات. كانت نتيجة جهوده ظهور الكالوترون ، الذي تم تثبيته في مصنع عملاق في أوك ريدج.

تم بناء هذا المصنع الكهرومغناطيسي في عام 1943 واتضح أنه ربما يكون أغلى من بنات أفكار مشروع مانهاتن. تتطلب طريقة لورنس عددًا كبيرًا من الأجهزة المعقدة ، غير المطورة بعد المرتبطة بالجهد العالي والفراغ العالي والقوي المجالات المغناطيسية. كانت التكاليف هائلة. كان للكالوترون مغناطيس كهربي عملاق يصل طوله إلى 75 م ويزن حوالي 4000 طن.

دخلت عدة آلاف من الأطنان من الأسلاك الفضية في لفات هذا المغناطيس الكهربائي.

كلف العمل بأكمله (باستثناء تكلفة الفضة بقيمة 300 مليون دولار ، والتي قدمتها خزانة الدولة بشكل مؤقت فقط) 400 مليون دولار. فقط للكهرباء التي ينفقها الكالترون ، دفعت وزارة الدفاع 10 ملايين. كان الكثير من المعدات في مصنع أوك ريدج متفوقًا من حيث الحجم والدقة على أي شيء تم تطويره في هذا المجال.

لكن كل هذه النفقات لم تذهب سدى. بعد إنفاق ما مجموعه حوالي 2 مليار دولار ، ابتكر العلماء الأمريكيون بحلول عام 1944 تقنية فريدة لتخصيب اليورانيوم وإنتاج البلوتونيوم. في هذه الأثناء ، في مختبر لوس ألاموس ، كانوا يعملون على تصميم القنبلة نفسها. كان مبدأ تشغيله واضحًا بشكل عام لفترة طويلة: كان يجب نقل المادة الانشطارية (البلوتونيوم أو اليورانيوم -235) إلى حالة حرجة وقت الانفجار (لحدوث تفاعل متسلسل ، يجب نقل كتلة يجب أن تكون الشحنة أكبر بشكل ملحوظ من الشحنة الحرجة) وتشعيعها بحزمة نيوترونية ، مما يستلزم بداية تفاعل متسلسل.

وفقًا للحسابات ، تجاوزت الكتلة الحرجة للشحنة 50 كيلوجرامًا ، ولكن يمكن تقليلها بشكل كبير. بشكل عام ، يتأثر حجم الكتلة الحرجة بشدة بعدة عوامل. كلما كبرت مساحة الشحنة ، زاد انبعاث النيوترونات بلا فائدة في الفضاء المحيط. الكرة لديها أصغر مساحة سطح. وبالتالي ، فإن الشحنات الكروية ، مع تساوي الأشياء الأخرى ، لها أصغر كتلة حرجة. بالإضافة إلى ذلك ، تعتمد قيمة الكتلة الحرجة على نقاوة ونوع المواد الانشطارية. يتناسب عكسياً مع مربع كثافة هذه المادة ، مما يسمح ، على سبيل المثال ، بمضاعفة الكثافة ، بتقليل الكتلة الحرجة بمقدار أربعة أضعاف. يمكن الحصول على الدرجة المطلوبة دون الحرجية ، على سبيل المثال ، عن طريق ضغط المواد الانشطارية بسبب انفجار شحنة متفجرة تقليدية مصنوعة في شكل قذيفة كروية تحيط بالشحنة النووية. يمكن أيضًا تقليل الكتلة الحرجة من خلال إحاطة الشحنة بشاشة تعكس النيوترونات جيدًا. يمكن استخدام الرصاص ، البريليوم ، التنجستن ، اليورانيوم الطبيعي ، الحديد ، وغيرها الكثير مثل هذه الشاشة.

يتكون أحد التصميمات المحتملة للقنبلة الذرية من قطعتين من اليورانيوم ، والتي عند الجمع بينهما تشكل كتلة أكبر من الكتلة الحرجة. من أجل التسبب في انفجار قنبلة ، يجب أن تجمعهم معًا في أسرع وقت ممكن. الطريقة الثانية تعتمد على استخدام انفجار داخلي متقارب. في هذه الحالة ، تم توجيه تدفق الغازات من مادة متفجرة تقليدية نحو المادة الانشطارية الموجودة بداخلها وضغطها حتى تصل إلى الكتلة الحرجة. يؤدي اتصال الشحنة وإشعاعها الشديد بالنيوترونات ، كما ذكرنا سابقًا ، إلى حدوث تفاعل متسلسل ، ونتيجة لذلك ، ترتفع درجة الحرارة في الثانية الأولى إلى مليون درجة. خلال هذا الوقت ، تمكن حوالي 5 ٪ فقط من الكتلة الحرجة من الانفصال. تبخرت بقية الشحنة في تصميمات القنابل المبكرة بدونها
أي خير.

تم تجميع أول قنبلة ذرية في التاريخ (أطلق عليها اسم "الثالوث") في صيف عام 1945. وفي 16 يونيو 1945 ، في موقع التجارب النووية في صحراء ألاموغوردو (نيو مكسيكو) ، تم إنتاج أول تجربة على الأرض انفجار نووي. تم وضع القنبلة في وسط موقع الاختبار على قمة برج فولاذي طوله 30 مترًا. تم وضع معدات التسجيل حولها على مسافة كبيرة. على بعد 9 كم كان هناك نقطة مراقبة ، وعلى بعد 16 كم - مركز قيادة. ترك الانفجار الذري انطباعًا هائلًا لدى جميع الشهود على هذا الحدث. وفقًا لوصف شهود العيان ، كان هناك شعور بأن العديد من الشموس اندمجت في واحدة وأضاءت المضلع في وقت واحد. ثم ظهرت كرة ضخمة من النار فوق السهل ، وبدأت سحابة مستديرة من الغبار والنور تتصاعد نحوه ببطء وبشكل ينذر بالسوء.

بعد الإقلاع من الأرض ، طارت كرة النار هذه إلى ارتفاع أكثر من ثلاثة كيلومترات في بضع ثوانٍ. مع كل لحظة نما فيها حجمها ، سرعان ما وصل قطرها إلى 1.5 كيلومتر ، وارتفعت ببطء إلى طبقة الستراتوسفير. ثم أفسحت كرة النار الطريق لعمود من الدخان الملتف ، امتد إلى ارتفاع 12 كم ، على شكل فطر عملاق. كان كل هذا مصحوبًا بزئير رهيب ارتعدت منه الأرض. فاقت قوة القنبلة المنفجرة كل التوقعات.

بمجرد أن سمح الوضع الإشعاعي ، اندفعت العديد من دبابات شيرمان ، المبطنة بألواح الرصاص من الداخل ، إلى منطقة الانفجار. كان على أحدهم فيرمي ، الذي كان حريصًا على رؤية نتائج عمله. ظهرت الأرض المحروقة الميتة أمام عينيه ، حيث دمرت الحياة كلها داخل دائرة نصف قطرها 1.5 كيلومتر. تبلد الرمل في قشرة زجاجية مخضرة تغطي الأرض. في حفرة ضخمة وضعت بقايا مشوهة لبرج دعم فولاذي. وقدرت قوة الانفجار بحوالي 20 ألف طن من مادة تي إن تي.

كانت الخطوة التالية أن تكون استخدام القتالالقنابل ضد اليابان ، والتي ، بعد استسلام ألمانيا الفاشية ، واصلت وحدها الحرب مع الولايات المتحدة وحلفائها. لم تكن هناك عربات إطلاق في ذلك الوقت ، لذلك كان يجب تنفيذ القصف من طائرة. تم نقل مكونات القنبلتين بعناية فائقة من قبل يو إس إس إنديانابوليس إلى جزيرة تينيان ، حيث كان مقر مجموعة القوات الجوية الأمريكية 509 المركبة. حسب نوع الشحنة والتصميم ، كانت هذه القنابل مختلفة بعض الشيء عن بعضها البعض.

القنبلة الأولى - "بيبي" - كانت قنبلة جوية كبيرة الحجم بشحنة ذرية من اليورانيوم 235 عالي التخصيب. كان طوله حوالي 3 أمتار ، وقطره - 62 سم ​​، ووزنه - 4.1 طن.

القنبلة الثانية - "فات مان" - المشحونة بالبلوتونيوم 239 كانت على شكل بيضة مع موازن كبير الحجم. طوله
كان 3.2 م ، قطرها 1.5 م ، الوزن - 4.5 طن.

في 6 أغسطس ، أسقط مفجر الكولونيل تيبيتس بي 29 إينولا جاي "كيد" على مدينة هيروشيما اليابانية الكبيرة. أسقطت القنبلة بالمظلة وانفجرت كما كان مخططا على ارتفاع 600 متر من الأرض.

