«теперь она в наших руках»: как создавалась первая советская атомная бомба

Достижение предельной мощности

Затем последовало десятилетие непрерывной гонки вооружений, в течение которого мощность термоядерных боеприпасов непрерывно возрастала. Наконец, 30.10.1961 г. в СССР над полигоном Новая Земля в воздухе на высоте около 4 км была взорвана самая мощная термоядерная бомба, которая когда-либо была построена и испытана, известная на Западе как «Царь-бомба».

Этот трехступенчатый боеприпас разрабатывался на самом деле как 101,5-мегатонная бомба, но стремление снизить радиоактивное заражение территории заставило разработчиков отказаться от третьей ступени мощностью в 50 мегатонн и снизить расчетную мощность устройства до 51,5 мегатонн. При этом 1,5 мегатонны составляла мощность взрыва первичного атомного заряда, а вторая термоядерная ступень должна была дать еще 50. Реальная мощность взрыва составила до 58 мегатонн.Внешний вид бомбы показан на фото ниже.

Последствия его были впечатляющими. Несмотря на весьма существенную высоту взрыва в 4000 м, невероятно яркий огненный шар нижним краем почти достиг Земли, а верхним поднялся до высоты более 4,5 км. Давление ниже точки разрыва было в шесть раз выше пикового давления при взрыве в Хиросиме. Вспышка света была настолько яркой, что ее было видно на расстоянии 1000 километров, несмотря на пасмурную погоду. Один из участников теста увидел яркую вспышку через темные очки и почувствовал последствия теплового импульса даже на расстоянии 270 км. Фото момента взрыва показано ниже.

При этом было показано, что мощность термоядерного заряда действительно не имеет ограничений. Ведь достаточно было выполнить третью ступень, и расчетная мощность была бы достигнута. А ведь можно наращивать число ступеней и далее, так как вес «Царь-бомбы» составил не более 27 тонн. Вид этого устройства показан на фото ниже.

После этих испытаний многим политикам и военным как в СССР, так и в США стало ясно, что наступил предел гонки ядерных вооружений и ее нужно остановить.

Современная Россия унаследовала ядерный арсенал СССР. Сегодня термоядерные бомбы России продолжают служить сдерживающим фактором для тех, кто стремится к мировой гегемонии. Будем надеяться, что они сыграют свою роль только в виде средства устрашения и никогда не будут взорваны.

Почему предпочтительнее слияние ядер?

При термоядерной реакции, заключающейся в слиянии ядер участвующих в ней химических элементов, генерируется значительно больше энергии на единицу массы физического устройства, чем в чистой атомной бомбе, реализующей ядерную реакцию деления.

В атомной бомбе делящееся ядерное топливо быстро, под действием энергии подрыва обычных взрывчатых веществ объединяется в небольшом сферическом объеме, где создается его так называемая критическая масса, и начинается реакция деления. При этом многие нейтроны, освобождающиеся из делящихся ядер, будут вызывать деление других ядер в массе топлива, которые также выделяют дополнительные нейтроны, что приводит к цепной реакции. Она охватывает не более 20 % топлива, прежде чем бомба взрывается, или, возможно, гораздо меньше, если условия не идеальны: так в атомных бомбах Малыш, сброшенной на Хиросиму, и Толстяк, поразившей Нагасаки, КПД (если такой термин вообще можно к ним применять) были всего 1,38 % и 13%, соответственно.

Слияние (или синтез) ядер охватывает всю массу заряда бомбы и длится, пока нейтроны могут находить еще не вступившее в реакцию термоядерное горючее. Поэтому масса и взрывная мощность такой бомбы теоретически неограниченны. Такое слияние может продолжаться теоретически бесконечно. Действительно, термоядерная бомба является одним из потенциальных устройств конца света, которое может уничтожить всю человеческую жизнь.

Поражающие факторы

Атомное оружие имеет такие факторы поражения:

  1. Радиоактивное заражение.
  2. Световое излучение.
  3. Ударная волна.
  4. Электромагнитный импульс.
  5. Проникающая радиация.

