Испытание атомной бомбы. Причины создания ядерной бомбы

С момента первого атомного взрыва под кодовым названием «Тринити», 16 июля 1945 года, было проведено почти две тысячи испытаний атомных бомб, причем большая часть из них прошла в 60-70-х годах.
Когда эта технология была новой, испытания проводили часто, и зрелище они представляли то еще.

Все они приводили к разработке более нового и мощного ядерного оружия. Но с 1990-х годов правительства разных стран начали ограничивать будущие испытания - взять хотя бы мораторий США и договор ООН о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний.

Подборка фотографий первых 30 лет испытаний атомных бомб:

Испытательный ядерный взрыв Upshot-Knothole Grable в штате Невада 25 мая 1953 года. 280-милимметровый ядерный снаряд вылетел из пушки М65, сдетонировал в воздухе - примерно в 150 метрах над землей - и произвел взрыв мощностью 15 килотонн. (U.S. Department of Defense)

Открытая проводка ядерного устройства с кодовым названием The Gadget (неофициальное название проекта Trinity) - первого испытательного атомного взрыва. Устройство приготовили к взрыву, который произошел 16 июля 1945 года. (U.S. Department of Defense)

Тень директора национальной лаборатории Лос-Аламоса Джея Роберта Оппенгеймера, наблюдающего за сборкой снаряда Gadget. (U.S. Department of Defense)

200-тонный стальной контейнер «Джумбо», использовавшийся в проекте «Тринити», был сделан для восстановления плутония, если взрывчатое вещество вдруг не запустит цепную реакцию. В итоге Джумбо не пригодился, однако его поместили недалеко от эпицентра, чтобы измерить последствия взрыва. Джумбо пережил взрыв, чего нельзя сказать о его поддерживающей раме. (U.S. Department of Defense)

Растущий огненный шар и взрывная волна взрыва «Тринити» через 0,025 секунды после взрыва 16 июля 1945 года. (U.S. Department of Defense)

Фото взрыва «Тринити» с длительной экспозицией через несколько секунд после детонации. (U.S. Department of Defense)

Огненный шар «грибка» первого атомного взрыва в мире. (U.S. Department of Defense)

Американские военные наблюдают за взрывом во время операции «Перекрестки» на атолле Бикини 25 июля 1946 года. Это был пятый атомный взрыв после первых двух испытательных и двух атомных бомб, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки. (U.S. Department of Defense)

Ядерный гриб и столб брызг в море во время испытания ядерной бомбы на атолле Бикини в Тихом океане. Это был первый подводный испытательный атомный взрыв. После взрыва несколько бывших военных кораблей сели на мель. (AP Photo)

Огромный ядерный гриб после взрыва бомбы на атолле Бикини 25 июля 1946 года. Темные точки на переднем плане - корабли, помещенные специально на пути взрывной волны, чтобы проверить, что она сделает с ними. (AP Photo)

16 ноября 1952 года бомбардировщик B-36H сбросил атомную бомбу на северную часть острова Рунит на атолле Эниветок. В результате получился взрыв мощностью 500 килотонн и диаметром 450 метров. (U.S. Department of Defense)

Операция «Парник» прошла весной 1951 года. Она состояла из четырех взрывов на Тихоокеанском ядерном полигоне в Тихом океане. Это фото третьего испытания под кодовым названием «Джордж», проведенного 9 мая 1951 года. Он стал первым взрывом, в котором сжигались дейтерий и тритий. Мощность - 225 килотонн. (U.S. Department of Defense)

«Канатные трюки» ядерного взрыва, запечатленные менее чем через одну миллисекунду после взрыва. Во время операции «Тамблер-Снаппер» в 1952 году это ядерное устройство было подвешено на 90 метров над пустыней Невада на швартовочных тросах. По мере распространения плазмы излучаемая энергия перегрелась и испарила тросы над огненным шаром, в результате чего и получились эти «шпики». (U.S. Department of Defense)

Во время операции «Апшот-Нотхол» группу манекенов посадили в столовой дома, чтобы испытать эффект ядерного взрыва на домах и людях. 15 марта 1953 года. (AP Photo/Dick Strobel)

Вот что с ними произошло после ядерного взрыва. (U.S. Department of Defense)

В том же доме номер два на втором этаже на кровати лежал еще один манекен. В окне дома видна 90-метровая стальная башня, на которой вскоре взорвется ядерная бомба. Цель испытательного взрыва - показать людям, что будет, если ядерный взрыв произойдет в американском городе. (AP Photo/Dick Strobel)

Поврежденная спальня, окна и исчезнувшие невесть куда одеяла после испытательного взрыва атомной бомбы 17 марта 1953 года. (U.S. Department of Defense)

Манекены, представляющие типичную американскую семью, в гостиной испытательного дома №2 на территории ядерного полигона Невады. (AP Photo)

Та же «семья» после взрыва. Кого-то разбросало по всей гостиной, кто-то просто пропал. (U.S. Department of Defense)

Во время операции «Отвес» на ядерном полигоне Невады 30 августа 1957 года снаряд сдетонировал от шара в пустыне Юкка Флэт на высоте 228 метров. (National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office)

Испытательный взрыв водородной бомбы во время операции «Редвинг» над атоллом Бикини 20 мая 1956 года. (AP Photo)

Ионизационное сияние вокруг остывающего огненного шара в пустыне Юкка в 4:30 утра 15 июля 1957 года. (National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office)

Вспышка взорвавшейся ядерной боеголовки ракеты класса «воздух-воздух» в 7:30 утра 19 июля 1957 года на авиабазе Indian Springs, в 48 км от места взрыва. На переднем плане - однотипный летательный аппарат «Скорпион». (National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office)

Огненный шар снаряда «Присцилла» 24 июня 1957 года во время серии операций «Отвес». (National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office)

Представители НАТО наблюдают за взрывом во время операции «Больцман» 28 мая 1957 года. (National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office)

Хвостовая часть дирижабля американского ВМФ после испытания ядерного оружия в Неваде 7 августа 1957 года. Дирижабль парил в свободном полете, более чем в 8 км от эпицентра взрыва, когда его настигла взрывная волна. В дирижабле никого не было. (National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office)