كانت عواقب الانفجار رهيبة. حتى على الطيارين أنفسهم ، فإن مشهد المدينة المسالمة التي دمروها في لحظة كان له انطباع محبط. لاحقًا ، اعترف أحدهم بأنهم رأوا في تلك اللحظة أسوأ شيء يمكن لأي شخص رؤيته.

بالنسبة لأولئك الذين كانوا على الأرض ، بدا ما كان يحدث وكأنه جحيم حقيقي. بادئ ذي بدء ، مرت موجة حر فوق هيروشيما. استمر تأثيرها بضع لحظات فقط ، لكنها كانت قوية جدًا لدرجة أنها صهرت حتى البلاط وبلورات الكوارتز في ألواح الجرانيت ، وحولت أعمدة الهاتف إلى فحم على مسافة 4 كيلومترات ، وأخيراً تم حرقها بشدة. أجسام بشريةولم يبق منهم إلا الظلال على الرصيف الإسفلتي أو على جدران البيوت. ثم هربت عاصفة من الرياح الهائلة من تحت كرة النار واندفعت فوق المدينة بسرعة 800 كم / ساعة ، جرفت كل شيء في طريقها. انهارت المنازل التي لم تستطع تحمل هجومه الغاضب وكأنها قد قُطعت. في دائرة عملاقة يبلغ قطرها 4 كيلومترات ، لم يبق مبنى واحد سليمًا. بعد دقائق قليلة من الانفجار ، مرت أمطار سوداء مشعة فوق المدينة - تحولت هذه الرطوبة إلى بخار مكثف في الطبقات العالية من الغلاف الجوي وسقط على الأرض على شكل قطرات كبيرة ممزوجة بالغبار المشع.

بعد هطول الأمطار ، ضربت رياح جديدة المدينة ، وهذه المرة تهب في اتجاه مركز الزلزال. كان أضعف من الأول ، لكنه كان لا يزال قوياً بما يكفي لاقتلاع الأشجار. أشعلت الريح حريقًا هائلاً اشتعل فيه كل ما يمكن أن يحترق. من بين 76000 مبنى ، تم تدمير وحرق 55000 بالكامل. واستذكر شهود هذه الكارثة الرهيبة مشاعل الناس التي سقطت منها الملابس المحترقة على الأرض مع تمزق الجلد ، وحشود من الناس المذهولين ، المغطاة بحروق مروعة ، الذين اندفعوا وهم يصرخون في الشوارع. كانت هناك رائحة خانقة في الهواء من الحرق لحم ادمي. يرقد الناس في كل مكان ، موتى ومحتضرون. كان هناك الكثير من المكفوفين والصم ، ولم يتمكنوا ، وهم يدقون في كل الاتجاهات ، من صنع أي شيء في حالة الفوضى التي سادت حولهم.

المؤسفون ، الذين كانوا من مركز الزلزال على مسافة تصل إلى 800 متر ، احترقوا في جزء من الثانية بالمعنى الحرفي للكلمة - تبخرت دواخلهم وتحولت أجسادهم إلى كتل من الفحم المدخن. يقع على بعد كيلومتر واحد من مركز الزلزال ، وقد أصابهم مرض الإشعاع في شكل شديد الخطورة. في غضون ساعات قليلة ، بدأوا في التقيؤ بشدة ، وقفزت درجة الحرارة إلى 39-40 درجة ، وظهر ضيق في التنفس ونزيف. ثم ظهرت قرح غير قابلة للشفاء على الجلد ، وتغير تكوين الدم بشكل كبير ، وتساقط الشعر. بعد معاناة رهيبة ، عادة في اليوم الثاني أو الثالث ، حدثت الوفاة.

في المجموع ، توفي حوالي 240 ألف شخص من جراء الانفجار والأمراض الإشعاعية. تلقى حوالي 160 ألفًا من المرض الإشعاعي بشكل أكثر اعتدالًا - هم الموت المؤلمتأخرت لعدة أشهر أو سنوات. عندما انتشرت أخبار الكارثة في جميع أنحاء البلاد ، أصيبت اليابان بالشلل والخوف. وزادت أكثر بعد أن أسقطت طائرة الميجر سويني بوكس ​​كار قنبلة ثانية على ناغازاكي في 9 أغسطس. كما قُتل وجُرح مئات الآلاف من السكان هنا. غير قادر على مقاومة الأسلحة الجديدة ، استسلمت الحكومة اليابانية - وضعت القنبلة الذرية نهاية للحرب العالمية الثانية.

انتهت الحرب. استمرت ست سنوات فقط ، لكنها تمكنت من تغيير العالم والناس تقريبًا إلى درجة يصعب التعرف عليها.

الحضارة الإنسانية قبل عام 1939 والحضارة الإنسانية بعد عام 1945 تختلف بشكل لافت للنظر عن بعضها البعض. هناك أسباب كثيرة لذلك ، ولكن من أهمها ظهور الأسلحة النووية. يمكن القول دون مبالغة أن ظل هيروشيما ظل طوال النصف الثاني من القرن العشرين بأكمله. لقد أصبح حرقًا أخلاقيًا عميقًا للعديد من الملايين من الناس ، سواء أولئك الذين كانوا معاصرين لهذه الكارثة والذين ولدوا بعد عقود من الزمان. الإنسان المعاصرلم يعد بإمكانه التفكير في العالم بالطريقة التي فكر بها قبل 6 أغسطس 1945 - لقد فهم بوضوح شديد أن هذا العالم لا يمكن أن يتحول إلى لا شيء في غضون لحظات قليلة.

لا يمكن للإنسان الحديث أن ينظر إلى الحرب ، كما شاهدها أجداده وأجداده - فهو يعلم على وجه اليقين أن هذه الحرب ستكون الأخيرة ، ولن يكون فيها رابحون ولا خاسرون فيها. لقد تركت الأسلحة النووية بصماتها على جميع المجالات الحياة العامة، والحضارة الحديثة لا تستطيع أن تعيش بنفس القوانين التي كانت عليها قبل ستين أو ثمانين عامًا. لا أحد يفهم هذا أفضل من صانعي القنبلة الذرية أنفسهم.

"الناس على كوكبنا كتب روبرت أوبنهايمر ، يجب أن يتحدوا. الرعب والدمار الذي زرعته الحرب الأخيرة يملي علينا هذه الفكرة. أثبتت تفجيرات القنابل الذرية ذلك بكل قسوة. قال أشخاص آخرون في أوقات أخرى كلمات مماثلة - فقط عن الأسلحة الأخرى والحروب الأخرى. لم ينجحوا. لكن من يقول اليوم أن هذه الكلمات عديمة الفائدة تنخدعه تقلبات التاريخ. لا يمكننا أن نكون مقتنعين بهذا. لا تترك نتائج عملنا خيارًا آخر للبشرية سوى إنشاء عالم موحد. عالم قائم على القانون والانسانية ".

افترض العلماء الهنود واليونانيون القدماء أن المادة تتكون من أصغر الجسيمات غير القابلة للتجزئة ؛ وقد كتبوا عن هذا في أطروحاتهم قبل وقت طويل من بداية عصرنا. في القرن الخامس قبل الميلاد ه. صاغ العالم اليوناني ليوكيبوس Leucippus من ميليتس وتلميذه ديموقريطوس مفهوم الذرة (الذرة اليونانية "غير قابلة للتجزئة"). لقرون عديدة ظلت هذه النظرية فلسفية إلى حد ما ، وفي عام 1803 فقط اقترحها الكيميائي الإنجليزي جون دالتون نظرية علميةذرة ، أكدتها التجارب.

فى النهاية التاسع عشر في وقت مبكرالقرن ال 20 تم تطوير هذه النظرية في كتابات جوزيف طومسون ، ثم إرنست رذرفورد ، الذي أطلق عليه اسم أبو الفيزياء النووية. وجد أن الذرة ، على عكس اسمها ، ليست جسيمًا محدودًا غير قابل للتجزئة ، كما ذكر سابقًا. في عام 1911 ، تبنى الفيزيائيون نظام رذرفورد بور "الكوكبي" ، والذي بموجبه تتكون الذرة من نواة موجبة الشحنة وإلكترونات سالبة الشحنة تدور حولها. وجد لاحقًا أن النواة ليست أيضًا غير قابلة للتجزئة ؛ فهي تتكون من بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات عديمة الشحنة ، والتي بدورها تتكون من جسيمات أولية.

