Животни ресурси 

Атомна бомба от плутоний. Първите атомни бомби

В много от нашите читатели водородната бомба е свързана с атомната, само много по-мощна. Всъщност това е фундаментално ново оръжие, което се изисква за създаването му, е несъизмеримо в интелектуалните усилия и работи по фундаментално други физически принципи.

Единственото нещо, което се отнася до атомната и водородната бомба е, че и двете са пуснати с колосална енергия, скрита в атомното ядро. Можете да направите това по два начина: разделяне на тежки ядра, например, уран или плутоний, до по-лека (реакция на делене) или да направите загубата на най-леките изотопи на водород (реакция на синтеза). В резултат на двете реакции, масата на получения материал винаги е по-малка от масата на изходните атоми. Но масата не може да изчезне без следа - тя се превръща в енергия според известната формула Einstein E \u003d MC2.

Да се \u200b\u200bсъздаде необходимата атомна бомба и достатъчно състояние е да се получи разделящ материал в достатъчно количество. Работата е доста много време, но ниска великия, лежаща по-близо до минната индустрия, отколкото до висока наука. Основните ресурси при създаването на такива оръжия отиват в изграждането на гигантски урани и преработвателни инсталации. Доказателство за простотата на устройството е фактът, че няма месец и първата съветска ядрена експлозия между получаването на необходимата първа бомба на плутоний и първата съветска ядрена експлозия.

Припомнете накратко принципа на действие на такава бомба, известна от курса на училищната физика. Тя се основава на собствеността на уран и някои трансурансонови елементи, например плутоний, по време на разпадането, за да се подчертае повече от един неутрон. Тези елементи могат да се разпадат както спонтанно, така и под влиянието на други неутрони.

Освободеният неутрон може да остави радиоактивния материал и може да се изправи срещу друг атом, причинявайки друга реакция на делене. Когато е надвишена определена концентрация на веществото (критична маса), броят на новородените неутрони, причинявайки по-нататъшно разделяне на атомното ядро, започва да надвишава броя на дезинтегриращите ядра. Количеството на дезинтегриращите атоми започва да растат лавиноподобни, раждането на нови неутрони, т.е. За уран-235 критичната маса е около 50 кг, за плутоний-239 - 5.6 кг. Това е, масата на плутониевата крушка малко по-малко от 5,6 kg е просто топла парче метал и малко повече от няколко наносекунди.

Всъщност, схемата за бомби е проста: вземаме две полусфера на уран или плутоний, всеки по-малък критична маса, ние ги имаме на разстояние 45 см, изглеждаме взривни и взривни. Уранови или плутонови чорапи в част от суперкритична маса и започва ядрена реакция. Всичко. Има и друг начин да бягате ядрена реакция - FIT. мощна експлозия Плутониев парче: разстоянието между атомите ще намалее и реакцията ще започне с по-малка критична маса. В този принцип всички съвременни атомни детонатори работят.

Проблемите на атомната бомба започват от момента, в който искаме да увеличим силата на експлозията. Простото увеличение на разделителния материал не е да се прави - веднага щом масата достигне критично, той детонира. Измислени са различни гениални схеми, например, за да направят бомба от две части, и от комплекта, защо бомбата започна да прилича на отдалечения портокал, а след това да го събере в едно парче в един взрив, но все пак с властта на повече от 100 килонови проблеми станаха неустоим.

Но горивото за термоядрена синтез на критичната маса няма. Ето слънцето, изпълнено с термоядрено гориво, висящо над главата му, в нея вече един милиард години има термоядрена реакция, - и нищо не експлодира. В допълнение, когато реакцията на синтез, например, деутерий и тритий (тежък и свръх изпъкващ изотоп на водород), енергията е 4,2 пъти по-голяма от при изгаряне на една и съща маса на уран-235.

Производството на атомна бомба е по-експериментално от теоретичния процес. Създаване водородни бомби Тя изисква появата на изцяло нови физически дисциплини: високотемпературна плазмена физика и ултраха. Преди да започнете да проектирате бомба, е необходимо напълно да се разбере естеството на явленията, които се срещат само в ядрото на звездите. Няма експерименти тук, не могат да помогнат - инструментите на изследователите бяха само теоретична физика И най-високата математика. Не случайно една гигантска роля в развитието на термоя ядрени оръжия Принадлежи към математика: Улама, Тихонов, Самара и др.