Последствия взрыва атомной бомбы губительны для всего живого. Из-за высвобождения огромного количества световой и теплой энергии взрыв ядерного снаряда сопровождается яркой вспышкой. По мощности эта вспышка в несколько раз сильнее, чем солнечные лучи, поэтому опасность поражения световым и тепловым излучение есть в радиусе нескольких километров от точки взрыва.

Еще одним опаснейшим поражающим фактором атомного оружия является образующаяся при взрыве радиация. Она действует всего минуту после взрыва, но имеет максимальную проникающую способность.

Ударная волна обладает сильнейшим разрушающим действием. Она буквально стирает с лица земли все, что стоит у нее на пути. Проникающая радиация несет опасность для всех живых существ. У людей она вызывает развитие лучевой болезни. Ну а электромагнитный импульс наносит вред только технике. В совокупности же поражающие факторы атомного взрыва несут в себе огромную опасность.

Принцип работы

Принцип действия ядерной бомбы основан на использовании энергии, выделяющейся при протекании цепной ядерной реакции. Во время этого процесса, тяжелые частицы делятся, а легкие – синтезируются. При взрыве атомной бомбы, за кратчайший промежуток времени, на небольшой площади, выделяется огромное количество энергии. Вот почему такие бомбы относятся к оружию массового поражения.

В области ядерного взрыва выделяют два ключевых участка: центр и эпицентр. В центре взрыва, непосредственно протекает процесс высвобождения энергии. Эпицентр является проекцией этого процесса на земную или водную поверхность. Энергия ядерного взрыва, проецируясь на землю, может привести к сейсмическим толчкам, которые распространяются на значительное расстояние. Вред окружающей среде эти толчки приносят лишь в радиусе нескольких сотен метров от точки взрыва.

9 Северная Корея


На девятом месте рейтинга находится Северная Корея. Кроме того, что эта страна обладает внушительным арсеналом химического оружия, она является полноправной ядерной державой, имея 30-40 боеголовок.

Ядерное оружие в Северной Корее начали разрабатывать в середине 1970-х годах, затем, в 90-х годах в связи с улучшением обстановки в политической сфере, разработки временно заморозили, чтобы потом снова продолжить. В 2004 году начались масштабные испытания атомных бомб. Как уверяет правительство страны — исключительно в мирных целях, для освоения космического пространства.

На территории Северной Кореи имеется несколько функционирующих атомных реакторов. Наличие большого количества оружия массового поражения говорит о высоком военном потенциале данного государства. В 2016 году в стране прошли испытания новых баллистических ракет, способных переносить ядерные боеголовки на расстояния средней дальности. Тем самым вызвав серьезные опасения у глав мировых сверхдержав. Чтобы сдерживать северо-корейскую ядерную программу, было принято решение о введении экономических санкций против этой страны.

Принцип действия

В основе действия атомной бомбы лежит принцип использования ядерной энергии, выделяемой в ходе цепной ядерной реакции. Этот процесс подразумевает деление тяжелых или синтез легких ядер. Из-за выделения огромного количества внутриядерной энергии в кратчайший промежуток времени на небольшом пространстве ядерная бомба относится к оружию массового поражения.

В ходе указанного процесса выделяют два ключевых места:

  • центр ядерного взрыва, в котором непосредственно протекает процесс;
  • эпицентр, являющийся проекцией этого процесса на поверхность (земли или воды).

При ядерном взрыве высвобождается такое количество энергии, которое при проекции на землю вызывает сейсмические толчки. Дальность их распространения очень велика, но значительный вред окружающей среде наносится на расстоянии только нескольких сотен метров.

«Ядерный клуб» мира

На сегодняшний день атомное вооружение иметься не только у Америки и России, но и у ряда других государств. Совокупность стран, владеющих таким оружием, условно называют «ядерным клубом».

В него входят:

  1. Америка (с 1945 г.).
  2. СССР, а теперь Россия (с 1949 г.).
  3. Англия (с 1952 г.).
  4. Франция (с 1960 г.).
  5. Китай (с 1964 г.).
  6. Индия (с 1974 г.).
  7. Пакистан (с 1998 г.).
  8. Корея (с 2006 г.).

Ядерное оружие есть также у Израиля, хотя руководство страны отказывается комментировать его наличие. Кроме того, на территории стран НАТО (Италия, Германия, Турция, Бельгия, Нидерланды, Канада) и союзников (Япония, Южная Корея, невзирая на официальный отказ), находится американское ядерное оружие.