بمجرد أن أصبح هيكل النواة الذرية واضحًا إلى حد ما للعلماء ، حاولوا تحقيق الحلم القديم للكيميائيين - تحويل مادة إلى أخرى. في عام 1934 ، حصل العالمان الفرنسيان فريدريك وإيرين جوليو كوري ، عند قصف الألومنيوم بجزيئات ألفا (نوى ذرة الهيليوم) ، على ذرات الفوسفور المشعة ، والتي تحولت بدورها إلى نظير سيليكون ثابت لعنصر أثقل من الألومنيوم. نشأت الفكرة لإجراء تجربة مماثلة مع أثقل عنصر طبيعي ، وهو اليورانيوم ، الذي اكتشفه مارتن كلابروث في عام 1789. بعد أن اكتشف هنري بيكريل النشاط الإشعاعي لأملاح اليورانيوم في عام 1896 ، كان العلماء مهتمين بجدية بهذا العنصر.

إي رذرفورد.

انفجار نووي عيش الغراب.

في عام 1938 ، أجرى الكيميائيان الألمان أوتو هان وفريتز ستراسمان تجربة مشابهة لتجربة جوليو كوري ، ومع ذلك ، أخذوا اليورانيوم بدلاً من الألومنيوم ، وكانوا يأملون في الحصول على عنصر جديد فائق الثقل. ومع ذلك ، كانت النتيجة غير متوقعة: فبدلاً من الثقل الفائق ، تم الحصول على عناصر خفيفة من الجزء الأوسط من الجدول الدوري. بعد مرور بعض الوقت ، اقترحت الفيزيائية ليزا مايتنر أن قصف اليورانيوم بالنيوترونات يؤدي إلى انقسام (انشطار) نواته ، مما ينتج عنه نوى عناصر ضوئية وعدد معين من النيوترونات الحرة.

أظهرت دراسات أخرى أن اليورانيوم الطبيعي يتكون من مزيج من ثلاثة نظائر ، مع وجود اليورانيوم 235 الأقل ثباتًا منها. من وقت لآخر ، تنقسم نوى ذراتها تلقائيًا إلى أجزاء ، ويصاحب هذه العملية إطلاق نيوترونين أو ثلاثة نيوترونات حرة ، والتي تندفع بسرعة حوالي 10 آلاف كيلومتر. في معظم الحالات ، تلتقط نوى النظير الأكثر شيوعًا -238 هذه النيوترونات ، وغالبًا ما يتم تحويل اليورانيوم إلى نبتونيوم ثم إلى بلوتونيوم 239. عندما يصطدم نيوترون بنواة اليورانيوم -2 3 5 ، يحدث انشطاره الجديد على الفور.

كان الأمر واضحًا: إذا أخذت قطعة كبيرة بما يكفي من اليورانيوم النقي (المخصب) -235 ، فإن تفاعل الانشطار النووي فيها سيصبح مثل الانهيار الجليدي ، وكان يسمى هذا التفاعل بالتفاعل المتسلسل. يطلق كل انشطار نووي كمية هائلة من الطاقة. تم حساب أنه مع الانشطار الكامل لـ 1 كجم من اليورانيوم -235 ، يتم إطلاق نفس كمية الحرارة كما هو الحال عند حرق 3 آلاف طن من الفحم. كان هذا الإطلاق الهائل للطاقة ، الذي تم إطلاقه في غضون لحظات ، يتجلى في صورة انفجار للقوة الوحشية ، والتي ، بالطبع ، كانت تهم الإدارات العسكرية على الفور.

جوليو كوري. الأربعينيات

مايتنر وأو هان. 1925

قبل اندلاع الحرب العالمية الثانية ، قامت ألمانيا وبعض الدول الأخرى بأعمال سرية للغاية تتعلق بإنشاء أسلحة نووية. في الولايات المتحدة ، بدأ البحث الذي أطلق عليه "مشروع مانهاتن" في عام 1941 ؛ وبعد ذلك بعام ، تم إنشاء أكبر مختبر أبحاث في العالم في لوس ألاموس. كان المشروع خاضعًا إداريًا للجنرال غروفز ، وتم تنفيذ القيادة العلمية من قبل الأستاذ في جامعة كاليفورنيا روبرت أوبنهايمر. حضر المشروع أكبر الجهات في مجال الفيزياء والكيمياء ، بما في ذلك 13 من الحائزين على جائزة نوبل: إنريكو فيرمي ، وجيمس فرانك ، ونيلز بور ، وإرنست لورانس وغيرهم.

كانت المهمة الرئيسية هي الحصول على كمية كافية من اليورانيوم 235. وقد وجد أن البلوتونيوم -2 39 يمكن أن يكون بمثابة شحنة للقنبلة ، لذلك تم تنفيذ العمل في اتجاهين في وقت واحد. كان من المقرر أن يتم تراكم اليورانيوم -235 عن طريق فصله عن الجزء الأكبر من اليورانيوم الطبيعي ، ولا يمكن الحصول على البلوتونيوم إلا نتيجة تفاعل نووي محكوم بإشعاع اليورانيوم 238 بالنيوترونات. تم تخصيب اليورانيوم الطبيعي في مصانع شركة Westinghouse ، ولإنتاج البلوتونيوم كان من الضروري بناء مفاعل نووي.

في المفاعل حدثت عملية تشعيع قضبان اليورانيوم بالنيوترونات ، ونتيجة لذلك كان من المفترض أن يتحول جزء من اليورانيوم 238 إلى بلوتونيوم. كانت مصادر النيوترونات عبارة عن ذرات انشطارية من اليورانيوم -235 ، لكن التقاط النيوترونات بواسطة اليورانيوم 238 منع بدء التفاعل المتسلسل. ساعد اكتشاف Enrico Fermi ، الذي اكتشف أن النيوترونات تباطأت إلى سرعة 22 مللي ثانية ، في حدوث تفاعل متسلسل لليورانيوم 235 ، ولكن لم يتم التقاطه بواسطة اليورانيوم 238 ، ساعد في حل المشكلة. كوسيط ، اقترح فيرمي طبقة 40 سم من الجرافيت أو الماء الثقيل ، والتي تشمل الديوتيريوم النظير للهيدروجين.

ر. أوبنهايمر واللفتنانت جنرال إل. غروفز. 1945

كالوترون في أوك ريدج.

تم بناء مفاعل تجريبي في عام 1942 تحت مدرجات استاد شيكاغو. في 2 ديسمبر ، تم إطلاقها التجريبي بنجاح. وبعد مرور عام ، تم بناء مصنع تخصيب جديد في مدينة أوك ريدج ، وتم إطلاق مفاعل للإنتاج الصناعي للبلوتونيوم ، بالإضافة إلى جهاز كالوترون للفصل الكهرومغناطيسي لنظائر اليورانيوم. وبلغت التكلفة الإجمالية للمشروع حوالي 2 مليار دولار. في غضون ذلك ، في لوس ألاموس ، كان العمل جاريا مباشرة على عبوة القنبلة وطرق تفجير العبوة.

في 16 يونيو 1945 ، بالقرب من مدينة ألاموغوردو في نيو مكسيكو ، أثناء الاختبارات التي تحمل الاسم الرمزي ترينيتي ("ترينيتي") ، تم تفجير أول جهاز نووي في العالم به شحنة من البلوتونيوم ومخطط تفجير داخلي (باستخدام المتفجرات الكيميائية للتفجير) . كانت قوة الانفجار تعادل انفجار 20 كيلوطن من مادة تي إن تي.

كانت الخطوة التالية هي الاستخدام القتالي للأسلحة النووية ضد اليابان ، والتي ، بعد استسلام ألمانيا ، واصلت وحدها الحرب ضد الولايات المتحدة وحلفائها. في 6 أغسطس ، أسقط مفجر Enola Gay B-29 ، تحت قيادة الكولونيل تيبيتس ، قنبلة صبي صغير ("طفل") على هيروشيما بشحنة يورانيوم ومدفع (باستخدام اتصال بين كتلتين لإنشاء كتلة حرجة ) مخطط التفجير. سقطت القنبلة بالمظلة وانفجرت على ارتفاع 600 متر من الأرض. في 9 أغسطس ، أسقطت طائرة الميجور سويني بوكس ​​كار قنبلة بلوتونيوم فات مان على ناغازاكي. كانت عواقب الانفجارات رهيبة. دمرت كلتا المدينتين بالكامل تقريبًا ، مات أكثر من 200 ألف شخص في هيروشيما ، وحوالي 80 ألفًا في ناغازاكي.وفي وقت لاحق ، اعترف أحد الطيارين أنهم رأوا في تلك اللحظة أفظع شيء يمكن لأي شخص رؤيته. غير قادر على مقاومة الأسلحة الجديدة ، استسلمت الحكومة اليابانية.