Класически супер

До края на 1945 г. Едуард касиер предложи първия дизайн на водородната бомба, наречен "класически супер". За да се създаде чудовищно налягане и температура, необходима за започване на синтезната реакция, се приемаше обикновена атомна бомба. Самият "класически супер" беше дълъг цилиндър, пълен с деутерий. Предвижда се и междинна "изоставаща" камера с индустрията на деутанците - реакцията на синтеза на деутерий и тритий започва при по-ниско налягане. По аналогия с Kostroma, Deuterium е да играе ролята на дърва за огрев, смес от деутерий с тритий - чаша бензин и атомната бомба - съвпадения. Такава схема се нарича "тръба" - особена пура с атомна запалка от единия край. Според същата схема, водещата бомба и съветската физика започнаха да се развиват.

Въпреки това, математиката Станислав Ulam на обикновен логаритмичен линей се оказа, че възникването на реакцията на синтеза на чист деутерий в "супер" едва ли е възможно и за сместа би било необходимо за количеството тритий трябва да е необходимо на практика да се замрази производството на оръжейния плутоний в САЩ.

Пух със захар

В средата на 1946 г. касиерът предложи следващата диаграма на водородната бомба - "будилник". Той се състои от променлив сферични слоеве Уран, деутерий и тритий. При ядрена експлозия на централния заряд на плутоний е създаден необходимото налягане и температура, за да се започне термоядрена реакция в други слоеве на бомбата. Въпреки това, за "будилният часовник" изисква атомният инициатор на висока власт, а САЩ (както, както и СССР) са имали проблеми с развитието на оръжия уран и плутоний.

През есента на 1948 г. Андрей Сахаров стигна до подобна схема. В Съветския съюз дизайнът се нарича "пух". За СССР, който нямаше време да работи достатъчно, за да изработи оръжейния Уран-235 и плутоний-239, Сахаров пуд беше панацея. И затова.

В конвенционална атомна бомба, естественият уран-238 е не само безполезен (неутронната енергия по време на разпад липсва за започване на разделяне), но също и вредно, тъй като алчно абсорбира вторични неутрони, забавяйки верижната реакция. Следователно, оръжейният уран е 90%, съставен от изотоп на уран-235. Въпреки това, неутроните, които се появяват в резултат на термоядрен синтез, 10 пъти повече енергия от неутроните на разделението, и естественият уран-238, облъчен с такива неутрони, започва да бъде отлично споделяне. Новата бомба позволи URAN-238 като експлозиви, която преди това се счита за производство на отпадъци.

Акцентът на Sakharov "Puff" също се използва вместо известния тритий на кристалното вещество на бялата светлина - не увазително на литиевия литиев 6.

Както е споменато по-горе, сместа от деутерий и тритий е много по-лесна от чист деутерий. Въпреки това, тези предимства на Tritium End и някои недостатъци остават: в нормалното състояние на тритий - газ, поради което възникват трудности при съхранение; Тритион радиоактивен и, разлагащ се, превръща се в стабилен хелий-3, активно поглъщайки толкова необходими неутрони, които ограничават срока на годност на бомбата с няколко месеца.

Не-радиативен литиев дилър при облъчване на бавните му неутрони на разделение - последствията от атомната експлозия - се превръща в тритий. По този начин радиацията на първичната атомна експлозия развива количеството на тритий, достатъчно за по-нататъшна по-нататъшна термоядрена реакция, а деутерийът в литиевия деутерид първоначално присъства.

Това е такава бомба, RDS-6C и е успешно тествана на 12 август 1953 г. в кулата на Полупалатински многоъгълник. Силата на експлозията е 400 килотона и все още няма спорове, независимо дали е истинска терманска експлозия или тежкотоварствен атом. В края на краищата, отговорът на термоядрения синтез в Puff Saharov имаше не повече от 20% от общата зарядна мощност. Основният принос към експлозията въвежда реакцията на разпадане, облъчена с бързи неутрони на уран-238, благодарение на който RDS-6C и отвори ерата на така наречените "мръсни" бомби.

Факт е, че основното радиоактивно замърсяване се дава на продуктите за разпадане (по-специално стронций-90 и цезий-137). По същество, Сахаров "Puff" е гигантска атомна бомба, само леко подобрена чрез термоядрена реакция. Това не е случайно, че само една експлозия "вдлъбнатини" дава 82% стронций-90 и 75% цезий-137, който попада в атмосферата в цялата история на съществуването на полуфалатинското депо.