Украина, Белоруссия и Казахстан, которые владели частью ядерного оружия СССР, после распада Союза передали свои бомбы России. Она стала единственным наследником ядерного арсенала СССР.

Как развивались технологии дальше

Открытие французского механика относительно устройства переменного тока получило широкое применение только в 70-х года ХХ века. Все дело в том, что он только изобрел первый трансформатор, хотя изобретение требовало совершенствование. На основании созданного прототипа другие ученые занимались его дальнейшей разработкой. В 1876 году П.Н. Яблочков представил усовершенствованную модель трансформатора. Хотя нужно сказать, что были внесены немного изменений и дополнений. К примеру:

  1. В качестве сердечника ученый использовал специальный стержень, на который непосредственно осуществлялась намотка обмотки.
  2. Вместо, ранее используемой пружинной пластины за основу он взял индукционную катушку.

Благодаря внесенным изменениям работа первичной обмотки осуществлялась согласно обусловленной последовательности, тем самым предоставляя напряжение, которое требовалось для работы электроприборов.

Но следует сказать, что совершенствование первого трансформатора осуществлялось и другими учеными. Непременно необходимо упомянуть, что Яблочков сделал преобразующее ток устройство с разомкнутыми сердечниками, что в свою очередь предусматривало большие затраты электроэнергии. Спустя некоторое время братья Гопкинсоны в 1882 году сделали трансформатор с замкнутыми сердечниками и это послужило стартом для экономии потребления электричества в будущем.

Сутью совершенствования стало то, что они поставили на сердцевину катушки, имеющие высокое и низкое напряжение. А вот сам стержень состоял из проволоки и стальных полосок, которые разделялись между собой материалом с изоляционными характеристиками.

В дальнейшем работы по усовершенствованию трансформаторов продолжались. Основанием этого являлось уменьшение потребления электроэнергии, поскольку предыдущие устройства ее расходовали достаточно много. Немаловажным открытием считается изобретение трехфазного трансформатора русским инженером Доливо-Добровольским в 1890 году. На основании произведенных ним расчетов он доказал, что благодаря трехфазному трансформатору можно экономить потребляемую электроэнергию.

Изобретение водородной бомбы

И вновь, отвечая на вопрос, – кто первым в мире изобрел водородную бомбу, невозможно не упомянуть США.

Сама по себе такая бомба берет в основу термоядерный процесс. По ошибке изначально атомную бомбу называли водородной, но это не так. Атомная сильно слабее термоядерной бомбы, а также отличается самим процессом того, как происходит взрыв.

Военное и послевоенное время было пиком научной деятельности многих ядерных физиков, поэтому создалась водородная бомба в теории достаточно быстро. Было необходимо собрать ее и испытать.

В мире

Гарри Трумэн, 33-й президент США, официально заявил о начале работ по созданию термоядерной бомбы после того, как произошло испытание атомной бомбы в СССР.Появилась идея создать еще более мощное оружие, чтобы вновь иметь превосходство над другими странами.

Какой ученый изобрел водородную бомбу? С её созданием в США связывают имя Эдварда Теллера. Он начал заниматься этим еще в 1942 году.Американцы успешно завершили создание к 1951 году, но на бомбу это похоже не было: огромная стационарная установка, которая весила 82 тонны.

Кодовое название такой установки – «Иви Майк». Взрыв состоялся на атолле Эниветок (острова) 1 ноября 1952 года. Мощность поражала: водородная бомба в 1000 раз превзошла атомную. Кратер был больше мили диаметром, а также был полностью разрушен один из островков атолла.

В СССР

Стоит также рассказать о том, кто изобрёл водородную бомбу первым в Советском союзе. Это в 1948 году был Андрей Сахаров. Он продемонстрировал свою конструкцию бомбы с названием РДС-6.

Протестировать её решили всё на том же полигоне Семипалатинска в 1953 году. Перед испытанием вновь застроили полигон под городок, убрали все следы прошлых атомных испытаний, разместили много техники и измерительной аппаратуры. Были также установлены устройства, которые могли бы зафиксировать всё на видео.

