60 vjet më parë - më 29 gusht 1949 - bomba e parë atomike sovjetike RDS -1 me një rendiment të deklaruar prej 20 kt u testua me sukses në vendin e provës Semipalatinsk. Falë kësaj ngjarje, barazia strategjike ushtarake midis BRSS dhe Shteteve të Bashkuara gjoja u vendos në botë. Dhe një luftë hipotetike me pasoja katastrofike për Bashkimin Sovjetik u realizua në gjendjen e tij të ftohtë të grumbullimit.
Në gjurmët e projektit Manhattan
Bashkimi Sovjetik (si, në të vërtetë, Gjermania) kishte çdo arsye për t'u bërë një udhëheqës në garën bërthamore. Kjo nuk ndodhi për shkak të rolit të madh që luajti shkenca në ideologjinë e qeverisë së re. Udhëheqja e Partisë Komuniste, duke ndjekur parimet e punës së pavdekshme "Materializmi dhe Empirio-Kritika", shikoi me ankth lulëzimin e "idealizmit fizik". Në vitet 1930, Stalini ishte i prirur të mos u besonte atyre fizikanëve që argumentuan se me ndihmën e një reaksioni zinxhir të caktuar në izotopet e elementeve të rënda ishte e mundur të lëshohej energji e madhe, por ata që mbronin parimet materialiste në shkencë.
Vërtetë, fizikanët sovjetikë filluan të flasin për mundësitë e përdorimit ushtarak të energjisë bërthamore vetëm në 1941. Georgy Nikolaevich Flerov (1913-1990), i cili para luftës në laboratorin e Igor Vasilyevich Kurchatov (1903-1960) punoi në problemin e reagimit zinxhir të ndarjes së uraniumit, dhe më pas shërbeu si toger në Forcat Ajrore, i dërguar dy herë letra Stalinit në të cilat ai u pendua për "një gabim të madh" dhe "dorëzim vullnetar të pozicioneve të paraluftës në kërkimin në fizikën bërthamore". Por - më kot.
Vetëm në Shtator 1942, kur inteligjenca u bë e vetëdijshme për vendosjen e Projektit Amerikan Manhattan, të udhëhequr nga Robert Oppenheimer (1904-1967), i cili u rrit nga aktivitetet e Komisionit Anglo-Amerikan të Uraniumit, Stalini nënshkroi një dekret "Për organizatën të punës në uranium. "… Ai urdhëroi Akademinë e Shkencave të BRSS "të rifillonte punën për studimin e fizibilitetit të përdorimit të energjisë atomike me anë të ndarjes së uraniumit dhe t'i paraqiste Komitetit Shtetëror të Mbrojtjes deri më 1 Prill 1943, një raport mbi mundësinë e krijimit të një bombe uraniumi ose karburanti të uraniumit"
Në mes të prillit 1943 në Moskë, në Pokrovsky-Streshnevo, u krijua Laboratori Nr. 2, i cili përfshinte fizikantët më të mëdhenj të vendit. Kurchatov drejtoi laboratorin, dhe menaxhimi i përgjithshëm i "punës së uraniumit" fillimisht iu caktua Molotovit, por më pas Beria e zëvendësoi atë në këtë funksion.
Quiteshtë mjaft e kuptueshme që burimet e Bashkimit Sovjetik ishin të pakrahasueshme me aftësitë që shtetet jo shumë të rënduara nga lufta posedonin. Sidoqoftë, ky nuk është shpjegimi i vetëm për hendekun e madh në shkallën e zhvillimit të kryer në Los Alamos dhe Moskë. 12 laureatë Nobel nga SHBA dhe Evropa, 15 mijë shkencëtarë, inxhinierë dhe teknikë, 45 mijë punëtorë, 4 mijë stenografë, daktilografistë dhe sekretarë, një mijë punonjës të sigurisë që siguruan regjimin e fshehtësisë ekstreme morën pjesë në projektin e Manhattanit. Ka 80 persona në Laboratorin Nr. 2, nga të cilët vetëm njëzet e pesë ishin punonjës kërkimore.
Deri në fund të luftës, puna praktikisht nuk doli nga toka: në Laboratorin Nr. 2, si dhe në Laboratorët Nr. 3 dhe Nr.4 të hapur në fillim të vitit 1945, po kërkoheshin metoda për marrjen e plutoniumit në reaktorët e ndryshëm parimet e funksionimit. Kjo do të thotë, ata ishin të angazhuar në zhvillime shkencore, jo eksperimentale dhe të projektimit.