Американска бомба

Въпреки това американците издуха първите водородни заем. 1 ноември 1952 г. от Елгелаб при волана Тихи океан Успешно е тествано термалидно устройство "Mike" с капацитет от 10 мегатон. Назовете бомба 74-тон американско устройство с голяма трудност. "Майк" е тромаво устройство с двуетажна къща, пълна с течен деутерий при температура близо до абсолютната нула (Sakharov "Puff" е напълно транспортируем продукт). Въпреки това, акцентът на "Майк" не е размерите, а брилянтният принцип на компресиране на термоядрени взривни вещества.

Припомнете си, че основната идея за водородна бомба е да се създадат условия за синтез (ултра-високо налягане и температура) чрез ядрена експлозия. В схемата на слоя ядрената заряд се намира в центъра и следователно тя не компресира деутерий толкова много, колкото го нарушава - увеличаването на броя на термоядрените взривни вещества не води до увеличаване на мощността - просто не имам време за детониране. Именно е, че лимитният капацитет на тази схема е ограничен - най-мощният "плуйдър" Orange Herald, взривен от британците на 31 май 1957 г., дава само 720 килотона.

В идеалния случай бих бил принуден да експлодира атомната измита, притискаща термоядрена експлозивност. Но как да го направим? Едуард разказвач натисна брилянтната идея: да компресира термоядрена горивна немеханична енергия и неутронния поток, но радиацията на първичното атомно слънчево бани.

В дизайна на новия касиер, ядрената единица за иницииране е разделена с термоядрената единица. Рентгенова радиация, когато атомният заряд се задейства от ударната вълна и се разпространява по стените на цилиндричното тяло, изпарява се и се превръща в плазмена полиетиленова вътрешна облицовка на бомбената кутия. Плазмата, от своя страна, повторно издигнато по-мека рентгенова радиация, която се абсорбира от външните слоеве на вътрешния цилиндър от Urana-238 - "тласкач". Слоевете започнаха да се изпаряват експлозивно (това явление се нарича аблация). Гореща уран плазма може да бъде сравнена с потоците на тежкотоварния ракетен двигател, чиято тяга е насочена вътре в цилиндъра с деутерий. Урановият цилиндър се сгъна, налягането и температурата на деутерий достигнаха критичното ниво. Този натиск е пресовал централната плутоний на критичната маса и е взривен. Експлозията на плутоний миришеше на деутерий отвътре, допълнително притискане и отопление термоядрена експлозивност, която беше взривена. Интензивът неутронният поток разделя ядрото на уран-238 в "Puster", което води до вторична реакция на разпадане. Всичко това успя да настъпи до момента, в който експлозивната вълна от първичната ядрена експлозия достигна термоядрия блок. Изчисляването на всички тези събития се провеждат в милиард долара от секунда и поискаха стреса на ума на най-силните математици на планетата. Създателите на "Майк" не бяха ужас от 10-мегатон експлозия, но неописуема наслада - те успяха не само да разберат процесите, които реалния свят Те отиват само в ядрата на звездите, но и експериментално тестват теориите си, създавайки своята малка звезда на земята.

Браво

Разхождайки се около руснаците за красотата на дизайна, американците не могат да направят устройството си компактно: те използваха течен супер деутерий вместо прахообразен литиев деутеридед в Сахаров. В Лос Аламос Сахаров "Плох" реагира с дела на завистта: "Вместо огромна крава с пакет от сурово мляко, руснаците използват млечния пакет." Въпреки това, тайните един от друг не успяха да скрият тайните. На 1 март 1954 г. атолът на бикини беше тестван от американската багажна бомба на Bevo на одиторския литий и на 22 ноември 1955 г., първата съветска двустепенна бомба на RDS-37 RDS-37 с капацитет 1.7 мегатон се втурнаха над полуелитейския полигон. Оттогава дизайнът на термоядрената бомба е претърпял незначителни промени (например, се появява екран на уран между иницииращата бомба и основната такса) и стана канонична. И в света няма повече мащабни мистерии на природата, за да се реши това, което може да бъде толкова зрелищна експеримент. Това е, че раждането на супернова.

Малко теория

В термоядрената бомба има 4 реакции и те продължават много бързо. Първите две реакции служат като източник на материал за третата и четвъртата, която при температури термоядрена експлозия Отнема 30-100 пъти по-бързо и дава по-голяма енергийна продукция. Следователно полученият хелий-3 и тритий се изразходват незабавно.