Наблюдатели во время операции Hardtack I - взрыва термоядерной бомбы в 1958 году. (National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office)

Испытания «Арканзас» - часть операции «Доминик» - серии более чем из ста взрывов в Неваде и Тихом океане в 1962 году. (U.S. Department of Defense)

Часть серии высотных ядерных испытаний Fishbowl Bluegill - взрыв мощностью 400 килотонн в атмосфере, на высоте 48 км над Тихим океаном. Вид сверху. Октябрь 1962 года. (U.S. Department of Defense)

Кольца вокруг ядерного гриба во время испытательного проекта Yeso в 1962 году. (U.S. Department of Defense)

Кратер Седан образовался после взрыва 100 килотонн взрывчатки на глубине 193 метров под рыхлыми отложениями пустыни в Неваде 6 июля 1962 года. Кратер получился 97 метров в глубину и 390 метров в диаметре. (National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office)

Фото ядерного взрыва французского правительства на атолле Муруроа в 1971 году. (AP Photo)

Тот же ядерный взрыв на атолле Муруроа. (Pierre J. / CC BY NC SA)

«Выживший город» был построен в 2286 метрах от эпицентра ядерного взрыва мощностью 29 килотонн. Дом остался практически целым. «Выживший город» состоял из домов, офисных зданий, убежищ, источников электроэнергии, коммуникаций, радиостанций и «жилых» фургончиков. Испытание под кодовым названием Apple II прошло 5 мая 1955 года. (U.S. Department of Defense)

Вконтакте

В Советском Союзе уже с 1918 года проводились исследования по ядерной физике, подготовившие испытание первой атомной бомбы в СССР. В Ленинграде, в Радиевом институте, в 1937 году был запущен циклотрон, первый в Европе. "В каком году было первое испытание атомной бомбы в СССР?" - спросите вы. Ответ вы узнаете совсем скоро.

В 1938 году, 25 ноября, постановлением Академии наук создана была комиссия по атомному ядру. В состав ее вошли Сергей Вавилов, Абрам Алиханов, Абрам Иофе, и другие. К ним присоединились через два года Исай Гуревич и Виталий Хлопин. Ядерные исследования к тому времени проводились уже более чем в 10 научных институтах. При АН СССР в том же году организована была Комиссия по тяжелой воде, которая стала называться позднее Комиссией по изотопам. Прочитав эту статью, вы узнаете, как осуществлялась дальнейшая подготовка и испытание первой атомной бомбы в СССР.

Строительство циклотрона в Ленинграде, обнаружение новых урановых руд

В 1939 году, в сентябре, в Ленинграде началось строительство циклотрона. В 1940 году, в апреле, решено было создать опытную установку, которая производила бы в год 15 кг тяжелой воды. Однако из-за начавшейся в то время войны планы эти реализованы не были. В мае того же года Ю. Харитон, Я. Зельдович, Н. Семенов предложили свою теорию развития в уране цепной ядерной реакции. Тогда же были начаты работы по обнаружению новых руд урана. Это были первые шаги, обеспечившие несколько лет спустя создание и испытание атомной бомбы в СССР.

Представление физиков о будущей атомной бомбе

Многие физики в период с конца 30-х по начало 40-х годов уже имели приблизительное представление о том, как она будет выглядеть. Идея состояла в том, чтобы сосредоточить достаточно быстро в одном месте некоторое количество (более критической массы) делящегося под воздействием нейтронов материала. В нем должно начаться после этого лавинообразное нарастание числа распадов атомов. То есть это будет цепная реакция, в результате которой выделится огромный заряд энергии и произойдет мощный взрыв.

Проблемы, с которыми пришлось столкнуться при создании атомной бомбы

Первая проблема заключалась в том, чтобы получить делящееся вещество в достаточном объеме. В природе единственное вещество такого рода, которое можно было найти, - это изотоп урана с массовым числом 235 (то есть суммарным количеством нейтронов и протонов в ядре), иначе - уран-235. Содержание данного изотопа в природном уране - не более 0,71 % (урана-238 - 99,2 %). Более того, содержание в руде природного вещества составляет в лучшем случае 1 %. Поэтому достаточно сложной задачей было выделение урана-235.

Как вскоре выяснилось, альтернативой урану является плутоний-239. Он почти не встречается в природе (его меньше в 100 раз, чем урана-235). В приемлемой концентрации его получить можно в ядерных реакторах, если облучить уран-238 нейтронами. Постройка реактора для этого представляла также значительные трудности.

Третьей проблемой оказалось то, что собрать необходимое количество делящегося вещества в одном месте было непросто. В процессе сближения подкритичных частей, даже очень быстрого, в них начинают протекать реакции деления. Энергия, выделяющаяся при этом, может не позволить основной части атомов участвовать в процессе деления. Не успев прореагировать, они разлетятся.

Изобретение В. Маслова и В. Шпинеля

В. Маслов и В. Шпинель из физико-технического института Харькова в 1940 году подали заявку на изобретение боеприпаса, основанного на использовании цепной реакции, запускающей самопроизвольное деление урана-235, его закритической массы, которая создается из нескольких докритических, разделенных взрывчатым веществом, непроницаемым для нейтронов и уничтожаемым с помощью подрыва. Большие сомнения вызывает работоспособность подобного заряда, но тем не менее свидетельство на данное изобретение все же было получено. Однако произошло это лишь в 1946 году.

Пушечная схема американцев

Для первых бомб американцы предполагали использовать пушечную схему, в которой использовался реально пушечный ствол. С его помощью одна часть делящегося материала (подкритическая) выстреливалась в другую. Но вскоре обнаружилось, что такая схема для плутония не подходит из-за того, что скорость сближения является недостаточной.

Строительство циклотрона в Москве

В 1941 году, 15 апреля, СНК постановил о начале строительства мощного циклотрона в Москве. Однако после того, как началась Великая Отечественная война, были прекращены почти все работы в сфере ядерной физики, призванные приблизить 1 испытание атомной бомбы в СССР. На фронте оказались многие физики-ядерщики. Другие были переориентированы на более насущные, как тогда казалось, сферы.