Советская водородная бомба была гораздо лучше американской. Она действительно оправдывала своё название. Её масса составляла 7 тонн, а значит, была транспортабельной. Её можно было разместить в бомбардировщике.

Взрыв, который снёс все на своём пути, оказался слишком мощным. Ударная волна оценивалась в 4 километра. Экологические последствия оставляли желать лучшего. Мощность взрыва РДС-6 оценили в 20 раз выше американской «Иви Майк». Но стоило ли оно того? По последним рассекреченным данным, от экологических последствий этих испытаний пострадало более миллиона человек.

Какая страна первой начала вести разработку атомной бомбы

Разработками атомной бомбы в разное время занимались несколько стран и в них, как правило, участвовали специалисты разных национальностей.

Первой страной, которая поставила перед собой цель создать ядерное оружие, была гитлеровская Германия. Работы начались в декабре 1938 года. Когда в Европе началась война, они были засекречены. По состоянию на 1945 год были достигнуты успехи: немцы запустили первый ядерный реактор, однако из-за того что он не достиг критической точки, цепная реакция не началась.

Когда гитлеровская Германия капитулировала, реактор был демонтирован Соединёнными Штатами Америки. В свою очередь, США и Англия занимались аналогичными разработками оружия начиная с сентября 1939 года, когда учёный-физик Альберт Эйнштейн отправил президенту Рузвельту письмо о том, что нацисты начали активно заниматься разработкой атомной бомбы. Впоследствии американцам удалось вывезти из Германии уран, а также учёных, которые занимались созданием оружия.

Поражающие факторы

Атомное оружие имеет такие факторы поражения:

  1. Радиоактивное заражение.
  2. Световое излучение.
  3. Ударная волна.
  4. Электромагнитный импульс.
  5. Проникающая радиация.

Последствия взрыва атомной бомбы губительны для всего живого. Из-за высвобождения огромного количества световой и теплой энергии взрыв ядерного снаряда сопровождается яркой вспышкой. По мощности эта вспышка в несколько раз сильнее, чем солнечные лучи, поэтому опасность поражения световым и тепловым излучение есть в радиусе нескольких километров от точки взрыва.

Еще одним опаснейшим поражающим фактором атомного оружия является образующаяся при взрыве радиация. Она действует всего минуту после взрыва, но имеет максимальную проникающую способность.

Ударная волна обладает сильнейшим разрушающим действием. Она буквально стирает с лица земли все, что стоит у нее на пути. Проникающая радиация несет опасность для всех живых существ. У людей она вызывает развитие лучевой болезни. Ну а электромагнитный импульс наносит вред только технике. В совокупности же поражающие факторы атомного взрыва несут в себе огромную опасность.

Сахаровская «слойка»

Поскольку все основные теоретические исследования уже были проведены, к практическим работам приступили немедленно. Весной того же 1950 года решено было приступить к практическим работам. Группа создателей будущей термоядерной бомбы, в том числе такие крупные ученые, как Юрий Романов, Андрей Сахаров и Игорь Тамм, переехали в Арзамас-16 (нынешний Саров), в КБ-11 (нынешний Всероссийский НИИ экспериментальной физики) – главную кузницу атомного оружия. Здесь им удалось в течение всего трех с небольшим лет проработать и создать практически применимую схему советского термоядерного оружия. Ее назвали «Слойкой» (отсюда «с» в названии бомбы РДС-6с), поскольку термоядерное горючее – дейтерий – Андрей Сахаров предложил окружить ураном-238, собрав несколько таких «слоев». При этом устройство получалось такого размера, что его можно было использовать в виде обыкновенной бомбы. Это не просто ставило СССР наравне с Америкой по обладанию современным оружием массового поражения, но и выводило в лидеры термоядерной гонки.

Устройство было готово к началу лета 1953 года, но дату испытаний назначили не сразу. Прежде провели своего рода «репетицию» этих испытаний, просчитав все аспекты теоретически и прикинув, какие условия понадобятся, чтобы посмотреть на термоядерную бомбу в реальности. После этого полученные выводы и заключения проверила государственная комиссия во главе с директором Института атомной энергии Игорем Курчатовым. И лишь тогда была названа дата испытаний: 12 августа 1953 года.