هيروشيما بعد القصف الذري.

وضع انفجار القنبلة الذرية نهاية للحرب العالمية الثانية ، لكنها بدأت بالفعل حرب جديدة"بارد" ، مصحوبًا بسباق غير مقيد أسلحة نووية. كان على العلماء السوفييت اللحاق بالأمريكيين. في عام 1943 ، تم إنشاء "المختبر رقم 2" السري ، برئاسة الفيزيائي الشهير إيغور فاسيليفيتش كورتشاتوف. في وقت لاحق ، تم تحويل المختبر إلى معهد الطاقة الذرية. في ديسمبر 1946 ، تم إجراء أول تفاعل متسلسل في مفاعل اليورانيوم الجرافيت النووي التجريبي F1. بعد ذلك بعامين ، تم بناء أول مصنع للبلوتونيوم مع العديد من المفاعلات الصناعية في الاتحاد السوفيتي ، وفي أغسطس 1949 ، تم تنفيذ انفجار تجريبي لأول قنبلة ذرية سوفيتية بشحنة بلوتونيوم RDS-1 بسعة 22 كيلو طن في موقع اختبار سيميبالاتينسك.

في نوفمبر 1952 ، في Eniwetok Atoll في المحيط الهاديفجرت الولايات المتحدة أول شحنة نووية حرارية ، نشأت قوتها التدميرية بسبب الطاقة المنبعثة أثناء الاندماج النووي للعناصر الخفيفة في العناصر الأثقل. بعد تسعة أشهر ، في موقع اختبار سيميبالاتينسك ، اختبر العلماء السوفييت القنبلة النووية الحرارية RDS-6 ، أو الهيدروجين ، التي يبلغ وزنها 400 كيلوطن والتي طورتها مجموعة من العلماء بقيادة أندريه دميترييفيتش ساخاروف ويولي بوريسوفيتش خاريتون. في أكتوبر 1961 ، تم تفجير قنبلة قيصر بقدرة 50 ميغا طن ، وهي أقوى قنبلة هيدروجينية تم اختبارها على الإطلاق ، في موقع اختبار أرخبيل نوفايا زيمليا.

أولا في كورتشاتوف.

في نهاية العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، كان لدى الولايات المتحدة ما يقرب من 5000 سلاح نووي وروسيا 2800 سلاح نووي على منصات الإطلاق الاستراتيجية المنتشرة ، بالإضافة إلى عدد كبير من الأسلحة النووية التكتيكية. هذا الاحتياطي يكفي لتدمير الكوكب بأكمله عدة مرات. قنبلة نووية حرارية واحدة بمتوسط ​​إنتاج (حوالي 25 ميغا طن) تساوي 1500 هيروشيما.

في أواخر السبعينيات ، كانت الأبحاث جارية لإنشاء سلاح نيوتروني ، وهو نوع من القنبلة النووية منخفضة القوة. تختلف القنبلة النيوترونية عن القنبلة النووية التقليدية في أنها تزيد بشكل مصطنع من جزء طاقة الانفجار الذي يتم إطلاقه في شكل إشعاع نيوتروني. يؤثر هذا الإشعاع على القوى البشرية للعدو ، ويؤثر على أسلحته ويخلق تلوثًا إشعاعيًا للمنطقة ، بينما يكون تأثير موجة الصدمة والإشعاع الضوئي محدودًا. ومع ذلك ، لم يقم جيش واحد في العالم بإدخال شحنات النيوترونات إلى الخدمة.

على الرغم من أن استخدام الطاقة الذرية جعل العالم على شفا الدمار ، إلا أن لها جانبًا سلميًا أيضًا ، على الرغم من أنها خطيرة للغاية عندما تخرج عن نطاق السيطرة ، فقد ظهر ذلك بوضوح من خلال الحوادث التي وقعت في محطتي تشيرنوبيل وفوكوشيما للطاقة النووية. . تم إطلاق أول محطة للطاقة النووية في العالم بسعة 5 ميجاوات فقط في 27 يونيو 1954 في قرية أوبنينسكوي ، منطقة كالوغا (الآن مدينة أوبنينسك). حتى الآن ، هناك أكثر من 400 محطة للطاقة النووية قيد التشغيل في العالم ، 10 منها في روسيا. يولدون حوالي 17٪ من كهرباء العالم ، ومن المرجح أن يرتفع هذا الرقم فقط. في الوقت الحاضر ، لا يمكن للعالم الاستغناء عن استخدام الطاقة النووية ، لكننا نريد أن نصدق أنه في المستقبل ، ستجد البشرية مصدرًا أكثر أمانًا لإمدادات الطاقة.

لوحة تحكم لمحطة الطاقة النووية في أوبنينسك.

تشيرنوبيل بعد الكارثة.

البحث عن السلاح الأمثل، القادرة على تبخير جيش العدو بنقرة واحدة ، قاتلت مئات الآلاف من صانعي الأسلحة المشهورين والمنسيين في العصور القديمة. بشكل دوري ، يمكن العثور على أثر لعمليات البحث هذه في القصص الخيالية ، والتي تصف بشكل أو بآخر معجزة السيف أو القوس الذي يضرب دون أن يخطئ أحد.

لحسن الحظ ، تحرك التقدم التكنولوجي ببطء شديد لفترة طويلة لدرجة أن التجسيد الحقيقي لأسلحة التكسير ظل في الأحلام والقصص الشفوية ، وفيما بعد على صفحات الكتب. قدمت القفزة العلمية والتكنولوجية في القرن التاسع عشر الظروف اللازمة لخلق الرهاب الرئيسي في القرن العشرين. قنبلة نووية، التي تم إنشاؤها واختبارها في ظروف حقيقية ، أحدثت ثورة في الشؤون العسكرية والسياسة على حد سواء.

تاريخ صناعة الأسلحة

لفترة طويلة ، كان يعتقد أن أقوى الأسلحة لا يمكن صنعها إلا باستخدام المتفجرات. أعطت اكتشافات العلماء الذين يعملون مع أصغر الجسيمات المنطق العلميحقيقة أنه بمساعدة الجسيمات الأولية ، من الممكن توليد طاقة هائلة. يمكن تسمية أول باحث في سلسلة من الباحثين بيكريل ، الذي اكتشف في عام 1896 النشاط الإشعاعي لأملاح اليورانيوم.

اليورانيوم نفسه معروف منذ عام 1786 ، ولكن في ذلك الوقت لم يشك أحد في نشاطه الإشعاعي. لم يكشف عمل العلماء في مطلع القرنين التاسع عشر والعشرين عن الخصائص الفيزيائية الخاصة فحسب ، بل كشف أيضًا عن إمكانية الحصول على الطاقة من المواد المشعة.

تم وصف خيار صنع أسلحة تعتمد على اليورانيوم لأول مرة بالتفصيل ، ونشره وحصل على براءة اختراع من قبل الفيزيائيين الفرنسيين ، زوجات جوليو كوري في عام 1939.

على الرغم من قيمة الأسلحة ، عارض العلماء أنفسهم بشدة إنشاء مثل هذا السلاح المدمر.

بعد أن خاض الزوجان (فريدريك وإيرين) الحرب العالمية الثانية في المقاومة ، في الخمسينيات من القرن الماضي ، مدركين القوة التدميرية للحرب ، ويؤيدان نزع السلاح العام. يدعمهم نيلز بور وألبرت أينشتاين وعلماء فيزيائيون بارزون آخرون في ذلك الوقت.

في هذه الأثناء ، بينما كانت عائلة جوليو كوري منشغلة بمشكلة النازيين في باريس ، على الجانب الآخر من الكوكب ، في أمريكا ، كان يتم تطوير أول شحنة نووية في العالم. حصل روبرت أوبنهايمر ، الذي قاد العمل ، على أوسع الصلاحيات والموارد الضخمة. تميزت نهاية عام 1941 ببداية مشروع مانهاتن ، والذي أدى في النهاية إلى إنشاء أول شحنة نووية قتالية.

في مدينة لوس ألاموس ، نيو مكسيكو ، أقيمت أول منشآت إنتاج لإنتاج اليورانيوم المستخدم في صنع الأسلحة. في المستقبل ، تظهر نفس المراكز النووية في جميع أنحاء البلاد ، على سبيل المثال ، في شيكاغو ، في أوك ريدج ، تينيسي ، تم إجراء الأبحاث أيضًا في كاليفورنيا. تم إلقاء أفضل قوات أساتذة الجامعات الأمريكية ، وكذلك الفيزيائيين الذين فروا من ألمانيا ، في صنع القنبلة.