Сбор информации о ядерной проблеме

Сбором информации касательно ядерной проблемы с 1939 года занимались 1-е Управление НКВД и ГРУ РККА. В 1940 году, в октябре, от Д. Кэрнкросса поступило первое сообщение, в котором говорилось о планах создания атомной бомбы. Данный вопрос был рассмотрен в Британском комитете по науке, в котором работал Кэрнкросс. В 1941 году, летом, был утвержден проект создания бомбы, который назывался "Тьюб эллойз". Англия к началу войны была одним из мировых лидеров в ядерных разработках. Такая ситуация сложилась во многом благодаря помощи немецких ученых, которые бежали в эту страну с приходом Гитлера к власти.

К. Фукс, член КПГ, был одним из них. Он отправился осенью 1941 года в советское посольство, где сообщил о том, что обладает важной информацией о мощном оружии, созданном в Англии. С. Крамер и Р. Кучинская (радистка Соня) были выделены для связи с ним. Первые радиограммы, посланные в Москву, содержали информацию о специальном методе разделения изотопов урана, газодиффузионном, а также о строящимся для данной цели заводе в Уэльсе. После шести передач прервалась связь с Фуксом.

Испытание атомной бомбы в СССР, дата которого сегодня широко известна, подготовили и другие разведчики. Так, в Соединенных Штатах Семенов (Твен) в конце 1943 года сообщил, что Э. Ферми в Чикаго удалось осуществить первую цепную реакцию. Источником данной информации был физик Понтекорво. По линии внешней разведки в это же время поступили из Англии закрытые труды ученых Запада, касающиеся атомной энергии, датированные 1940-1942 годами. Информация, содержащаяся в них, подтверждала, что большой прогресс был достигнут в создании атомной бомбы.

Жена Коненкова (на фото ниже), известного скульптора, работала вместе с другими на разведку. Она сблизилась с Эйнштейном и Оппенгеймером, крупнейшими физиками, и оказывала долгое время влияние на них. Л. Зарубина, другой резидент в США, входила в круг людей Оппенгеймера и Л. Сциларда. С помощью этих женщин СССР удалось внедрить агентов в Лос-Аламос, Ок-Ридж, а также Чикагскую лабораторию - крупнейшие центры ядерных исследований в Америке. Информацию по атомной бомбе в США передавали советской разведке в 1944 году супруги Розенберги, Д. Грингласс, Б. Понтекорво, С. Саке, Т. Холл, К. Фукс.

В 1944 году, в начале февраля, Л. Берия, нарком НКВД, провел заседание руководителей разведки. На нем было принято решение по координации сбора информации, касающейся атомной проблемы, которая поступала по линии ГРУ РККА и НКВД. Для этого был создан отдел "С". В 1945 году, 27 сентября, он был организован. П. Судоплатов, комиссар ГБ, возглавил этот отдел.

Фукс передал в январе 1945 года описание конструкции атомной бомбы. Разведкой в числе прочего были получены также материалы по разделению изотопов урана электромагнитным способом, данные о работе первых реакторов, инструкции по производству плутониевой и урановой бомб, данные о размерах критической массы плутония и урана, о конструкции взрывных линз, о плутонии-240, о последовательности и времени операций по сборке и производству бомбы. Сведения касались также способа приведения бомбового инициатора в действие, строительства специальных заводов для разделения изотопов. Были получены и дневниковые записи, в которых содержалась информация о первом испытательном взрыве бомбы в США в июле 1945 года.

Поступавшие по этим каналам сведения ускорили и облегчили задачу, поставленную перед советскими учеными. Специалисты Запада полагали, что в СССР бомба может быть создана лишь в 1954-1955 годах. Однако они ошиблись. Первое испытание атомной бомбы в СССР произошло в 1949 году, в августе.

Новые этапы создания атомной бомбы

В 1942 году, в апреле, М. Первухин, нарком химической промышленности, был ознакомлен по распоряжению Сталина с материалами, касающимися работы над атомной бомбой, проведенной за рубежом. Для оценки изложенных в докладе сведений Первухин предложил создать группу специалистов. В нее вошли, по рекомендации Иоффе, молодые ученые Кикоин, Алиханов и Курчатов.

В 1942 году, 27 ноября, вышло постановление "О добыче урана" ГКО. Оно предусматривало создание особого института, а также начало работ по переработке и добыче сырья, геологоразведке. Все это предполагалось осуществить для того, чтобы как можно скорее произошло испытание первой атомной бомбы в СССР. Год 1943-й был ознаменован тем, что НКЦМ приступил к добыче и переработке урановой руды в Таджикистане, на Табаршском руднике. План составлял 4 т в год урановых солей.

Мобилизованные ранее ученые в это время были отозваны с фронта. В этом же 1943 году, 11 февраля, была организована лаборатория № 2 Академии наук. Ее начальником был назначен Курчатов. Она должна была координировать работы по созданию атомной бомбы.

Советской разведкой в 1944 году был получен справочник, в котором содержались ценные сведения о наличии уран-графитовых реакторов и определении параметров реактора. Однако нужного для загрузки даже небольшого опытного ядерного реактора урана тогда еще не было в нашей стране. В 1944 году, 28 сентября, правительство СССР обязало НКЦМ сдавать урановые соли и уран в государственный фонд. На лабораторию № 2 была возложена задача их хранения.

Работы, проведенные в Болгарии

Большая группа специалистов, руководил которыми В. Кравченко, начальник 4-го спецотдела НКВД, в 1944 году, в ноябре, выехала для изучения результатов геологоразведки в освобожденную Болгарию. В этом же году, 8 декабря, ГКО постановил передать переработку и добычу урановых руд из НКМЦ 9-му Управлению ГУ ГМП НКВД. В 1945 году, в марте, начальником горно-металлургического отдела 9-го Управления был назначен С. Егоров. Тогда же, в январе, организуется НИИ-9 для изучения месторождений урана, решения задач получения плутония и металлического урана, переработки сырья. Из Болгарии к тому времени поступало в неделю около полутора тонн урановой руды.

