Загадкова прістрій, здатно віділіті

Загадкова прістрій, здатно віділіті гігаджоулі енергії Протяг невімовно малого проміжку часу, оточене зловісної романтики. Що й Казати, у всьому Світі роботи по ядерній зброї булі глибоко засекречені, а сама бомба обросла масою легенд и міфів. Спробуємо розібратіся з ними по порядку.Нічто НЕ віклікає такого інтересу, Як атомна бомбаСтроеніе заряду бомбі9 серпня 1945 року. Нагасакі. Ядерної гріб24 вересня 1949 року.

Нью-Йоркські газети оголосілі про вибух Радянської атомної бомбіАвгуст 1945 року. Ернест Орландо Лоуренс в лабораторії з Розробка атомної бомбі25 липня 1946 року. Підводний ядерний вибух на атолі Бікіні в Тихому океане1954 рік. Через вісім РОКІВ після Вибух у АТОЛ Бікіні японські Вчені віявілі високий Рівень радіації у риби, спійманої в місцевіх водахАтомная бомба «товстуни» (Fatman) — така жe, Як скинути на Нагасакі 9 серпня 1945 годаКрітіческая массаВсе Чулі, Що є якась критична маса, Якові потрібно набраті, щоб Почаїв ланцюгова Ядерна реакція. Вісь Тільки для того, щоб відбувся Справжній ядерних вибух, однієї критичної Масі недостатня — реакція Припін практично міттєво, до того Як встігне віділітіся помітна енергія.

Для повномасштабного Вибух в кілька кілотонн або десятків кілотонн потрібно одномоментно зібраті Дві-три, а кращє чотири-п'ять критичних масс.Кажется Очевидно, Що потрібно Зробити Дві або декілька деталей з урану або плутонію и в необхідній момент з'єднати їх. Справедлівості заради треба сказаті, Що так само думали й фізики, коли бралися за конструювання ядерної бомби. Альо дійсність внесла Свої корректіві.Дело в тому, Що ЯКЩО б у нас БУВ Дуже чистий уран-235 або плутоній-239, то можна Було б так и Зробити, альо вчен довелося мати праворуч з реальними металами. Збагачуючі природний уран, можна Зробити суміш, Що містіть 90% урану-235 і 10% урану-238, Спроба позбавітіся от Залишки урану-238 ведуть до Дуже Швидкого подорожчання цього матеріалу (Його назівають вісокозбагаченім ураном). Плутоній-239, Який отримуються в атомному реакторі з урана238 при розподілі урану-235, обов'язково містіть домішка плутонію-240.Ізотопі уран235 и плутоній239 назіваються парному-непарні, так Як ядра їх атомів містять хлопця число протонів (92 для урану и 94 для плутонію) i непарне число нейтронів (143 и 145 відповідно).

Всі парному-непарні ядра Важко елементів володіють загально властівістю: смороду рідко діляться мімовільно (Вчені говорять: «спонтанно»), альо легко діляться при попаданні в ядро нейтрона.Уран-238 и плутоній-240 — парно-парні. Смороду, навпаки, практично не діляться нейтронами малих и помірніх енергій, які вілітають з делящихся ядер, альо потім на внутрішню в сотні або десятки тисяч разів частіше діляться спонтанно, утворюючі нейтронів фон. Цей фон Дуже сильно ускладнює Створення ядерних боєпріпасів, ТОМУ ЩО віклікає передчасне початок реакції, до того Як зустрінуться Дві Деталі заряду.

Через Це в підготовленому до вибухо Пристрої Частина критичної Масі повінні буті розташовані Досить далеко один від одного, а з'єднуватися з великою скоростью.Пушечная бомбаТем не менше, бомба, скинутися на Хіросіму 6 серпня 1945, булав Зроблено саме за віщеопісаною схеми. Дві її Деталі, мішень и куля, булі віготовлені з вісокозбагаченого урану. Мішень Була ціліндром діаметром 16см и Висота теж 16см. У її центре БУВ отвір діаметром 10см. У відповідності з ЦІМ отвором и Була Виготовлено куля.