Bombardimet atomike të Hiroshima dhe Nagasaki në fakt hapën sytë e qeverisë së BRSS në nivelin e kërcënimit që varej mbi vendin. Dhe pastaj u krijua një komitet special, i kryesuar nga Beria, i cili mori kompetenca emergjente dhe financim të pakufizuar. Puna e ngadaltë kërkimore është zëvendësuar me një hap energjik inovativ përpara. Në 1946, reaktori uranium-grafit i lëshuar në laboratorin Kurchatov filloi të prodhojë plutonium-239 duke bombarduar uraniumin me neutrone të ngadaltë. Në Urals, veçanërisht në Chelyabinsk-40, u krijuan disa ndërmarrje për prodhimin e uraniumit dhe plutoniumit të armëve, si dhe përbërësve kimikë të nevojshëm për të krijuar një bombë.
Në Sarov, afër Arzamas, filloi të krijohej një degë e Laboratorit Nr. 2, e quajtur KB-11, atij iu besua zhvillimi i modelit të bombës dhe testimi i tij jo më vonë se pranvera e vitit 1948. Dhe në fillim ishte e nevojshme të bëhej një bombë plutoniumi. Kjo zgjedhje ishte paracaktuar nga fakti se Laboratori Nr 2 kishte një diagram të detajuar të bombës plutonium amerikan "Njeriu i shëndoshë" i rënë në Nagasaki, i cili iu dorëzua inteligjencës sovjetike nga fizikani gjerman Claus Foocks (1911-1988) i cili mori pjesë në zhvillimin e tij, të cilët iu përmbajtën pikëpamjeve komuniste. Udhëheqja sovjetike ishte me nxitim përballë marrëdhënieve të tensionuara me Shtetet e Bashkuara dhe donte të merrte një rezultat pozitiv të garantuar. Në lidhje me këtë, udhëheqësi shkencor i projektit, Kurchatov, nuk kishte zgjidhje.
Uranium apo Plutonium?
Skema klasike e një reaksioni zinxhir bërthamor në izotopin e uraniumit 235U është një funksion eksponencial i kohës me bazën 2. Një neutron, duke u përplasur me bërthamën e njërit prej atomeve, e ndan atë në dy fragmente. Kjo lëshon dy neutrone. Ata, nga ana tjetër, ndanë tashmë dy bërthama uraniumi. Në fazën tjetër, ndodhin dyfish më shumë ndarje - 4. Pastaj - 8. Dhe kështu me radhë, gradualisht, derisa, përsëri, relativisht, e gjithë materia nuk do të përbëhet nga fragmente të dy llojeve, masat atomike të të cilave janë afërsisht 95/ 140. Si rezultat, lëshohet një energji e madhe termike, 90% e së cilës sigurohet nga energjia kinetike e fragmenteve fluturuese (secili fragment llogarit 167 MeV).
Por që reagimi të vazhdojë në këtë mënyrë, është e nevojshme që asnjë neutron i vetëm të mos humbasë. Në një vëllim të vogël të "karburantit", neutronet e lëshuara në procesin e ndarjes së bërthamave fluturojnë jashtë tij, pa pasur kohë të reagojnë me bërthamat e uraniumit. Mundësia e shfaqjes së një reagimi gjithashtu varet nga përqendrimi i izotopit 235U në "karburantin", i cili përbëhet nga 235U dhe 238U. Meqenëse 238U thith neutronet e shpejta që nuk marrin pjesë në reagimin e ndarjes. Uraniumi natyror përmban 0.714% 235U, të pasuruar, të klasës së armëve, duhet të jetë së paku 80%.
Në mënyrë të ngjashme, megjithëse me specifikat e veta, reagimi vazhdon në izotopin e plutoniumit 239Pu
Nga pikëpamja teknike, ishte më e lehtë të krijonte një bombë uraniumi sesa një plutonium. Vërtetë, ajo kërkonte një rend të madhësisë më shumë uranium: masa kritike e uraniumit-235, në të cilën ndodh reaksioni zinxhir, është 50 kg, dhe për plutonium-239 është 5.6 kg. Në të njëjtën kohë, marrja e plutoniumit të armëve duke bombarduar uranium-238 në një reaktor nuk është më pak e mundimshme sesa ndarja e izotopit të uraniumit-235 nga xeherori i uraniumit në centrifuga. Të dyja këto detyra kërkonin të paktën 200 tonë mineral uraniumi. Dhe zgjidhja e tyre kërkonte investimin maksimal të burimeve financiare dhe të prodhimit në lidhje me të gjithë koston e projektit bërthamor sovjetik. Sa i përket burimeve njerëzore, Bashkimi Sovjetik me kalimin e kohës i tejkaloi Shtetet e Bashkuara shumë herë më shumë: në fund, 700 mijë njerëz, kryesisht të burgosur, u përfshinë në krijimin e bombës.