Строительство диффузионного завода

С 1945 года, с марта, после поступления из США по каналам НКГБ информации о схеме бомбы, построенной на принципе имплозии (то есть сжатия делящегося материала путем взрыва обычного взрывчатого вещества), были начаты работы над схемой, которая имела значительные преимущества перед пушечной. В апреле 1945 года В. Маханев написал записку Берии. В ней говорилось о том, что в 1947 году предполагается пустить для получения урана-235 диффузионный завод, находящийся при лаборатории № 2. Производительность этого завода должна была составить примерно 25 кг урана в год. Этого должно было быть достаточно для двух бомб. Для американской на самом деле понадобилось 65 кг урана-235.

Привлечение к исследованиям немецких ученых

5 мая 1945 года во время сражений за Берлин было обнаружено имущество, принадлежавшее Физическому институту Общества В Германию 9 мая была направлена специальная комиссия, возглавляемая А. Завенягиным. Ее задача была найти ученых, которые работали там над атомной бомбой, собрать материалы по урановой проблеме. Вместе с семьями в СССР была вывезена значительная группа немецких ученых. В их число входили Нобелевские лауреаты Н. Риль и Г. Герц, профессора Гайб, М. фон Ардене, П. Тиссен, Г. Позе, М. Фольмер, Р. Деппель и другие.

Создание атомной бомбы задерживается

Для наработки плутония-239 нужно было построить ядерный реактор. Даже для экспериментального понадобилось около 36 т металлического урана, 500 т графита и 9 т двуокиси урана. К августу 1943 года была решена проблема графита. Его выпуск наладили в мае 1944 года на Московском электродном заводе. Однако нужного количества урана в стране не было к концу 1945 года.

Сталин хотел, чтобы как можно скорее произошло испытание первой атомной бомбы в СССР. Годом, к которому оно должно было осуществиться, первоначально был 1948-й (до весны). Однако к этому времени не было даже материалов для ее производства. Новый срок был назначен 8 февраля 1945 года постановлением правительства. Создание атомной бомбы перенесли до 1 марта 1949 года.

Завершающие этапы, подготовившие испытание первой атомной бомбы в СССР

Событие, к которому стремились так долго, произошло несколько позже повторно намеченного срока. Первое испытание атомной бомбы в СССР состоялось в году 1949-м, как и планировалось, однако не в марте, а в августе.

В 1948 году, 19 июня, был запущен первый промышленный реактор ("А"). Для выделения из ядерного топлива наработанного плутония был построен завод "Б". Урановые блоки, облученные, растворяли и отделяли химическими методами плутоний от урана. Затем раствор дополнительно очищали от продуктов деления для того, чтобы снизить его радиационную активность. На заводе "В" в апреле 1949 года начали изготавливать детали бомбы из плутония, применив технологию НИИ-9. Первый исследовательский реактор, работающий на тяжелой воде, был запущен в это же время. С многочисленными авариями шло освоение производства. При устранении их последствий наблюдались случаи переоблучения персонала. Однако в то время не обращали внимания на такие мелочи. Важнее всего было осуществить первое испытание атомной бомбы в СССР (дата его - 1949 год, 29 августа).

В июле был готов комплект деталей заряда. На комбинат для проведения физических измерений выехала группа физиков, руководил которой Флеров. Группа теоретиков, возглавляемая Зельдовичем, была направлена для обработки результатов измерений, а также расчета вероятности неполного разрыва и значений КПД.

Таким образом, первое испытание атомной бомбы в СССР было произведено в году 1949-м. 5 августа комиссией был принят заряд плутония и отправлен в КБ-11 литерным поездом. Здесь были к этому времени почти завершены необходимые работы. Контрольная сборка заряда была проведена в КБ-11 в ночь с 10 на 11 августа. Устройство после этого было демонтировано, а его детали упакованы для отправки на полигон. Как уже упоминалось, первое испытание атомной бомбы в СССР состоялось 29 августа. Советская бомба, таким образом, была создана за 2 года и 8 месяцев.

Испытание первой атомной бомбы

В СССР в 1949 году, 29 августа, было проведено испытание ядерного заряда на Семипалатинском полигоне. На вышке находилось устройство. Мощность взрыва составила 22 кт. Конструкция использованного заряда повторяла "Толстяка" из США, а электронная начинка разработана была советскими учеными. Многослойную конструкцию представлял собой атомный заряд. В ней с помощью сжатия сферической сходящейся детонационной волной осуществлялся перевод плутония в критическое состояние.

Некоторые особенности первой атомной бомбы

5 кг плутония размещалось в центре заряда. Вещество было установлено в виде двух полусфер, окруженных оболочкой из урана-238. Она служила для сдерживания ядра, раздувающегося во время цепной реакции, для того чтобы успела прореагировать как можно большая часть плутония. К тому же она использовалась в качестве отражателя, а также замедлителя нейтронов. Тампер окружала оболочка, сделанная из алюминия. Она служила для равномерного сжатия ударной волной ядерного заряда.

Установка узла, который содержал делящийся материал, в целях безопасности осуществлялась сразу перед применением заряда. Для этого имелось особое сквозное коническое отверстие, закрывающееся пробкой из взрывчатого вещества. А во внутренних и наружном корпусах находились отверстия, которые закрывались крышками. Расщеплением ядер приблизительно 1 кг плутония была обусловлена мощность взрыва. Оставшиеся 4 кг прореагировать не успели и распылились бесполезно, когда было осуществлено первое испытание атомной бомбы в СССР, дата которого вам теперь известна. Множество новых идей по совершенствованию зарядов возникло в ходе реализации данной программы. Они касались, в частности, повышения коэффициента использования материала, а также снижения веса и габаритов. По сравнению с первыми новые образцы стали компактнее, мощнее и изящнее.

Итак, первое испытание атомной бомбы в СССР произошло в 1949 году, 29 августа. Оно послужило началом дальнейших разработок в этой сфере, которые ведутся и по сей день. Испытание атомной бомбы в СССР (1949 год) стало важным событием в истории нашей страны, положив начало ее статусу ядерной державы.

В 1953 году на том же Семипалатинском полигоне состоялось первое в истории России испытание Мощность ее составила уже 400 кт. Сравните первые испытания в СССР атомной бомбы и водородной бомбы: мощность 22 кт и 400 кт. Однако это было лишь начало.