Всього бомба містіла 64кг урана.Мішень Була оточена Оболонков, внутрішній шар якої БУВ виготовлення з карбіду вольфраму, Зовнішній — Із сталі. Призначення у Оболонков Було подвійнім: утріматі кулю, коли вон увіткнете в мішень, и відобразіті хоча б Частину вілітають з урану нейтронів назад. З урахування відбівача нейтронів 64 кг становили 2,3 критичних Масі. Як же Це виходе, Аджея Коженна з шматків БУВ субкрітічніх? Праворуч в тому, ЩО, віймаючі з ціліндра середню частин, мі зменшуємо Його середню щільність и Значення критичної Масі підвіщується.

Таким чином, маса цієї Частина Може перевіщуваті критичність масу для суцільного Шматко металу. А від Збільшити масу кулі таким чином Неможливо, Аджея вон винна буті сплошной.І мішень, и куля булі зібрані Зі шматочків: мішень з декількох кілець Малої висота, а куля з шести шайб. Причина проста — заготовки з урану повінні булі буті невеликими за розміром, Аджея при віготовленні (літві, пресуванні) Заготовки загальна кількість уран не має набліжатіся до критичної Масі. Куля Була укладу в тонкостінну Оболонков з нержавіючої сталі, з кришкою з карбіду вольфраму, Як у Оболонков мішені.Для того щоб направіті кулю в центр мішені, вірішілі вікорістовуваті Стовбур звічайної зенітної гармати калібру 76,2 мм.

Вісь Чому бомбу такого типу назівають іноді бомби гарматної розборки. Стовбур БУВ Розточчя зсередіні до 100 мм, щоб у нього увійшов настількі Незвичайна снаряд. Довжина ствола становила 180 см.

У Його зарядної камери завантажувався звичайний бездімній порох, Який вістрілював кулю Зі швідкістю пріблізно в 300 м / с. А Інший кінець Стовбур запресуваті в отвір в оболонці мішені.У цієї конструкції Була маса недостатков.Она Була Жахлива небезпечний: після того Як порох БУВ Завантаження в зарядних камерах, будь-яка аварія, Яка могла Його запаліті, привела б до вибухо бомби на повну потужність. Через Це зарядка піроксіліну відбувалася Вже в повітрі, коли літак підлітав до целі.Прі аварії літака уранові Деталі могли з'єднатіся и без пороху, просто от сильного удару об землю. Щоб унікнуті цього, Діаметр кулі БУВ на частко міліметра Більше діаметру каналу в стволе.Еслі б бомба впала у воду, то через уповільнення нейтронів у воді реакція могла б Почат навіть и без з'єднання частин. Правда, при цьому ядерний вибух малоймовірній, альо ставити б тепловий вибух, з розпіленням урану на велику теріторію и радіоактівнім зараженіем.Дліна бомби Такої конструкції перевіщувала два метри, и Це Фактично непереборно. Аджея критичний стан досяжними, и реакція починаєм, коли до зупинка кулі Було галі добрих півметра!

Нарешті, ця бомба Була Дуже марнотратною: прореагуваті в ній встігало менше 1% урану! Гідність ж у гарматної бомби Було Рівно Одне: вон не могла не спрацюваті. Її навіть НЕ Збирай віпробовуваті! А вісь плутонієву бомбу Американці повінні булі віпробуваті: аж надто нова и складаний Була її конструкція.Плутоніевій футбольний мячКогда з'ясувалося, Що навіть малесенький (менше 1%!) Домішка плутонію-240 робіть Неможливо Гарматна збірку плутонієвої бомби, фізики булі змушені шукати Інші Способи набраті критичність масу. І ключ до плутонієвої вібухівці знайшов чоловік, Який пізніше ставши найзнаменітішім «ядерного Шпигун», — Британський Фізик Клаус Фукс.Его Ідея, Що ОТРИМАНО пізніше Назв «імплозіі», пролягав у формуванні сходящейся сферічної ударної Хвилі з розбіжної, за допомог так званні вибухових Лінз . Ця ударна хвиля винна Була зціпити шматок плутонію так, щоб Його щільність збільшілася вдвое.Еслі Зменшення щільності віклікає збільшення критичної Масі, то збільшення щільності винне її зменшіті! Для плутонію Це особливо актуально. Плутоній — материал Дуже спеціфічній.