في "الرايخ الثالث" نفسه ، تم إطلاق العمل على إنشاء نوع جديد من الأسلحة بطريقة مميزة للفوهرر.

لأن "ممتلكات" كانت مهتمة بالدبابات والطائرات أكثر من المزيد من الموضوعاتأفضل من ذلك ، لم يكن يرى حاجة ماسة إلى قنبلة معجزة جديدة.

وبناءً على ذلك ، فإن المشاريع التي لم يدعمها هتلر ، في أحسن الأحوال ، كانت تسير بخطى بطيئة.

عندما بدأ الخبز ، واتضح أن الدبابات والطائرات ابتلعت من قبل الجبهة الشرقية ، تلقى السلاح المعجزة الجديد الدعم. لكن بعد فوات الأوان ، في ظروف القصف والخوف المستمر من أسافين الدبابات السوفيتية ، لم يكن من الممكن إنشاء جهاز بمكون نووي.

كان الاتحاد السوفياتي أكثر انتباهاً لإمكانية إنشاء نوع جديد من الأسلحة المدمرة. في فترة ما قبل الحرب ، جمع الفيزيائيون ولخصوا المعرفة العامة حول الطاقة النووية وإمكانية صنع أسلحة نووية. عملت المخابرات بجد خلال كامل فترة إنشاء القنبلة النووية في كل من الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة الأمريكية. لعبت الحرب دورًا مهمًا في كبح وتيرة التنمية ، حيث ذهبت موارد ضخمة إلى الجبهة.

صحيح أن الأكاديمي كورتشاتوف إيغور فاسيليفيتش ، بمثابرته المميزة ، شجع عمل جميع الوحدات التابعة في هذا الاتجاه أيضًا. بالنظر إلى المستقبل قليلاً ، سيكون هو من سيُطلب منه تسريع تطوير الأسلحة في مواجهة تهديد الضربة الأمريكية على مدن الاتحاد السوفيتي. كان هو الذي وقف في حصى آلة ضخمة من مئات وآلاف العلماء والعمال ، الذي سيُمنح اللقب الفخري لأب القنبلة النووية السوفيتية.

أول اختبار في العالم

لكن لنعد إلى البرنامج النووي الأمريكي. بحلول صيف عام 1945 ، نجح العلماء الأمريكيون في صنع أول قنبلة نووية في العالم. أي فتى صنع لنفسه أو اشترى لعبة نارية قوية في متجر يعاني من عذاب غير عادي ، ويرغب في تفجيرها في أسرع وقت ممكن. في عام 1945 ، واجه المئات من العسكريين والعلماء الأمريكيين نفس الشيء.

في 16 يونيو 1945 ، في صحراء ألاموغوردو ، نيو مكسيكو ، تم إجراء أول تجارب أسلحة نووية في التاريخ وواحد من أقوى الانفجارات في ذلك الوقت.

وأصيب شهود العيان الذين كانوا يشاهدون الانفجار من القبو بالقوة التي انفجرت بها الشحنة فوق برج من الصلب يبلغ ارتفاعه 30 مترا. في البداية غمر كل شيء بالضوء ، أقوى عدة مرات من الشمس. ثم ارتفعت كرة نارية في السماء ، وتحولت إلى عمود من الدخان ، تبلور في الفطر الشهير.

حالما انقشع الغبار ، هرع الباحثون وصناع القنابل إلى موقع الانفجار. راقبوا عواقب دبابات شيرمان المبطنة بالرصاص. ما رأوه أذهلهم ، فلن يتسبب أي سلاح في مثل هذا الضرر. ذاب الرمل على الزجاج في بعض الأماكن.

كما تم العثور على بقايا صغيرة من البرج ، في قمع بقطر كبير ، هياكل مشوهة ومجزأة توضح بوضوح القوة التدميرية.

العوامل المؤثرة

أعطى هذا الانفجار المعلومات الأولى عن قوة السلاح الجديد ، وكيف يمكنه تدمير العدو. هذه عدة عوامل:

• إشعاع الضوء ، وميض يمكن أن يعمي حتى أعضاء الرؤية المحمية ؛
• موجة الصدمة ، تيار كثيف من الهواء يتحرك من المركز ، ويدمر معظم المباني ؛
• النبض الكهرومغناطيسي، مما يؤدي إلى تعطيل معظم المعدات ولا يسمح باستخدام الاتصالات لأول مرة بعد الانفجار ؛
• الإشعاع المخترق ، وهو أخطر عامل بالنسبة لأولئك الذين لجأوا من العوامل الضارة الأخرى ، ينقسم إلى إشعاع ألفا بيتا جاما ؛
• التلوث الإشعاعي الذي يمكن أن يؤثر سلبًا على الصحة والحياة لعشرات أو حتى مئات السنين.

أظهر الاستخدام الإضافي للأسلحة النووية ، بما في ذلك في القتال ، جميع سمات التأثير على الكائنات الحية وعلى الطبيعة. كان السادس من أغسطس عام 1945 آخر يوم لعشرات الآلاف من سكان مدينة هيروشيما الصغيرة ، التي اشتهرت آنذاك بالعديد من المنشآت العسكرية الهامة.

كانت نتيجة الحرب في المحيط الهادئ حتمية ، لكن البنتاغون اعتبر أن العملية في الأرخبيل الياباني ستكلف أكثر من مليون شخص من مشاة البحرية الأمريكية. تقرر قتل العديد من الطيور بحجر واحد ، وسحب اليابان من الحرب ، وتوفير عملية الإنزال ، واختبار أسلحة جديدة أثناء العمل وإعلانها للعالم بأسره ، وقبل كل شيء ، للاتحاد السوفيتي.

في تمام الساعة الواحدة صباحا ، أقلعت الطائرة التي كانت توجد على متنها القنبلة النووية "كيد" في مهمة.

انفجرت قنبلة ألقيت فوق المدينة على ارتفاع حوالي 600 متر في الساعة 8.15 صباحًا. ودمرت جميع المباني الواقعة على بعد 800 متر من مركز الزلزال. نجت جدران عدد قليل من المباني المصممة لزلزال من 9 نقاط.

من بين كل عشرة أشخاص كانوا وقت الانفجار داخل دائرة نصف قطرها 600 متر ، يمكن أن ينجو واحد فقط. حوّل الضوء الإشعاعي الناس إلى فحم ، تاركًا آثار الظل على الحجر ، وبصمة قاتمة للمكان الذي كان فيه الشخص. كانت موجة الانفجار التي أعقبت ذلك قوية جدًا لدرجة أنها تمكنت من كسر الزجاج على مسافة 19 كيلومترًا من موقع الانفجار.

طرد تيار هواء كثيف مراهقًا من المنزل عبر النافذة ، وهبط ، ورأى الرجل كيف كانت جدران المنزل قابلة للطي مثل البطاقات. أعقبت موجة الانفجار زوبعة نارية دمرت السكان القلائل الذين نجوا من الانفجار ولم يكن لديهم الوقت لمغادرة منطقة الحريق. بدأ أولئك الذين كانوا على مسافة من الانفجار يعانون من اضطراب شديد ، كان سببه غير واضح للأطباء في البداية.

بعد ذلك بوقت طويل ، بعد بضعة أسابيع ، تمت صياغة مصطلح "التسمم الإشعاعي" ، والذي يُعرف الآن باسم مرض الإشعاع.

أكثر من 280 ألف شخص سقطوا ضحايا لقنبلة واحدة ، مباشرة من الانفجار ومن الأمراض اللاحقة.

قصف اليابان بالأسلحة النووية لم ينته عند هذا الحد. وفقًا للخطة ، تم ضرب أربع إلى ست مدن فقط ، لكن طقسيسمح بضرب ناغازاكي فقط. في هذه المدينة ، سقط أكثر من 150 ألف شخص ضحايا لقنبلة الرجل السمين.

أدت وعود الحكومة الأمريكية بتنفيذ مثل هذه الضربات قبل استسلام اليابان إلى هدنة ، ثم توقيع اتفاقية أنهت الحرب العالمية. لكن بالنسبة للأسلحة النووية ، كانت هذه البداية فقط.

أقوى قنبلة في العالم

تميزت فترة ما بعد الحرب بمواجهة بين كتلة الاتحاد السوفيتي وحلفائه مع الولايات المتحدة وحلف شمال الأطلسي. في الأربعينيات من القرن الماضي ، فكر الأمريكيون بجدية في مهاجمة الاتحاد السوفيتي. لاحتواء الحليف السابق ، كان من الضروري تسريع العمل على صنع قنبلة ، وفي عام 1949 ، في 29 أغسطس ، انتهى احتكار الولايات المتحدة للأسلحة النووية. خلال سباق التسلح ، تستحق تجربتان للرؤوس الحربية النووية أكبر قدر من الاهتمام.