14 сентября 1954 году на осуществлены первые войсковые учения, в ходе которых была применена атомная бомба. Они получили название "операция «Снежок»". Испытание атомной бомбы в 1954 в СССР, по информации, рассекреченной в 1993 году, было осуществлено в том числе с целью выяснить, как радиация воздействует на человека. Участники этого эксперимента дали подписку о том, что они не будут разглашать информацию об облучении в течение 25 лет.

Долгая и трудная работа ученых-физиков. Началом работ по делению ядра в СССР можно считать 1920-е годы. С 1930-х годов ядерная физика становится одним из основных направлений отечественной физической науки, а в октябре 1940 года впервые в СССР с предложением использовать атомную энергию в оружейных целях выступила группа советских ученых, подав в отдел изобретательства Красной Армии заявку "Об использовании урана в качестве взрывчатого и отравляющего вещества".

В апреле 1946 года при Лаборатории № 2 было создано конструкторское бюро КБ-11 (ныне Российский федеральный ядерный центр — ВНИИЭФ) — одно из самых секретных предприятий по разработке отечественного ядерного оружия, главным конструктором которого был назначен Юлий Харитон. Базой для развертывания КБ-11 был выбран завод N 550 Народного комиссариата боеприпасов, выпускавший корпуса артиллерийских снарядов.

Сверхсекретный объект был размещен в 75 километрах от города Арзамаса (Горьковской области, ныне Нижегородская область) на территории бывшего Саровского монастыря.

Перед КБ-11 была поставлена задача создать атомную бомбу в двух вариантах. В первом из них рабочим веществом должен быть плутоний, во втором — уран-235. В середине 1948 года работы по варианту с ураном были прекращены из-за относительно низкой эффективности его по сравнению с затратами ядерных материалов.

Первая отечественная атомная бомба имела официальное обозначение РДС-1. Расшифровывалось оно по-разному: "Россия делает сама", "Родина дарит Сталину" и т. д. Но в официальном постановлении Совета Министров СССР от 21 июня 1946 года она была зашифрована как "Реактивный двигатель специальный" ("С").

Создание первой советской атомной бомбы РДС-1 велось с учетом имевшихся материалов по схеме плутониевой бомбы США, испытанной в 1945 году. Эти материалы были предоставлены советской внешней разведкой. Важным источником информации был Клаус Фукс — немецкий физик, участник работ по ядерным программам США и Великобритании.

Разведматериалы по американскому плутониевому заряду для атомной бомбы позволили сократить сроки создания первого советского заряда, хотя многие технические решения американского прототипа не являлись наилучшими. Даже на начальных этапах советские специалисты могли предложить лучшие решения как заряда в целом, так и его отдельных узлов. Поэтому первый испытанный СССР заряд для атомной бомбы был более примитивным и менее эффективным, чем оригинальный вариант заряда, предложенный советскими учеными в начале 1949 года. Но для того чтобы гарантированно и в короткие сроки показать, что СССР тоже обладает атомным оружием, было принято решение на первом испытании использовать заряд, созданный по американской схеме.

Заряд для атомной бомбы РДС-1 был выполнен в виде многослойной конструкции, в которой перевод активного вещества — плутония в надкритическое состояние осуществлялся за счет его сжатия посредством сходящейся сферической детонационной волны во взрывчатом веществе.

РДС-1 представляла собой авиационную атомную бомбу массой 4,7 тонны, диаметром 1,5 метра и длиной 3,3 метра.

Она разрабатывалась применительно к самолету Ту-4, бомболюк которого допускал размещение "изделия" диаметром не более 1,5 метра. В качестве делящегося материала в бомбе использовался плутоний.

Конструктивно бомба РДС-1 состояла из ядерного заряда; взрывного устройства и системы автоматики подрыва заряда с системами предохранения; баллистического корпуса авиабомбы, в котором размещались ядерный заряд и автоматика подрыва.

Для производства атомного заряда бомбы в городе Челябинск-40 на Южном Урале был построен комбинат под условным номером 817 (ныне ФГУП "Производственное объединение "Маяк"). Комбинат состоял из первого советского промышленного реактора для наработки плутония, радиохимического завода для выделения плутония из облученного в реакторе урана, и завода для получения изделий из металлического плутония.

Реактор комбината 817 был выведен на проектную мощность в июне 1948 года, а спустя год на предприятии получили необходимое количество плутония для изготовления первого заряда для атомной бомбы.

Место для полигона, на котором планировалось испытать заряд , было выбрано в прииртышской степи, примерно в 170 километрах западнее Семипалатинска в Казахстане. Под полигон была отведена равнина диаметром примерно 20 километров, окруженная с юга, запада и севера невысокими горами. На востоке этого пространства находились небольшие холмы.

Строительство полигона, получившего название учебный полигон № 2 Министерства Вооруженных сил СССР (в последующем Министерства обороны СССР), было начато в 1947 году , а к июлю 1949 года в основном было закончено.

Для проведения испытаний на полигоне была подготовлена опытная площадка диаметром 10 километров, разбитая на сектора. Она была оборудована специальными сооружениями, обеспечивающими проведение испытаний, наблюдение и регистрацию физических исследований.

В центре опытного поля смонтировали металлическую решетчатую башню высотой 37,5 метра, предназначенную для установки заряда РДС-1.

На расстоянии одного километра от центра было сооружено подземное здание для аппаратуры, регистрирующей световые, нейтронные и гамма-потоки ядерного взрыва. Для изучения воздействия ядерного взрыва на опытном поле были построены отрезки тоннелей метро, фрагменты взлетно-посадочных полос аэродромов, размещены образцы самолетов, танков, артиллерийских ракетных установок, корабельных надстроек различных типов. Для обеспечения работы физического сектора на полигоне было построено 44 сооружения и проложена кабельная сеть протяженностью 560 километров.

5 августа 1949 года правительственная комиссия по проведению испытания РДС-1 дала заключение о полной готовности полигона и предложила в течение 15 дней провести детальную отработку операций по сборке и подрыву изделия. Проведение испытания было определено на последние числа августа. Научным руководителем испытания был назначен Игорь Курчатов.