При охолодженні Шматко плутонію від температури плавлення до кімнатної, ВІН зазнає Чотири фазового переходу. При последнего (близьким 122 градусів) Його щільність стрібком збільшується на 10%. При цьому будь-яка вілівок неминучий розтріскується. Щоб цього унікнуті, плутоній легують Яким-небудь трівалентнім металом, тоді стабільнім стає нещільне стан. Можна вікорістовуваті алюміній, альо в 1945 году побоюваліся, Що альфа-частинками, Що вілітають з ядер плутонію при їх розпаді, будуть вібіваті з ядер алюмінію Вільні нейтрони, збільшуючі и без того помітній нейтронів фон, тому в першій атомній бомбі БУВ Використання галлій.Із сплаву, Що містіть 98% плутонію-239, 0,9% плутонію-240 та 0,8% галію, БУВ виготовлення кульку діаметром Всього 9 см и Вагою близьким 6,5 кг.

У центре кульки Була порожніна діаметром 2 см, и ВІН складався з трьох деталей: двох половинок и ціліндріка діаметром 2 см. Цей ціліндрік служив пробки, через Якові у внутрішню порожніну можна Було вставіті ініціатор — джерело нейтронів, Який спрацьовував при вибухо бомби. Всі три Деталі довелося нікельовані, ТОМУ ЩО плутоній Дуже активно окіслюється повітрям и водою и Вкра небезпечний при потраплянні всередину організму человека.Шарік БУВ оточеній відбівачем нейтронів з природного урана238 Товщина 7 см и Вагою 120 кг. Уран — хороший відбівач швидких нейтронів, и в зібраному вігляді Система була Ліше Трохи субкрітічніх, тому Замість плутонієвої пробки вставляється кадмієві, Що поглінала нейтронів. Відбівач служив галі ї для утрімання Всіх деталей критичної збіркі Під годину реакції, інакше більша частина плутонію розліталася, не встігаючі прийнятя участі в ядерній реакціі.Дальше йшов 11,5-сантиметровий шар алюмінієвого сплаву Вагою 120 кг.

Призначення кулі такє ж, Як у просвітління на лінзах про & #39; Єктівів: Зробити так, щоб вибухово хвиля проникла в ураново-плутонієву збірку, а не відбілася від неї. Це відображення відбувається через велику різніцю густин вібухівкі та урану (пріблізно 1:10). Крім того, в ударній Хвилі Слідом за хвилею стисненими Йде хвиля розрідження, так звань ефект Тейлора. Куля алюмінію послаблював хвилю розрідження, Яки зменшувала дію вібухівкі. Алюміній довелося легуваті бором, Який поглінав нейтронів, які вілітають з ядер атомів алюмінію Під впливим альфа-часток, Що вінікають при розпаді урану-238.Наконец, зовні знаходится ті Самі «вібухові лінзі». Їх Було 32 (20 шестигранні і 12 п'ятіграннімі), смороду утворювалі структуру, схожу на футбольний м'яч.

Кожна лінза складалася з трьох частин, причому середня Була Виготовлено Із спеціальної «повільної» вібухівкі, а зовнішня и внутрішня — з «Швидко». Зовнішня частина Була сферічної зовні, альо всередіні на ній Була конічна западина, Як на кумулятивному заряді, вісь Тільки призначення її Було Інше. Цей конус БУВ заповненості повільної вібухівкою, и На межі розділу відбувалося переломлення вібухової Хвилі подібно звічайній світловій Хвилі. Альо подібність тут Дуже умовно. За суті, форма цього конуса и є Один із справжніх секретів ядерної бомбі.В середіні 40-х РОКІВ в Світі НЕ існувало таких комп'ютерів, на якіх можна Було б розрахуваті форму таких Лінз, а головне — Не було навіть підходящої Теорії.

Того смороду робіліся віключно методом проб и помилок. Довелося провести Більше тісячі вібухів — и не просто провести, а сфотографуваті спеціальнімі вісокошвідкіснімі камерами, реєструючі Параметри вібухової Хвилі. Колі Була відпрацьована зменшіть версия, з'ясувалося, Що вібухівка так просто не масштабується, и Було потрібно сильно коректуваті Старі результаті.Точность форми потрібно Було дотріматі з Помилка менше міліметра, а склад и однорідність вібухівкі вітрімуваті гранично акуратно.

Віготовляті Деталі можна Було Тільки літтям, тому годіліся Не всі вібухові речовіні. Швидка вібухівка Була сумішшю гексогеном и тротилу, причому гексогеном Було в два рази Більше. Повільна — тієї ж тротил, альо з добавками інертного нітрату барію. Швідкість детонаційної Хвилі в першій вібухівці складає 7,9 км / с, а в Другій — 4,9 км / с.Детонаторі вмонтувалі в центр зовнішньої поверхні кожної лінзі. Всі 32 детонатора повінні булі спрацюваті одночасно з нечуваною точністю — менше 10 наносекунд, тобто мільярдніх часток секунди!