Ядрата на атомите се таксува положително и следователно се отдръпва един от друг. Така че те могат да реагират, трябва да натиснат "челото в челото", преодоляване на електрическото отблъскване. Това е възможно само ако те ще се движат при висока скорост. Скоростта на атома е пряко свързана с температурата, която трябва да достигне 50 милиона градуса! Но не е достатъчно да се загрее деутерият до такава температура, трябва все още да го държите от събуждания чудовищен натиск от около един милиард атмосфери! В природата такива температури се намират само в ядрото на звездите.

Както често, за съжаление, полезни изобретения често се използват за лоши цели. Това важи и за използването на реакция на веригата. Борбата срещу разпространението на атомните оръжия идва с различен успех. Най-голямата опасност представлява притежаването на атомни оръжия от авторитарни режими и особено за терористи. Обмисли различни видове Атомни бомби и опасности, свързани с възможността за разпространение на технологиите на тяхното производство.

Ураниум-235 бомба

Атомна бомба може да бъде направена от U-235, PU-239 и U-233. От тях само U-235 съществува в природата. PU-239 и U-233 се получават чрез бомбардиране на други изотопи неутрони.
Най-лесният начин може да се направи атомна бомба от уран. За това не се нуждаете от реактор. Например, за това трябва да имате необходимото количество естествен уран, газови центрофуги. Уранът се превежда в газообразно състояние - Uraanium Hexafluoride UF 6, който се предава през центрофуги. Степента на разделяне се определя от броя на отделните центрофуги, събрани в каскадата. "Малко" търпение и имате оръженен уран (\u003e 90% 235 u). За да се създаде урана в бомба без плутоний), е необходимо около 15-20 кг оръжия уран.
Въпреки това, въпреки че по принцип процесът на обогатяване на уран е известен, за да се получи достатъчен брой Силно обогатен уран, необходими суровини, квалификации, инфраструктура и голямо количество енергия. Така че дори получаването на силно обогатените терористи на уран е много малко вероятно. Най-вероятно той ще се опита просто да краде. Така страните със резерви на оръжия уран трябва стриктно да следват хранилището си. Експлоатацията на оръжия уран се класира само в страни с доста разработена технологична основа.
Освен това е необходимо да се направи бомба от обогатения уран. Най-примитивната атомна бомба - т.нарбомбе "оръдие".

Бомба "оръдие" тип
Типът на бомбата "оръдие" е прост в дизайна. В него, едно "парче" U-235 "е застреляно с помощта на подходяща такса в друго" парче ", с критична маса. В резултат на това възниква верижна реакция. Такава бомба е неефективно използва делясния материал; Само 1,4% от високо обогатен уран в бомбата на този тип е разделен. Тази бомба е била изпусната на Хирошима. Това е твърде голямо за ракета, но може да бъде доставена, например, със самолет.

Plutonium-239 бомба

Плутонийът е страничен продукт на всички реактори. Въпреки това, за да го използва като делящ се материал, той трябва да бъде химически почистен от остатъците от високоактивни отпадъци. Това е скъп и опасен процес, който изисква специални знания и оборудване.

Плутонийът се образува в ядрен реактор с бомбардиране на U-238 термични неутрони

PU-239 се използва за производство на ядрени оръжия. Раздели на разделяне и разсейване, както и броя на неутроните по време на разделяне в PU-239 повече, отколкото в U-235 и, съответно, по-малко критична маса, т.е. За да се приложи самоподдържаща се реакция на плутоний отдел, е необходимо по-малко от уран. За плутоний атомна бомба обикновено е необходимо 3-5 kg \u200b\u200bPU-239.
Поради относително малкия полуживот (в сравнение с U-235), PU-239 поради излъчването, излъчвано от тях забележимо загряващо. Топлинната разсейване на PU-239 - 1.92 w / kg. Така, добре изолирана парче плутоний в два часа се загрява от стайна температура до 100 o. Това, естествено, създава трудности при проектирането на бомба. Физическите свойства на плутоний са такива, че в бомбата на канадския тип не е възможно бързо да се свържат две парчета плутоний, за да се образува критична маса. За плутоний трябва да приложите по-сложна схема.