В период с 10 по 26 августа было проведено 10 репетиций по управлению испытательным полем и аппаратурой подрыва заряда, а также три тренировочных учения с запуском всей аппаратуры и четыре подрыва натурных взрывчатых веществ с алюминиевым шаром от автоматики подрыва.

21 августа специальным поездом на полигон были доставлены плутониевый заряд и четыре нейтронных запала, один из которых должен был использоваться при подрыве боевого изделия.

24 августа на полигон прибыл Курчатов. К 26 августа вся подготовительная работа на полигоне была завершена.

Курчатов отдал распоряжение о проведении испытания РДС-1 29 августа в восемь часов утра по местному времени.

В четыре часа дня 28 августа в мастерскую у башни был доставлен плутониевый заряд и нейтронные запалы к нему. Около 12 ночи в сборочной мастерской на площадке в центре поля началась окончательная сборка изделия — вложение в него главного узла, то есть заряда из плутония и нейтронного запала. В три ночи 29 августа был закончен монтаж изделия.

К шести часам утра заряд подняли на испытательную башню, было завершено его снаряжение взрывателями и подключение к подрывной схеме.

В связи с ухудшением погоды было принято решение о переносе взрыва на один час раньше.

В 6.35 операторы включили питание системы автоматики. В 6.48 минут был включен автомат поля. За 20 секунд до взрыва был включен главный разъем (рубильник), соединяющий изделие РДС-1 с системой автоматики управления.

Ровно в семь часов утра 29 августа 1949 года вся местность озарилась ослепительным светом, который ознаменовал, что СССР успешно завершил разработку и испытание своего первого заряда для атомной бомбы.

Через 20 минут после взрыва к центру поля были направлены два танка, оборудованные свинцовой защитой, для проведения радиационной разведки и осмотра центра поля. Разведкой было установлено, что все сооружения в центре поля снесены. На месте башни зияла воронка, почва в центре поля оплавилась, и образовалась сплошная корка шлака. Гражданские здания и промышленные сооружения были полностью или частично разрушены.

Использованная в опыте аппаратура позволила провести оптические наблюдения и измерения теплового потока, параметров ударной волны, характеристик нейтронного и гамма-излучений, определить уровень радиоактивного загрязнения местности в районе взрыва и вдоль следа облака взрыва, изучить воздействие поражающих факторов ядерного взрыва на биологические объекты.

Энерговыделение взрыва составило 22 килотонны (в тротиловом эквиваленте).

За успешную разработку и испытание заряда для атомной бомбы несколькими закрытыми указами Президиума Верховного Совета СССР от 29 октября 1949 года орденами и медалями СССР была награждена большая группа ведущих исследователей, конструкторов, технологов; многим было присвоено звание лауреатов Сталинской премии, а непосредственные разработчики ядерного заряда получили звание Героя Социалистического Труда.

В результате успешного испытания РДС-1 СССР ликвидировал американскую монополию на обладание атомным оружием, став второй ядерной державой мира.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

На полигоне Аламогордо в штате Нью-Мексико. Операция по испытанию атомной бомбы получила кодовое наименование "Тринити" (Trinity). Планирование операции началось еще весной 1944 г. Сложная теория ядерной реакции и сомнения в правильности конструкции атомной бомбы требовали проверки перед первым боевым применением. При этом вначале рассматривался вариант несрабатывания бомбы, взрыва без запуска цепной реакции или же взрыва слабой мощности. Для сохранения хотя бы части дорогостоящего плутония и устранения угрозы заражения местности этим крайне ядовитым веществом американцы заказали большой прочный стальной контейнер, способный выдержать взрыв обычного взрывчатого вещества.

Местный житель у одной из заброшенных шахт, где проводились ядерные испытания, Семипалатинск, 1991 год
© ИТАР-ТАСС/В.Павлунин
Международный день действий против ядерных испытаний: последствия взрывов

Для испытания заранее подбирали малонаселенный район США, причем одним из условий было отсутствие в нем индейцев. Вызвано это было не расизмом или секретностью, а сложными взаимоотношениями руководства "Манхэттенского проекта" ("Manhattan Project", в рамках которого разрабатывалось ядерное оружие) с Бюро по делам индейцев. В итоге в конце 1944 г. был избран район Аламогордо в штате Нью-Мексико, находившийся в ведении авиационной базы, хотя сам аэродром был расположен вдали от него.

Ядерная бомба была установлена на 30-метровую стальную вышку. Это было сделано с учетом предполагаемого использования боевого ядерного заряда в авиабомбах. Также подрыв в воздухе максимизировал воздействие взрыва на цель. Сама бомба получила кодовое наименование "Гаджет", ныне широко использующееся для обозначения электронных приборов. Делящиеся материалы, две плутониевые полусферы были установлены в "Гаджете" в последний момент.

Как произошел взрыв

Взрыв, знаменовавший собой начало ядерной эры, прогремел в 5 часов 30 минут утра по местному времени 16 июля 1945 г. Тогда никто не мог однозначно предсказать, что произойдет при ядерном взрыве и накануне вечером один из участвовавших в Манхеттенском проекте физиков, Энрико Ферми, даже спорил о том, подожжет ли ядерная бомба атмосферу Земли, вызвав рукотворный Апокалипсис. Другой физик, Роберт Оппенгеймер, наоборот, пессимистично оценивал силу будущего взрыва всего в 300 тонн в тротиловом эквиваленте. Оценки разнились от "пустышки" до 18 тыс. т. Однако без наиболее устрашающих последствий в виде подожженной атмосферы обошлось. Все участвовавшие в испытании отмечали яркую вспышку взрыва бомбы, залившую ослепительным светом все вокруг. Взрывная волна в отдалении от точки взрыва, напротив, несколько разочаровала военных. На самом деле сила взрыва была чудовищной и гигантский 150-тонный контейнер "Джамбо" был легко им опрокинут. Даже далеко от полигона жители были взбудоражены ужасающей силой взрыва.