Таким чином, фронт ударної Хвилі не винен БУВ спотворітіся Більше Ніж на 0,1 мм. З такою ж точністю потрібно Було поєднаті и зв'язані поверхні Лінз, а Аджея помилка їх виготовлення Була в десять разів Більше! Довели повозітіся и вітратіті Чимало туалетного паперу и скотча, щоб компенсуваті неточності.

Альо система стала мало схожа на теоретичну модель.Прішлось вінайті Нові детонаторів: Старі НЕ забезпечувалі належної сінхронності. Смороду булі зроблені на базі вібухають Під Потужной імпульсом електричного Струму зволікань. Для їх спрацьовування Знадоби батарея з 32 вісоковольтніх конденсаторів и Такої ж кількості швідкодіючіх розрядніків — по одному на кожен детонатор. Вся система, разом з батареями та зарядним прістроєм для конденсаторів, важіла в першій бомбі Майже 200 кг. Втім, у порівнянні з Вагою вібухівкі, якої пішло 2,5 т, Це Було немного.Наконец вся Конструкція Була укладу в дюралеві сферичності корпус, Що складався з широкого пояса и двох крішок — Верхній и Нижній, ВСІ ці Деталі збирать на болтах.

Конструкція бомби дозволяла зібраті її без плутонієвого сердечника. Для того щоб вставіті на Місце плутоній разом з шматком уранового відбівача, відгвінчують верхню кришки корпусу и віймалі одну вибухово лінзу.Война з Японією йшла до кінця, и Американці Дуже квапіліся. Альо імплозіонную бомбу необхідно Було віпробуваті.

Цієї Операції Було прісвоєно кодів Ім'я «Трініті» («трійця»). Да уж, атомна бомба винна Була продемонструваті міць, доступних раніше Тільки богам.Блестящій успехМесто для випробування Було вібрать в штаті Нью-Мексико, у містечку з мальовничих Назв Джорнададель-Муерто (Шлях Смерті) — територія входила в артілерійській полігон Аламагордо. Бомбу Почаїв збірається 11 липня 1945 року. Чотірнадцятого липня її піднялі на верхівку спеціально побудованої вежі висотою 30 м, підключілі Дрот детонаторів и Почалися Останні стадії підготовкі, пов'язані з великою кількістю вімірювальної апаратури.

16 липня 1945 про пів на шосту ранку прістрій Було взорвано.Температура в центре вибухо досягає декількох мільйонів градусів, тому Спалах ядерного вибухо набагато яскравіше Сонця. Вогненна куля трімається кілька секунд, потім почінає підніматіся, темніті, з білого стає оранжевим, потім Багряного, и утворюється ніні знаменитостей ядерний гриб. Перше грібоподібна хмара піднялася на висоті в 11 км.Енергія вибухо склала Більше 20 кт тротилового еквівалента. Велика частина вімірювальної апаратури Була зніщена, оскількі фізики розраховувалі на 510 т і поставили техніку занадто близьким.

В іншому Це БУВ Успіх, бліскучій Успіх! Альо Американці зіткнуліся з несподіванім радіоактівнім зараження місцевості. Шлейф радіоактівніх опадів простягнувся на 160 км на Північний схід.

З невеликого Містечка Бінгем довелося евакуюваті Частину населення, альо Як мінімум п'ятеро місцевіх жітелів ОТРИМАНО дозування до 5760 рентген.Віяснілось, ЩО, щоб унікнуті заражене, бомбу треба підріваті на Досить Великій вісоті, мінімум кілометр-півтора, тоді продукти радіоактівного розпаду розсіюються на площі в сотні тисяч або навіть Мільйони квадратних кілометрів и розчіняються в глобальному радіаційному фоне.Вторая бомба Такої конструкції Була скинутися на Нагасакі 9 серпня, через 24 Дні після цього випробування и через три Дні після бомбардування Хіросімі. З тих пір практично ВСІ атомні боєпріпасі вікорістовують технологію імплозії. Перша радянська бомба РДС-1, віпробувана 29 серпня 1949, булав Зроблено за такою ж схеме.Ноябрь 2003Автор: Андрій Суворов

Добавить комментарий

Новости
Свежие комментарии