"Kid" apo "Njeri i shëndoshë"?
Bomba e uraniumit e hedhur nga amerikanët në Hiroshima dhe e quajtur "Kid" u mblodh në një fuçi të huazuar nga një armë anti-ajrore 75 milimetra e mërzitur në diametrin e kërkuar. Aty u vendosën gjashtë cilindra uraniumi të lidhur në seri me njëri -tjetrin me një masë totale prej 25.6 kg. Gjatësia e predhës ishte 16 cm, diametri ishte 10 cm. Në fund të fuçisë kishte një objektiv - një cilindër uraniumi të zbrazët me një masë 38, 46 kg. Diametri dhe gjatësia e tij e jashtme ishin 16 cm. Për të rritur fuqinë e bombës, objektivi ishte montuar në një reflektor neutron të bërë nga karabit tungsteni, i cili bëri të mundur arritjen e një "djegie" më të plotë të uraniumit që merr pjesë në reagimin zinxhir.
Bomba kishte një diametër prej 60 cm, një gjatësi prej më shumë se dy metra dhe peshonte 2300 kg. Funksionimi i tij u krye duke ndezur një ngarkesë pluhuri, e cila drejtoi cilindrat e uraniumit përgjatë një fuçi dy metra me një shpejtësi prej 300 m / s. Në të njëjtën kohë, predhat mbrojtëse të borit u shkatërruan. Në "fundin e shtegut" predha hyri në objektiv, shuma e dy gjysmave tejkaloi masën kritike dhe ndodhi një shpërthim.
Vizatimi i bombës atomike, i cili u shfaq në 1953 në gjyqin në rastin e bashkëshortëve Rosenberg, të akuzuar për spiunazh atomik në favor të BRSS. Shtë interesante që vizatimi ishte sekret dhe nuk iu tregua as gjyqtarit dhe as jurisë. Vizatimi u deklasifikua vetëm në vitin 1966. Foto: Departamenti i Drejtësisë. Zyra e SHBA Prokuror për Rrethin Gjyqësor Jugor të Nju Jorkut
Ushtria, të cilëve iu besua përdorimi luftarak i "Malysh", kishte frikë se, nëse trajtohej pa kujdes, çdo goditje mund të çonte në shpërthim të siguresës. Prandaj, baruti u ngarkua në bombë vetëm pasi avioni u ngrit.
Pajisja e bombës sovjetike të plutoniumit, me përjashtim të dimensioneve të saj, e pajisur në gjirin e bombës të bombarduesit të rëndë Tu-4, dhe pajisjet e shkaktimit kur u arrit presioni atmosferik i një vlere të caktuar, saktësisht përsëriti "mbushjen" e një tjetër bombë amerikane - "Njeriu i shëndoshë".
Metoda e topit për të afruar dy pjesë të masës gjysmë kritike me njëra-tjetrën nuk është e përshtatshme për plutonium, pasi kjo substancë ka një sfond neutron dukshëm më të lartë. Dhe kur pjesët mblidhen së bashku me një shpejtësi të arritshme me shtytësin shpërthyes, para fillimit të një reaksioni zinxhir për shkak të ngrohjes së fortë, duhet të ndodhë shkrirja dhe avullimi i plutoniumit. Dhe kjo duhet të çojë në mënyrë të pashmangshme në shkatërrimin mekanik të strukturës dhe lëshimin e substancës së pareaguar në atmosferë.
Prandaj, në bombën sovjetike, si në atë amerikane, u përdor metoda e ngjeshjes dinamike të një pjese të plutoniumit nga një valë goditëse sferike. Shpejtësia e valës arrin 5 km / s, për shkak të së cilës dendësia e substancës rritet me 2, 5 herë.