جزيرة بيكيني أتول ، المعروفة في المقام الأول بملابس السباحة التافهة ، في عام 1954 هبطت فعليًا في جميع أنحاء العالم فيما يتعلق باختبارات شحنة نووية ذات قوة خاصة.

بعد أن قرر الأمريكيون اختبار تصميم جديد للأسلحة الذرية ، لم يحسبوا الشحنة. نتيجة لذلك ، تبين أن الانفجار أقوى 2.5 مرة مما كان مخططا له. تعرض سكان الجزر المجاورة ، وكذلك الصيادون اليابانيون في كل مكان ، للهجوم.

لكنها لم تكن أقوى قنبلة أمريكية. في عام 1960 ، دخلت القنبلة النووية B41 في الخدمة ، والتي لم تجتاز اختبارات كاملة بسبب قوتها. تم حساب قوة الشحنة نظريًا ، خوفًا من تفجير مثل هذا السلاح الخطير في ملعب التدريب.

الاتحاد السوفياتي ، الذي أحب أن يكون الأول في كل شيء ، عاش في عام 1961 ، ولقب بشكل مختلف "والدة كوزكين".

رداً على الابتزاز النووي الأمريكي ، ابتكر العلماء السوفييت أقوى قنبلة في العالم. تم اختباره في Novaya Zemlya ، وقد ترك بصماته في كل زاوية تقريبًا العالم. وبحسب المذكرات ، شعر الناس بزلزال خفيف في الزوايا النائية وقت الانفجار.

بالطبع ، بعد أن فقدت موجة الانفجار كل قوتها التدميرية ، تمكنت من الالتفاف حول الأرض. حتى الآن ، هذه هي أقوى قنبلة نووية في العالم ، صنعتها واختبرتها البشرية. بالطبع ، إذا كانت يديه مفكوكة ، فإن قنبلة كيم جونغ أون النووية ستكون أقوى ، لكن ليس لديه أرض جديدة لاختبارها.

جهاز القنبلة الذرية

اعتبر جهازًا بدائيًا للغاية ، فقط من أجل الفهم ، للقنبلة الذرية. هناك العديد من فئات القنابل الذرية ، لكن ضع في اعتبارك الأنواع الثلاثة الرئيسية:

• انفجر اليورانيوم المكون من اليورانيوم 235 لأول مرة فوق هيروشيما ؛
• تم تفجير البلوتونيوم ، القائم على البلوتونيوم 239 ، لأول مرة فوق ناغازاكي ؛
• نووي حراري ، يُسمى أحيانًا الهيدروجين ، استنادًا إلى الماء الثقيل مع الديوتيريوم والتريتيوم ، لحسن الحظ ، لم يتم استخدامه ضد السكان.

تعتمد أول قنبلتين على تأثير انشطار النوى الثقيلة إلى نوى أصغر من خلال تفاعل نووي غير متحكم فيه مع إطلاق كمية هائلة من الطاقة. والثالث يعتمد على اندماج نوى الهيدروجين (أو بالأحرى نظائره من الديوتيريوم والتريتيوم) مع تكوين الهيليوم ، وهو أثقل بالنسبة للهيدروجين. مع نفس وزن القنبلة ، تكون القدرة التدميرية للقنبلة الهيدروجينية أكبر 20 مرة.

إذا كان من الكافي بالنسبة لليورانيوم والبلوتونيوم تجميع كتلة أكبر من الكتلة الحرجة (التي يبدأ عندها تفاعل متسلسل) ، فهذا لا يكفي بالنسبة للهيدروجين.

لربط عدة قطع من اليورانيوم بشكل موثوق في قطعة واحدة ، يتم استخدام تأثير البندقية ، حيث يتم إطلاق قطع أصغر من اليورانيوم على قطع أكبر. يمكن أيضًا استخدام البارود ، ولكن يتم استخدام المتفجرات منخفضة الطاقة لضمان الموثوقية.

في قنبلة البلوتونيوم ، توضع المتفجرات حول سبائك البلوتونيوم لتهيئة الظروف اللازمة للتفاعل المتسلسل. بسبب التأثير التراكمي ، بالإضافة إلى البادئ النيوتروني الموجود في المركز ذاته (البريليوم ببضعة مليجرامات من البولونيوم) ، تتحقق الشروط اللازمة.

لها شحنة رئيسية لا يمكن أن تنفجر من تلقاء نفسها وفتيل. لتهيئة ظروف اندماج نوى الديوتيريوم والتريتيوم ، نحتاج إلى ضغوط ودرجات حرارة لا يمكن تصورها بالنسبة لنا على الأقل عند نقطة واحدة. ما سيحدث بعد ذلك هو تفاعل متسلسل.

لإنشاء مثل هذه المعلمات ، تشتمل القنبلة على شحنة نووية تقليدية ، ولكن منخفضة الطاقة ، وهي الفتيل. ويخلق تقويضها الظروف لبدء تفاعل نووي حراري.

لتقييم قوة القنبلة الذرية ، يتم استخدام ما يسمى بـ "مكافئ تي إن تي". الانفجار هو إطلاق الطاقة الأشهر في العالم مادة متفجرة- مادة TNT (TNT - trinitrotoluene) وجميع الأنواع الجديدة من المتفجرات تساويها. قنبلة "كيد" - 13 كيلو طن من مادة تي إن تي. هذا يعادل 13000.

قنبلة "فات مان" - 21 كيلوطن ، "قنبلة القيصر" - 58 ميغا طن من مادة تي إن تي. إنه لأمر مخيف أن تفكر في 58 مليون طن من المتفجرات مركزة في كتلة 26.5 طن ، هذا هو مدى متعة هذه القنبلة.

خطر الحرب النووية والكوارث المرتبطة بالذرة

لقد أصبحت الأسلحة النووية ، التي ظهرت في خضم أفظع حرب في القرن العشرين ، أعظم خطر على البشرية. مباشرة بعد الحرب العالمية الثانية ، بدأت الحرب الباردة ، وتصاعدت عدة مرات تقريبًا إلى صراع نووي كامل. بدأت مناقشة التهديد باستخدام القنابل والصواريخ النووية من قبل جانب واحد على الأقل في وقت مبكر من الخمسينيات من القرن الماضي.

لقد فهم الجميع وفهموا أنه لا يمكن أن يكون هناك منتصر في هذه الحرب.

من أجل الاحتواء ، بذلت جهود العديد من العلماء والسياسيين ولا تزال تبذل. تحدد جامعة شيكاغو ، بناءً على رأي العلماء النوويين المدعوين ، بمن فيهم الحائزون على جائزة نوبل ، ساعة القيامة قبل منتصف الليل ببضع دقائق. يشير منتصف الليل إلى وقوع كارثة نووية وبداية حرب عالمية جديدة وتدمير العالم القديم. في سنوات مختلفة ، كانت عقارب الساعة تتأرجح من 17 إلى دقيقتين حتى منتصف الليل.

كما أن هناك العديد من الحوادث الكبرى التي وقعت في محطات الطاقة النووية. هذه الكوارث لها علاقة غير مباشرة بالأسلحة ، ومحطات الطاقة النووية لا تزال مختلفة عن القنابل النووية ، لكنها تظهر بشكل مثالي نتائج استخدام الذرة للأغراض العسكرية. أكبرهم:

• 1957 ، حادث Kyshtym ، بسبب عطل في نظام التخزين ، وقع انفجار بالقرب من Kyshtym ؛
• 1957 ، بريطانيا ، في شمال غرب إنجلترا ، لم يتم فحص الأمن ؛
• 1979 ، الولايات المتحدة الأمريكية ، بسبب تسرب تم اكتشافه في وقت مبكر ، حدث انفجار وانطلاق من محطة للطاقة النووية ؛
• 1986 ، مأساة تشيرنوبيل ، انفجار وحدة الطاقة الرابعة ؛
• 2011 ، حادث في محطة فوكوشيما ، اليابان.

تركت كل من هذه المآسي ختمًا ثقيلًا على مصير مئات الآلاف من الأشخاص وحولت مناطق بأكملها إلى مناطق غير سكنية ذات سيطرة خاصة.