Местом проведения испытаний стал Семипалатинский испытательный ядерный полигон, он же 2-й Государственный центральный научно-исследовательский испытательный полигон, или просто «двойка» – на жаргоне всех, кто имел отношение к созданию атомного оружия. Созданный в 1949 году, он на протяжении шести лет был единственным в СССР местом для испытания всех «изделий», начиная с РДС-1, пока не появился полигон на Новой Земле. Но в 1953 году альтернативы Семипалатинску не было, и подготовку к взрыву РДС-6с начали здесь летом 1953 года.

Термоядерное «изделие» решили не сбрасывать с самолета, а подорвать в статическом состоянии на стальной башне на высоте 30 метров от земли. Там же провели и его окончательную сборку, поскольку никто не знал, как поведет себя заряд во время транспортировки на полигон. Подготовку к испытаниям закончили вечером 11 августа 1953 года. Помимо сборки РДС-6с, подготовка включала в себя и размещение на испытательном участке измерительной и исследовательской аппаратуры, возведение небольшого настоящего городка и установку военной техники – полутора десятков самолетов, семи танков, семнадцати орудий и минометов.

«Он не задал мне ни одного вопроса»

Премьер-министр Великобритании Уинстон Черчилль, наблюдавший за происходящим со стороны, так описывал происходящее: «24 июля, после окончания пленарного заседания, я увидел, как президент подошёл к Сталину, и они начали разговаривать одни при участии только своих переводчиков. Я знал, что собирается сказать президент

Важно было, какое впечатление это произведёт на Сталина. Казалось, что он был в восторге

Новая бомба! Исключительной силы! Какая удача! Я был уверен, что он не представляет всего значения того, о чём ему рассказывали. Но на его лице сохранилось весёлое и благодушное выражение. „Ну как сошло?« — спросил я. „Он не задал мне ни одного вопроса«, — ответил президент».

Черчилль посчитал, что Сталин просто не понял, о чем идет речь, но в действительности Иосиф Виссарионович был осведомлен ничуть не хуже самого Трумэна. Тем же вечером он дал указание Вячеславу Молотову переговорить с Игорем Курчатовым об ускорении работ по советскому атомному проекту.

Уинстон Черчилль, Гарри Трумэн и Иосиф Сталин на Потсдамской конференции. Фото: Commons.wikimedia.org

Миф 2: чем мощнее нейтронная бомба, тем лучше

Первоначально нейтронную бомбу планировали наклепать в нескольких вариантах – от одной килотонны и выше. Однако расчёты и испытания показали, что делать бомбу больше одной килотонны не очень перспективно.

Так что – пусть и не бомбу, но само нейтронное оружие рано списывать в утиль.

При взрыве нейтронной бомбы основным поражающим фактором является поток нейтронов. Он проходит сквозь большинство предметов, но причиняет вред живым организмам на уровне атомов и частиц. Радиация воздействует, прежде всего, на ткани головного мозга, вызывая шок, конвульсии, паралич и кому. Кроме того, нейтроны преобразуют атомы внутри человеческого тела, создавая радиоактивные изотопы, облучающие организм изнутри. Смерть при этом наступает не мгновенно, а в течение 2 суток.

Если сбросить нейтронный заряд на город, основная часть построек в радиусе 2 километров от эпицентра взрыва сохранится, в то время, как люди и животные погибнут. Например, для уничтожения всего населения Парижа, как было подсчитано, достаточно 10-12 бомб. Те жители, которым удастся выжить, годами будут страдать от лучевой болезни.

«Зловещим прообразом такого оружия была атомная бомба, сброшенная американским лётчиком 6 августа 1945 года на Хиросиму. Теперь установлено, что эта бомба (урановая) при взрыве дала в 4-5 раз больше нейтронов, чем бомба, взорванная в Нагасаки (плутониевая). И как результат – в Хиросиме погибло почти в 3 раза больше людей, чем в Нагасаки, хотя мощность бомбы, сброшенной на Хиросиму, была в два раза меньше», – писал в 1986 году автор книги «За пределами законности», Иван Арцибасов.