Тип на имплозията бомба
В центъра на имплозионната бомба има плутониев високообогатен уран или смес от тях. Експлозията, насочена към плутоновия ъгъл, се изпълнява с помощта на специална система за лещи, която се задейства едновременно. Плутонийът е силен и равномерно компресиран. Масата става критична. Въпреки това, простата компресия на плутоний към критичната маса не гарантира началото на верижната реакция. За това са необходими неутрони от неутронния източник, който се намира в центъра на устройството и едновременно с компресия облъчва плутоний.
Плутоний, извлечен от облъчено гориво и реакторът, използван в реактора, става по-малко подходящ за производството на оръжия поради увеличаването на PU-238, PU-240 и PU-242 в него.
Основната вредна смес за оръжия плутоний е PU-240 поради високата си скорост на спонтанното разделение. Това е повече от това на PU-239 30000 пъти. Само 1% PU-240 в сместа произвеждат такъв брой неутрони, които в експлозия е възможен в имплозионната система. Наличието на последното в големи пропорции значително усложнява задачата за проектиране на надеждно правителство с определени характеристики (оценена сила, безопасност по време на дългосрочно съхранение и др.)
Оръжие с плутоний, характеризиращ се с много високо (над 90%) съдържание на разделящ изотоп 239 PU и малко съдържание от 240 PU изотоп (до ~ 5%).
"Цивилен" плутоний, разпределен при рециклиране (преработка) на отработено гориво ядрени реактори АЕЦ и се характеризира със средно съотношение на съдържанието на изотопи 239 (60%) и 240 (40%). Възможно е използването на "граждански" плутоний за производството на ядрени бойни глави.

Ураниум-233 бомба

В страни, където има малък уран, но много торий (например Индия), представлява интерес за получаване на изотопен U-233, като се използва верига от реакции:

Като експлозивен материал 233 u е почти толкова ефективен като 239 pu. Завършва ситуацията във военното приложение на 233 U примеси 232 U, чиито дъщерни дружества са силни гама източници, които усложняват работата с нея.
232 u се образува в резултат на реакцията.

По време на създаването на атомни оръжия, по проекта "Манхатън", работата беше в същото време да създаде две ядрени бомби - уран и плутоний.

След тестване на първия ядрен заряд "Gadget" (прототипът на плутоний бомба "мазнина" - Fatman) следното, беше готова за използване на уран "Бебе" (LittleBoy). Оказа се, че е бил изхвърлен на Хирошим на 6 август 1945 г. Производството на друго "бебе" ще изисква месеците на натрупване на уран, така че втората изгорена бомба стана "дебел човек", сглобен на остров Tinian неговото използване.

Първоначалното сглобяване на дебелия човек "и е на базата на тъмничките, Калифорния. Окончателният подбор и монтаж на ядрото на плутоние е произведен на остров Tinian (Tinian), в Тихия океан, където изграждането на първия боен плутоний Зареждането е завършено. Вторият след Хирошима, първоначално ще бъде наложено на Kokura (Kokura), няколко дни след първата атака, обаче, поради метеорологичните условия, град Нагасаки е бил подложен на бомбардиране.

Уран от атомната бомба малко момче.
Казането на уран в бомбата се състои от две части: цели и черупки. Черупката с диаметър 10 и дълги 16 сантиметра е набор от шест урански пръстена. Съдържа около 25,6 kg - 40% от общия уран. Пръстените в снаряда се поддържат от волфрамов карбид диск и стоманени плочи и са вътре в стоманения калъф. Целта има маса от 38.46 кг и е направена под формата на куха цилиндър с диаметър 16 cm и дължина 16 cm. Структурно се прави под формата на две отделни половинки. Целта е монтирана в корпуса, която служи като неутронствен рефлектор. По принцип количеството уран се използва в бомбата, дава критична маса и без рефлектор, но присъствието му, като производството на снаряд от по-обогатен уран (89% U-235) от целта (~ 80%) U-235), ви позволява да увеличите заряда.

Процесът на обогатяване на уран, настъпил в 3 етапа. Първоначално термичната дифузия се проведе обогатяването на естествената руда (0.72% уран) до 1-1,5%. Това е последвано от газова дифузионна единица и последния етап - електромагнитен сепаратор, който вече произвежда уранови изотопи. За производството на "дете" отне 64 кг обогатен уран, който е ~ 2.5 критични маси. През лятото на 1945 г. бяха натрупани около 50 kg от 89% U-235 и 14 kg от 50%. В резултат на това общата концентрация е ~ 80%. Ако сравните тези индикатори с плутоний ядро, масата на PU-239, в която са имали само 6 килограма, съдържащи около 5 критични маси, основният недостатък на проекта URANGO става видим: трудността да се гарантира високата суперкритичност на разделителното вещество , в резултат на което ефективността на ниското оръжие.