كانت هناك حوادث كادت أن تكلف بداية كارثة نووية. تعرضت الغواصات النووية السوفيتية مرارًا وتكرارًا لحوادث متعلقة بالمفاعلات على متنها. أسقط الأمريكيون قاذفة Superfortress بقنبلتين نوويتين من طراز Mark 39 على متنها ، بسعة 3.8 ميغا طن. لكن "النظام الأمني" الذي نجح لم يسمح بتفجير الشحنات وتم تفادي الكارثة.

الأسلحة النووية في الماضي والحاضر

من الواضح اليوم لأي شخص أن الحرب النووية ستدمر البشرية الحديثة. وفي الوقت نفسه ، فإن الرغبة في امتلاك السلاح النووي ودخول النادي النووي ، أو بالأحرى الانزلاق إليه بركل الباب ، ما زالت تطارد أذهان بعض قادة الدول.

الهند وباكستان خلقتا أسلحة نووية بشكل تعسفي ، والإسرائيليون يخفون وجود القنبلة.

بالنسبة للبعض ، فإن امتلاك قنبلة نووية هو وسيلة لإثبات أهميتها على الساحة الدولية. بالنسبة للآخرين ، فهو ضمان عدم تدخل الديمقراطية المجنحة أو عوامل أخرى من الخارج. لكن الشيء الرئيسي هو أن هذه الأسهم لا تدخل في الأعمال التجارية ، والتي تم إنشاؤها من أجلها بالفعل.

فيديو

لقد كان تاريخ التنمية البشرية دائمًا مصحوبًا بالحرب كوسيلة لحل النزاعات بالعنف. لقد عانت الحضارة أكثر من خمسة عشر ألف نزاع مسلح صغير وكبير ، وخسائر في الأرواح بالملايين. فقط في التسعينيات من القرن الماضي كان هناك أكثر من مائة مواجهة عسكرية ، بمشاركة تسعين دولة في العالم.

في الوقت نفسه ، جعلت الاكتشافات العلمية والتقدم التكنولوجي من الممكن صنع أسلحة دمار ذات قوة أكبر وتعقيد في الاستخدام. في القرن العشرينأصبحت الأسلحة النووية ذروة التأثير المدمر الهائل وأداة سياسية.

جهاز القنبلة الذرية

يتم إنشاء القنابل النووية الحديثة كوسيلة لهزيمة العدو على أساس الحلول التقنية المتقدمة ، والتي لا يتم نشر جوهرها على نطاق واسع. لكن العناصر الأساسية الكامنة في هذا النوع من الأسلحة يمكن اعتبارها على سبيل المثال جهاز قنبلة نووية تحمل الاسم الرمزي "فات مان" ، أُسقطت عام 1945 على إحدى مدن اليابان.

كانت قوة الانفجار 22.0 كيلوطن بما يعادل مادة تي إن تي.

كان لديه ميزات التصميم التالية:

• كان طول المنتج 3250.0 مم ، بينما قطر الجزء الأكبر 1520.0 مم. الوزن الإجمالي أكثر من 4.5 طن ؛
• يمثل الجسم شكل بيضاوي. لتجنب التدمير المبكر بسبب الذخيرة المضادة للطائرات والتأثيرات غير المرغوب فيها من نوع مختلف ، تم استخدام 9.5 ملم من الفولاذ المدرع لتصنيعه ؛
• ينقسم الجسم إلى أربعة أجزاء داخلية: الأنف ، نصفين من الشكل الإهليلجي (الجزء الرئيسي هو حجرة الحشو النووي) ، الذيل.
• تم تجهيز حجرة الأنف ببطاريات قابلة لإعادة الشحن ؛
• يتم إخلاء الحجرة الرئيسية ، مثل الحجرة الأنفية ، لمنع دخول الوسائط الضارة والرطوبة وخلق ظروف مريحة لتشغيل مستشعر البورون ؛
• يحتوي الشكل الإهليلجي على قلب بلوتونيوم مغطى بمكبس يورانيوم (قذيفة). لقد لعبت دور المحدد بالقصور الذاتي على مدار التفاعل النووي ، مما يضمن أقصى نشاط للبلوتونيوم المستخدم في صنع الأسلحة عن طريق عكس النيوترونات إلى جانب المنطقة النشطة للشحنة.

تم وضع المصدر الأساسي للنيوترونات داخل النواة ، ويسمى البادئ أو "القنفذ". يمثله البريليوم كروي الشكل بقطر 20.0 ملمبطبقة خارجية تعتمد على البولونيوم - 210.

وتجدر الإشارة إلى أن مجتمع الخبراء قد قرر أن مثل هذا التصميم للسلاح النووي غير فعال وغير موثوق في الاستخدام. لم يتم استخدام البدء النيوتروني للنوع غير الموجه بشكل أكبر. .

مبدأ التشغيل

تسمى عملية انشطار نوى اليورانيوم 235 (233) والبلوتونيوم 239 (هذا ما تتكون منه القنبلة النووية) بإطلاق ضخم للطاقة مع الحد من الحجم الانفجار النووي. التركيب الذري للمعادن المشعة له شكل غير مستقر - فهي مقسمة باستمرار إلى عناصر أخرى.

تترافق هذه العملية مع انفصال الخلايا العصبية ، والتي يسقط بعضها على الذرات المجاورة ، مما يؤدي إلى تفاعل إضافي ، مصحوبًا بإطلاق الطاقة.

المبدأ على النحو التالي: يؤدي تقليل وقت الاضمحلال إلى زيادة كثافة العملية ، ويؤدي تركيز الخلايا العصبية على قصف النوى إلى تفاعل متسلسل. عندما يتم دمج عنصرين في كتلة حرجة ، سيتم إنشاء عنصر فوق حرج ، مما يؤدي إلى حدوث انفجار.

في ظل الظروف المحلية ، من المستحيل إثارة رد فعل نشط - هناك حاجة إلى سرعات عالية من الاقتراب من العناصر - على الأقل 2.5 كم / ثانية. يمكن تحقيق هذه السرعة في القنبلة عن طريق الجمع بين أنواع المتفجرات (السريعة والبطيئة) ، وتحقيق التوازن بين كثافة الكتلة فوق الحرجة ، مما ينتج عنه انفجار ذري.

تنسب التفجيرات النووية إلى نتائج النشاط البشري على الكوكب أو مداره. العمليات الطبيعية من هذا النوع ممكنة فقط على بعض النجوم في الفضاء الخارجي.

تعتبر القنابل الذرية بحق أقوى أسلحة الدمار الشامل وأكثرها تدميراً. يحل الاستخدام التكتيكي مشكلة تدمير المنشآت العسكرية الاستراتيجية والأرضية وكذلك العميقة ، وهزيمة تراكم كبير لمعدات العدو والقوى العاملة.

لا يمكن تطبيقه عالميا إلا سعيا لتحقيق هدف التدمير الكامل للسكان والبنية التحتية في مناطق واسعة.

لتحقيق أهداف معينة ، والوفاء بمهام ذات طبيعة تكتيكية واستراتيجية ، يمكن تفجير الأسلحة النووية:

• على ارتفاعات حرجة ومنخفضة (فوق وتحت 30.0 كم) ؛
• على اتصال مباشر بقشرة الأرض (الماء) ؛
• تحت الأرض (أو انفجار تحت الماء).

يتميز الانفجار النووي بالإطلاق الفوري لطاقة هائلة.

مما يؤدي إلى هزيمة الأشياء والإنسان على النحو التالي:

• هزة أرضية.يسمى الانفجار فوق أو فوق قشرة الأرض (الماء) بموجة هوائية ، تحت الأرض (ماء) - موجة متفجرة زلزالية. تتشكل موجة الهواء بعد ضغط حرج للكتل الهوائية وتنتشر في دائرة حتى تضعف بسرعة تتجاوز الصوت. إنه يؤدي إلى هزيمة مباشرة للقوى العاملة ، وغير مباشرة (التفاعل مع أجزاء من الأشياء المدمرة). عمل الضغط الزائد يجعل التقنية غير وظيفية عن طريق تحريك وضرب الأرض ؛
• انبعاث الضوء.المصدر - الجزء الخفيف الناتج عن تبخر منتج به كتل هوائية ، في حالة التطبيق الأرضي - أبخرة التربة. يحدث التعرض في أطياف الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. يؤدي امتصاصه من قبل الأشياء والأشخاص إلى الاحتراق والذوبان والحرق. تعتمد درجة الضرر على إزالة مركز الزلزال ؛
• اختراق الإشعاع- هذه نيوترونات وأشعة جاما تتحرك من مكان التمزق. التأثير على الأنسجة البيولوجية يؤدي إلى تأين جزيئات الخلية ، مما يؤدي إلى مرض الإشعاع في الجسم. يرتبط الضرر الذي يلحق بالممتلكات بتفاعلات الانشطار الجزيئي في العناصر الضارة للذخيرة.
• تلوث اشعاعي.في انفجار أرضي ، ترتفع أبخرة التربة والغبار وأشياء أخرى. تظهر سحابة تتحرك في اتجاه حركة الكتل الهوائية. مصادر الضرر هي المنتجات الانشطارية للجزء النشط من السلاح النووي ، والنظائر ، وليس الأجزاء المدمرة من الشحنة. عندما تتحرك سحابة مشعة ، يحدث تلوث إشعاعي مستمر للمنطقة ؛
• النبض الكهرومغناطيسي.يصاحب الانفجار ظهور المجالات الكهرومغناطيسية (من 1.0 إلى 1000 متر) على شكل نبضة. أنها تؤدي إلى فشل الأجهزة الكهربائية وأجهزة التحكم والاتصالات.