Мемориальный парк Мира в Хиросиме
© AP Photo/Shizuo Kambayashi
СМИ: тысячи людей просят Обаму посетить Хиросиму и Нагасаки

Со слабой взрывной волной связан своеобразный метод измерения силы взрыва. Ферми взял клочки бумаги и держал их в руке на определенной высоте, которую заранее измерил. Когда подошла ударная волна, он разжал кулак и дал ударной волне смести клочки бумаги с ладони. Измерив затем расстояние, на которое они отлетели, физик наскоро прикинул на логарифмической линейке силу взрыва. Обычно утверждается, что расчет Ферми в точности совпал с данными, полученными позднее на основе показаний сложных приборов. Однако оценка совпала лишь на фоне разброса предварительных предположений от 300 т до 18 тыс. т. Рассчитанная по показаниям прибора сила взрыва на испытании "Тринити" составила около 20 тыс. т. США получили устрашающее оружие, которое использовалось как в политической игре, причем уже на Потсдамской конференции, так и в двух ударах по Японии 6 и 9 августа 1945 г.

Бомбардировки Хиросимы и Нагасаки

США первоначально планировали сбросить 9 атомных бомб, по 3 в поддержку каждой десантной операции на Японских островах, намеченных на конец сентября 1945 г. Американские военные планировали взорвать бомбы над рисовыми полями или морем. И в таком случае психологический эффект был бы достигнут. Но правительство было непреклонно: бомбы следует применить против густо заселенных городов.

Первая бомба была сброшена на Хиросиму. 6 августа над городом появились два бомбардировщика "Б-29". Сигнал тревоги был дан, но, видя, что самолетов мало, все подумали, что это не крупный налет, а разведка. Когда бомбардировщики достигли центра города, один из них сбросил небольшой парашют, после чего самолеты улетели. Немедленно после этого, в 8 часов 15 минут, раздался оглушительный взрыв.

Среди дыма, пыли и обломков один за другим вспыхивали деревянные дома, до конца дня город был объят пламенем. И когда, наконец, пламя улеглось, весь город представлял собой одни развалины.

Бомба разрушила до основания 60 процентов города. Из 306 545 жителей Хиросимы пострадало от взрыва 176 987 человек. Погибло и пропало без вести 92 133 человека, тяжелые ранения получили 9 428 человек и легкие ранения - 27 997 человек. Эти сведения были опубликованы в феврале 1946 г. штабом американской оккупационной армии в Японии. Различные здания в радиусе двух километров от эпицентра взрыва были полностью разрушены.
Люди погибали или получали сильные ожоги в пределах 8,6 километра, деревья и трава обуглились на расстоянии до 4 километров.

8 августа еще одна атомная бомба была сброшена на Нагасаки. Она также причинила большой ущерб и повлекла за собой многочисленные жертвы. Взрыв над Нагасаки затронул район площадью примерно 110 квадратных км, из которых 22 приходится на водную поверхность и 84 были заселены только частично. Согласно отчету префектуры Нагасаки, "люди и животные погибли почти мгновенно" на расстоянии до 1 км от эпицентра. Почти все дома в радиусе 2 км были разрушены. Количество погибших к концу 1945 года составило от 60 до 80 тыс. человек.

Первая атомная бомба в СССР

В СССР первое испытание атомной бомбы - изделия РДС-1 - проведено 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне в Казахстане. РДС-1 представляло собой авиационную атомную бомбу "каплевидной" формы, массой 4,6 т, диаметром 1,5 м и длиной 3,7 м. В качестве делящегося материала использовался плутоний. Бомба была подорвана в 7.00 местного времени (4.00 мск) на смонтированной металлической решетчатой башне высотой 37,5 м, размещенной в центре опытного поля диаметром примерно 20 км. Мощность взрыва составила 20 килотонн в тротиловом эквиваленте.

Изделие РДС-1 (в документах указывалась расшифровка "реактивный двигатель "С") было создано в конструкторском бюро № 11 (ныне Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, РФЯЦ-ВНИИЭФ, город Саров), которое было организовано для создания атомной бомбы в апреле 1946 года. Работами по созданию бомбы руководили Игорь Курчатов (научный руководитель работ по атомной проблеме с 1943 года; организатор проведения испытания бомбы) и Юлий Харитон (главный конструктор КБ-11 в 1946-1959 годах).

Первое испытание советской атомной бомбы разрушило ядерную монополию США. Советский Союз стал второй ядерной державой мира.
Сообщение об испытании ядерного оружия в СССР было опубликовано ТАСС 25 сентября 1949 года. А 29 октября вышло закрытое постановление Совета министров СССР "О награждении и премировании за выдающиеся научные открытия и технические достижения по использованию атомной энергии". За разработку и испытание первой советской атомной бомбы шесть работников КБ-11 были удостоены звания Героя Социалистического Труда: Павел Зернов (директор КБ), Юлий Харитон, Кирилл Щелкин, Яков Зельдович, Владимир Алферов, Георгий Флеров. Заместитель главного конструктора Николай Духов получил вторую Золотую Звезду Героя Социалистического Труда. 29 сотрудников бюро были награждены орденом Ленина, 15 - орденом Трудового Красного Знамени, 28 стали лауреатами Сталинской премии.

Ситуация с ядерным оружием в наши дни

Всего в мире проведено 2062 испытания ядерного оружия, которое имеют восемь государств. На долю США приходится 1032 взрыва (1945-1992). Соединенные Штаты Америки являются единственной страной, применившей это оружие. СССР провел 715 испытаний (1949-1990). Последний взрыв состоялся 24 октября 1990 года на испытательном полигоне "Новая Земля". Кроме США и СССР, ядерные боеприпасы были созданы и испытаны в Великобритании - 45 (1952-1991), Франции - 210 (1960-1996), Китае - 45 (1964-1996), Индии - 6 (1974, 1998), Пакистане - 6 (1998) и КНДР - 3 (2006, 2009, 2013).

В 1970 году вступил в силу Договор о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО). В настоящее время его участниками являются 188 стран мира. Документ не подписан Индией (в 1998 году ввела односторонний мораторий на ядерные испытания и согласилась поставить свои ядерные объекты под контроль МАГАТЭ) и Пакистаном (в 1998 году ввел односторонний мораторий на проведение ядерных испытаний). КНДР, подписав договор в 1985 году, в 2003 году вышла из него.

В 1996 году всеобщее прекращение ядерных испытаний было закреплено в рамках международного Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ). После этого ядерные взрывы проводили только три страны - Индия, Пакистан и КНДР.