Использовать бомбу с источником быстрых нейтронов (изотопом беррилия) в 1958 году предложил американский физик Сэмюэль Коэн. Впервые подобный заряд военные США испытали через 5 лет на подземном полигоне в штате Невада.

Заряд конструктивно представляет собой обычный ядерный заряд малой мощности, к которому добавлен блок, содержащий небольшое количество термоядерного топлива (смесь дейтерия и трития). При подрыве взрывается основной ядерный заряд, энергия которого используется для запуска термоядерной реакции . Большая часть энергии взрыва при применении нейтронного оружия выделяется в результате запущенной реакции синтеза . Конструкция заряда такова, что до 80 энергии взрыва составляет энергия потока быстрых нейтронов , и только 20 % приходится на остальные поражающие факторы (ударную волну , ЭМИ , световое излучение).

Ядерные боеприпасы

В дополнение к атомным бомбам и водородным бомбам, существуют и другие виды ядерного оружия, например, нейтронная бомба, кобальтовая бомба, «чистая» термоядерная бомба, электромагнитная бомба, гипотетически возможно создание бомбы с зарядом антивещества.

Нейтронная бомба

, как и водородная бомба, это термоядерное оружие. Вспышка от нейтронной бомбы относительно невелика, но высвобождается большое число нейтронов. Все живые организмы погибают от такой атаки, однако от взрыва нет физических разрушений.

Кобальтовая бомба

– это ядерная бомба, окруженная кобальтом, золотом, или другим материалом для того, чтобы детонация производила гораздо большее количество долгоживущих радиоактивных фрагментов. Этот тип оружия потенциально может служить в качестве оружия «судного дня». Потому что заражение от взрыва распространяется повсеместно. Она считается «грязным» оружием, потому что приводит к радиоактивному и нейтронному загрязнению.

«Чистая» термоядерная бомба

— это ядерное оружие, в котором происходит термоядерная реакция без помощи триггера атомной бомбы. Этот тип бомбы не приводит к радиоактивным осадкам.

Электромагнитная бомба

– этот вид оружия предназначен для производства ядерного электромагнитного импульса, который может привести к нарушению электронного оборудования. Ядерное устройство взорванное в атмосфере излучает электромагнитный импульс сферически. Целью такого оружия является повреждение электроники на больших расстояниях от взрыва.

Бомба с зарядом

– это очень мощное оружие, энергия этой бомбы рождается из разрушительной реакции взаимодействия материи и антиматерии. Такое устройство еще не было произведено из-за трудности синтезирования существенных количеств антиматерии.

Теоретическая возможность получения энергии путём термоядерного синтеза была известна ещё до Второй мировой войны, но именно война и последующая гонка вооружений поставили вопрос о создании технического устройства для практического создания этой реакции. Известно, что в Германии в 1944 году велись работы по инициированию термоядерного синтеза путём сжатия ядерного топлива с использованием зарядов обычного взрывчатого вещества — но они не увенчались успехом, так как не удалось получить необходимых температур и давления. США и СССР вели разработки термоядерного оружия начиная с 40-х годов, практически одновременно испытав первые термоядерные устройства в начале 50-х. В 1952 году на атолле Эниветок США осуществили взрыв заряда мощностью 10,4 мегатонны (что в 450 раз больше мощности бомбы, сброшенной на Нагасаки), а в 1953 году в СССР было испытано устройство мощностью 400 килотонн.

Конструкции первых термоядерных устройств были плохо приспособленными для реального боевого использования. К примеру, устройство, испытанное США в 1952 году, представляло собой наземное сооружение высотой с 2-этажный дом и весом свыше 80 тонн. Жидкое термоядерное горючее хранилось в нём с помощью огромной холодильной установки. Поэтому в дальнейшем серийное производство термоядерного оружия осуществлялось с использованием твёрдого топлива — дейтерида лития-6. В 1954 году США испытали устройство на его основе на атолле Бикини, а в 1955 году на Семипалатинском полигоне была испытана новая советская термоядерная бомба. В 1957 году испытания водородной бомбы провели в Великобритании. В октябре 1961 года в СССР на Новой Земле была взорвана термоядерная бомба мощностью 58 мегатонн — самая мощная бомба из когда-либо испытанных человечеством, вошедшая в историю под названием «Царь-бомба».