تؤدي مجموعة عوامل الانفجار النووي إلى إلحاق الضرر بالقوى البشرية للعدو ومعداته وبنيته التحتية على مختلف المستويات ، ولا ترتبط وفاة العواقب إلا بالبعد عن مركز الزلزال.

تاريخ صناعة الأسلحة النووية

رافق إنشاء أسلحة باستخدام تفاعل نووي عدد من اكتشافات علميةوالبحوث النظرية والتطبيقية ومنها:

• 1905- تم إنشاء نظرية النسبية ، التي تنص على أن كمية صغيرة من المادة تتوافق مع إطلاق هام للطاقة وفقًا للصيغة E \ u003d mc2 ، حيث يمثل "c" سرعة الضوء (المؤلف A. Einstein) ؛
• 1938- أجرى العلماء الألمان تجربة على تقسيم الذرة إلى أجزاء عن طريق مهاجمة اليورانيوم بالنيوترونات ، والتي انتهت بنجاح (O. Hann and F. Strassmann) ، وقدم فيزيائي من المملكة المتحدة شرحًا لحقيقة إطلاق الطاقة (R فريش)
• 1939- علماء من فرنسا أنه عند إجراء سلسلة من تفاعلات جزيئات اليورانيوم ، سيتم إطلاق طاقة قادرة على إحداث انفجار قوة عظيمة(جوليو كوري).

أصبح آخر واحد نقطة البدايةلاختراع الأسلحة الذرية. كانت ألمانيا وبريطانيا والولايات المتحدة واليابان منخرطة في تنمية موازية. كانت المشكلة الرئيسية هي استخراج اليورانيوم بالكميات المطلوبة للتجارب في هذا المجال.

تم حل المشكلة بشكل أسرع في الولايات المتحدة عن طريق شراء المواد الخام من بلجيكا في عام 1940.

في إطار المشروع المسمى مانهاتن ، من عام 1939 إلى عام 1945 ، تم بناء محطة لتنقية اليورانيوم ، وتم إنشاء مركز لدراسة العمليات النووية ، وتم جذب أفضل المتخصصين للعمل فيه - علماء الفيزياء من جميع أنحاء أوروبا الغربية.

اضطرت بريطانيا العظمى ، التي قادت تطوراتها الخاصة ، بعد القصف الألماني ، إلى نقل التطورات في مشروعها طواعية إلى الجيش الأمريكي.

يعتقد أن الأمريكيين هم أول من اخترع القنبلة الذرية. أجريت اختبارات الشحنة النووية الأولى في ولاية نيو مكسيكو في يوليو 1945. أغمق وميض الانفجار السماء وتحولت المناظر الطبيعية الرملية إلى زجاج. بعد فترة قصيرة من الزمن ، تم إنشاء شحنات نووية تسمى "بيبي" و "سمين مان".

الأسلحة النووية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية - التواريخ والأحداث

تشكيل اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية الطاقة النووية، سبقها عمل طويل قام به العلماء الأفراد والمؤسسات الحكومية. يتم عرض الفترات الرئيسية والتواريخ الهامة للأحداث على النحو التالي:

• 1920تأمل في بداية عمل العلماء السوفييت على انشطار الذرة ؛
• من الثلاثينياتيصبح اتجاه الفيزياء النووية أولوية ؛
• أكتوبر 1940- توصلت مجموعة مبادرة من علماء الفيزياء إلى اقتراح باستخدام التطورات النووية للأغراض العسكرية ؛
• صيف 1941فيما يتعلق بالحرب ، تم نقل معاهد الطاقة الذرية إلى المؤخرة ؛
• خريف عام 1941في العام ، أبلغت المخابرات السوفيتية قيادة البلاد بالبداية البرامج النوويةفي بريطانيا وأمريكا ؛
• سبتمبر 1942- بدأت دراسات الذرة كاملة ، واستمر العمل على اليورانيوم ؛
• فبراير 1943- تم إنشاء مختبر أبحاث خاص تحت قيادة I.Kurchatov ، وعهد بالقيادة العامة إلى V.Molotov ؛

قاد المشروع V.Molotov.

• أغسطس 1945- فيما يتعلق بإجراء القصف النووي في اليابان ، والأهمية الكبيرة للتطورات بالنسبة لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تم إنشاء لجنة خاصة تحت قيادة إل بيريا ؛
• أبريل 1946- تم إنشاء KB-11 ، والتي بدأت في تطوير عينات من الأسلحة النووية السوفيتية في نسختين (باستخدام البلوتونيوم واليورانيوم) ؛
• منتصف 1948- توقف العمل في اليورانيوم بسبب قلة الكفاءة وبتكاليف عالية ؛
• أغسطس 1949- عندما تم اختراع القنبلة الذرية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تم اختبار أول قنبلة نووية سوفيتية.

وساهم العمل النوعي لأجهزة المخابرات ، التي تمكنت من الحصول على معلومات عن التطورات النووية الأمريكية ، في تقليص وقت تطوير المنتج. من بين أولئك الذين صنعوا القنبلة الذرية لأول مرة في الاتحاد السوفياتي كان فريق من العلماء بقيادة الأكاديمي أ. ساخاروف. لقد طوروا حلولًا تقنية أكثر تقدمًا من تلك المستخدمة من قبل الأمريكيين.

القنبلة الذرية "RDS-1"

في عام 2015-2017 ، حققت روسيا طفرة في تحسين الأسلحة النووية ووسائل إيصالها ، وبذلك أعلنت دولة قادرة على صد أي عدوان.

أول اختبارات القنبلة الذرية

بعد اختبار قنبلة نووية تجريبية في ولاية نيو مكسيكو في صيف عام 1945 ، تبع ذلك قصف مدينتي هيروشيما وناغازاكي اليابانيتين في السادس والتاسع من أغسطس على التوالي.

هذا العام الانتهاء من تطوير القنبلة الذرية

في عام 1949 ، في ظل ظروف السرية المتزايدة ، أكمل المصممون السوفييت لـ KB - 11 والعلماء تطوير القنبلة الذرية ، والتي كانت تسمى RDS-1 (المحرك النفاث "C"). في 29 أغسطس ، تم اختبار أول جهاز نووي سوفيتي في موقع اختبار سيميبالاتينسك. القنبلة الذرية الروسية - RDS-1 كانت نتاج شكل "قطرة" ، تزن 4.6 طن ، بقطر جزء حجمه 1.5 متر وطول 3.7 متر.

تضمن الجزء النشط كتلة بلوتونيوم ، مما جعل من الممكن تحقيق قوة انفجار تبلغ 20.0 كيلوطن ، بما يتناسب مع مادة تي إن تي. غطى موقع الاختبار دائرة نصف قطرها عشرين كيلومترًا. لم يتم الإعلان عن ملامح ظروف التفجير التجريبية حتى الآن.

في 3 سبتمبر من نفس العام ، أثبتت مخابرات الطيران الأمريكية وجود آثار لنظائر في الكتل الجوية لكامتشاتكا ، مما يشير إلى اختبار شحنة نووية. في الثالث والعشرين ، أعلن أول شخص في الولايات المتحدة علانية أن الاتحاد السوفياتي قد نجح في اختبار القنبلة الذرية.

دحض الاتحاد السوفيتي تصريحات الأمريكيين بتقرير تاس ، الذي تحدث عن بناء واسع النطاق على أراضي الاتحاد السوفياتي وكميات كبيرة من البناء ، بما في ذلك المتفجرات ، والتي جذبت انتباه الأجانب. البيان الرسمي بأن الاتحاد السوفياتي يمتلك أسلحة ذرية صدر فقط في عام 1950. لذلك ، لا تزال الخلافات قائمة في العالم ، من اخترع القنبلة الذرية لأول مرة.