После первого ядерного испытания 15 июля 1945 года было зарегистрировано более 2051 других испытаний ядерного оружия по всему миру.

Ни одна другая сила не олицетворяет собой такое абсолютное разрушительное действие, как ядерное оружие. И этот вид оружия быстро становиться еще более мощным в течение десятилетий после первого испытания.

Испытание ядерной бомбы в 1945 году имело мощность 20 килотонн, то есть бомба имела взрывную силу 20000 тонн в тротиловом эквиваленте. В течение 20 лет США и СССР испытали ядерное оружие общей массой более 10 мегатонн, или 10 миллионов тонн в тротиловом эквиваленте. Для масштаба, это по крайней мере в 500 раз сильнее первой атомной бомбы. Для того, чтобы привести размер крупнейших ядерных взрывов в истории в масштабе, данные были выведены с использованием Nukemap Alex Wellerstein, приспособление для визуализации ужасающих последствий ядерного взрыва в реальном мире.

В приведенных картах, первое кольцо взрыва является огненным шаром, за которым следует радиус излучения. В розовом радиусе отображается почти все разрушения зданий и со смертельным исходом 100%. В сером радиусе, более сильные здания будут выдерживать взрыв. В оранжевом радиусе, люди пострадают от ожогов третьей степени, а горючие материалы будут загораться, что приведет к возможным огненных штормам.

Самые крупные ядерные взрывы

Советские тесты 158 и 168

25 августа и 19 сентября 1962 года, менее чем через месяц друг от друга, в СССР были проведены ядерные испытания над Новоземельским регионом России, на архипелаге на севере России вблизи Северного Ледовитого океана.

Никаких видео или фотозаписей испытаний не осталось, но оба испытания включали в себя использование 10-мегатонных атомных бомб. Эти взрывы сожгли бы все в пределах 1,77 квадратных миль в эпицентре, вызывая ожоги третьей степени потерпевших в площади 1090 квадратных миль.

Айви Майк

1 ноября 1952 года США было поведено испытание Айви Майк над Маршалловыми островами. Айви Майк - первая в мире водородная бомба и имела мощность 10,4 мегатонн, что в 700 раз сильнее первой атомной бомбы.

Взрыв Айви Майк был настолько мощным, что испарился остров Элугелаб где он был взорван, в результате чего на его месте образовался 164-футовый глубокий кратер.

Castle Romeo

Ромео был вторым ядерным взрывом из серии испытаний, которые проводились США в 1954 г. Все взрывы проводились на атолле Бикини. Ромео был третьим самым мощным испытанием серии и имел мощность около 11 мегатонн.

Romeo был первым протестированным на барже в открытых водах, а не на рифе, так как США быстро кончились острова, на которых можно было испытать ядерное оружие. Взрыв сожжет все в пределах 1,91 квадратных миль.

Советский Тест 123

23 октября 1961 г. Советский Союз провел ядерное испытание № 123 над Новой Землей. Тест 123 был мощностью 12,5 мегатонн ядерной бомбы. Бомба такого размера будет сжигать все в пределах 2,11 квадратных миль, вызывая ожоги третьей степени людям на площади 1309 квадратных миль. Это испытание также не оставило никаких записей.

Castle Yankee

Castle Yankee, второй по мощности из серии испытаний, был проведен 4 мая 1954 г. Бомба имела мощность 13,5 мегатонн. Четыре дня спустя, его радиоактивные осадки распада достигли Мехико, не расстояние около 7100 миль.

Castle Bravo

Castle Bravo был проведен 28 февраля 1954 года, был первым из серии Castle испытаний и крупнейшим ядерного взрыва в США всех времен.

Браво первоначально предполагали как 6-мегатонн взрыв. Вместо этого, бомба произвела 15-мегатонный взрыв. Его гриб достиг 114000 футов в воздухе.

Просчет американских военных имел последствия в размере облучении около 665 жителей Маршалловых островов и смертью от радиационного облучения японского рыбака, который был в 80 милях от места взрыва.

Советские тесты 173, 174 и 147

С 5 августа по 27 сентября 1962 г. СССР провел серию ядерных испытаний над Новой Землей. Тест 173, 174, 147 и все выделяются как на пятый, четвертый, и третий сильнейшие ядерные взрывы в истории.

Произведенные все три взрыва имели мощность 20 Мегатон, или около 1000 раз сильнее ядерной бомбы Тринити. Бомба этой силы снесет на своем пути все в пределах трех квадратных миль.

Тест 219, Советский Союз

24 декабря 1962 г. СССР провел испытание № 219, мощностью 24,2 мегатонн над Новой Землей. Бомба этой силы может сжечь все в пределах 3,58 квадратных миль, вызывая ожоги третьей степени в области до 2250 квадратных миль.

Царь-Бомба

30 октября 1961 года СССР взорвали наибольшее ядерное оружие когда-либо испытанное и создали самый большой рукотворный взрыв в истории. В результате взрыва, который в 3000 раз сильнее бомбы, сброшенной на Хиросиму.

Вспышка света от взрыва была видна на расстоянии 620 миль.

Царь-бомба, в конечном счете, имела мощность между 50 и 58 мегатонн, в два раза больше второго по величине ядерного взрыва.

Бомба такого размера будет создать огненный шар размером 6,4 квадратных миль и будет в состоянии нанести ожоги третьей степени в пределах 4080 квадратных миль от эпицентра бомбы.

Первая атомная бомба

Первый атомный взрыв был размером Бомбы-Царя, и до сих пор взрыв считается почти невообразимого размера.

В соответствии с данными NukeMap, это оружие с мощностью 20-килотонн производит огненный шар с радиусом 260 м, примерно 5 футбольных полей. По оценкам принесенного вреда, бомба понесет смертельное излучение площадью 7 миль в ширину, и будет производить ожоги третьей степени на расстоянии более чем 12 миль. При применении такой бомбы на нижнем Манхэттене, будет убито более 150 000 человек и действие радиоактивных осадков протянется до центрального Коннектикута, согласно расчетов NukeMap.

Первая атомная бомба была крошечной по меркам ядерного оружия. Но ее деструктивность все же очень велика для восприятия.