Pjesa më e vështirë e një bombe shpërthyese është krijimi i një sistemi lentesh shpërthyese, që i ngjajnë vizualisht gjeometrisë së një topi futbolli, i cili e drejton energjinë në mënyrë rigoroze në qendër të një pjese të plutoniumit, madhësinë e një veze pule, dhe e shtrydh atë në mënyrë simetrike me një gabim më pak se një për qind. Për më tepër, secila lente e tillë, e bërë nga një aliazh TNT dhe RDX me shtimin e dyllit, kishte dy lloje fragmentesh - të shpejtë dhe të ngadaltë. Kur në 1946 një nga pjesëmarrësit në Projektin Manhattan u pyet për perspektivat për krijimin e një bombe sovjetike, ai u përgjigj se ajo do të shfaqet jo më herët se 10 vjet më vonë. Dhe vetëm sepse rusët do të luftojnë për një kohë të gjatë mbi problemin e simetrisë ideale të shpërthimit.
"Njeriu i shëndoshë" sovjetik
Bomba sovjetike RDS-1 kishte një gjatësi prej 330 cm, një diametër prej 150 cm dhe peshonte 4,700 kg. Sferat e folezuara në mënyrë koncentrike u vendosën brenda trupit në formë pikash me një stabilizues klasik në formë X.
Në qendër të të gjithë strukturës ishte një "siguresë neutroni", e cila ishte një top beriliumi, brenda së cilës kishte një burim neutron polonium-210 të mbrojtur nga një predhë beryllium. Kur vala e goditjes arriti te siguresa, beriliumi dhe poloniumi u përzien dhe neutronet "që ndezin" një reaksion zinxhir u lëshuan në plutonium.
Më pas erdhën dy hemisfera 10-centimetra të plutonium-239 në një gjendje me një densitet të zvogëluar. Kjo e bëri plutoniumin më të lehtë për t’u përpunuar dhe dendësia përfundimtare e kërkuar ishte rezultat i shpërthimit. Distanca prej 0.1 mm midis hemisferave ishte e mbushur me një shtresë ari, e cila parandaloi depërtimin e parakohshëm të valës së goditjes në siguresën neutron.
Funksioni i një reflektori neutron u krye nga një shtresë e uraniumit natyral me trashësi 7 cm dhe peshë 120 kg. Një reagim i ndarjes u zhvillua në të me lëshimin e neutroneve, të cilat u kthyen pjesërisht në një pjesë të plutoniumit. Uraniumi-238 dha 20% të fuqisë së bombës.
Shtresa "shtytëse", e cila është një sferë prej alumini e trashë 11.5 cm dhe peshon 120 kg, kishte për qëllim të zbuste valën Taylor, e cila çon në një rënie të mprehtë të presionit prapa frontit të shpërthimit.
Struktura ishte e rrethuar nga një predhë shpërthyese me trashësi 47 cm dhe peshë 2500 kg, e cila përbëhej nga një sistem kompleks i thjerrëzave shpërthyese të fokusuara drejt qendrës së sistemit. 12 lente ishin pesëkëndëshe, 20 ishin gjashtëkëndore. Çdo lente përbëhej nga seksione alternative të eksplozivëve me shpërthim të shpejtë dhe të ngadalshëm, të cilët kishin një formulë kimike të ndryshme.
Bomba kishte dy sisteme autonome shpërthimi - nga goditja në tokë dhe kur presioni atmosferik arriti një vlerë të paracaktuar (siguresa në lartësi të madhe).
Pesë bomba RDS-1 u prodhuan. E para prej tyre u hodh në erë në një deponi pranë Semipalatinsk në një pozicion tokësor. Fuqia e shpërthimit u regjistrua zyrtarisht në 20 kt, por me kalimin e kohës doli që ky ishte një vlerësim shumë i lartë. Real - në gjysmën e nivelit. Në atë kohë, amerikanët tashmë kishin 20 bomba të tilla, dhe çdo pretendim për barazi ishte i pabazë. Por monopoli u prish.
Katër bomba të tjera nuk janë ngritur kurrë në ajër. RDS-3, një zhvillim origjinal sovjetik, u vu në shërbim. Kjo bombë, me dimensionet dhe peshën e saj më të vogël, kishte një rendiment prej 41 kt. Kjo u bë e mundur, në veçanti, për shkak të rritjes së reagimit të ndarjes së plutoniumit nga reagimi termonuklear i shkrirjes së deuteriumit dhe tritiumit.