За да се предотврати случайно възникване на верижната реакция в целта, се съдържа борова утайка и снарядът е вграден в корпуса на бор. Bor е добър неутрон абсорбер, като по този начин увеличава безопасността по време на транспортирането и съхранението на непрекъснато боеприпаси. Когато снарядът достигне целта, черупката му се отклонява и щепселът в целта се изхвърля от него.

Сглобената бомбена мембрана се състои от корпус на волфрамов карбид (сервиращ неутрол рефлектор), заобиколен от стоманена обвивка с диаметър приблизително 60 cm. общо тегло Такъв дизайн е около 2.3 тона. В ризата се монтира карбид корпус в ризата, в която е монтирана целта. В дъното на тези дупки може да има едно или повече берилий-поощни инициатори. Багажникът, според който се движи плътността на уран, е здраво прикрепена към дърворезба до тялото на стоманото, той е заем от 75 mm анти-самолетен пистолет и се смачка в размер на снаряда до 100 mm. Дължината на багажника е приблизително 2 m, масата е 450 кг, а държавната част е 34 кг. Бездимният прах се използва като взривна експлозия. Скоростта на снаряда в багажника достига около 300 m / s, действието на най-малко 300 kN е необходимо да го приведе в движение.

Малко момче беше изключително опасно в склада и транспортната бомба. Детонация, дори случайно, хвърляне на експлозива (водещ снаряд), причинява ядрена експлозия. Поради тази причина, специалистът за наблюдение и обслужване на въздуха S. parsons решиха да заредят барут на бомбата само след излитане. Въпреки това, с достатъчно силно въздействие, снарядът може да влезе в движение и без помощта на прах, който е способен на експлозия от няколко тона до пълна сила. Малко момче е опасност и при влизане във водата. Уран, разположен вътре - общо - няколко критични маси, разделени по въздух. Ако влезете във водата, тя може да играе ролята на посредник, което води до верижна реакция. Това ще доведе до бързо топене или малка експлозия с голям брой радиоактивни вещества.

Сглобяване и използване на малко момче.
Първите компоненти на снаряда бяха завършени в Лос Аламос на 15 юни 1945 г., те бяха напълно произведени до 3 юли.

На 14 юли малкото момче и уран снарядът бяха изпратени до съда за Индианаполис и 16-та продължи. Tinian, Mariana O-Wa. Корабът пристигна на острова на 26 юли.

На 24 юли производството на целта за бомбата и 26-ти от тези компоненти бяха завършени от три въздухоплавателни средства с C-54 от Албакърки и пристигнаха в Tinian на 28-ми.

31 юли Целта с снаряда е инсталирана в бомбата. Ядрената атака е насрочена на следващия ден, 1 август, но приближаващата тайфун направи операцията за 5 дни.

6 август:
00:00 Последна среща, целта е Хирошима. Пилот - Типкац (Типбет), 2-ри пилот - Луис (Луис).
02:45 бомбардировачът излита.
07:30 бомба е напълно готова за нулиране.
08:50 Самолетът лети над японския остров Сикоку.
09:16:02 Малко момче експлодира на височина 580 m. Експлозионен мощност: 12-18 CT, в късни оценки - 15 CT (+/- 20%).

С такава сила на експлозията, височината, на която е подкопана, оптимална за натиск на ударната вълна 12 psi (паунда / квадратен инч), т.е. Да се \u200b\u200bмаксимизира налягане, подложено на 12 psi или по-голямо. За да унищожи сградите на града, има достатъчно налягане в 5 psi, което съответства на височината на ~ 860, като по този начин, когато инсталирате такава височина на жертвата и унищожението може да бъде още повече. Поради неяснотата при определянето на силата и големите причини, които могат да доведат до намаляване на силата на експлозията, височината е избрана умерено ниска, както в случай на малка такса. Височината от 580 m е оптимална за експлозия в 5 ct.

Плутониев атомна бомбена мазнина човек.

Ядрото на бомбата е набор от сфери, инвестирани един в друг. Тук те са изброени в реда на гнездене, размерите се дават за външни радиуси на сфери:

* Експлозивна обвивка - 65 см,
* "Тласкач" / неутрон абсорбер - 23 cm,
* Уранови корпус / неутронен рефлектор - 11.5 cm,
* Плутоний ядро \u200b\u200b- 4.5 см,
* Берилий-полоние неутрон инициатор - 1 cm.

Неутрон инициатор.
Първият етап е неутрон инициатор, наричан още неудобство, е сферична обвивка на берилий, диаметър 2 см и дебелина от 0,6 cm. Вътре е лайнер с берилий с диаметър 0,8 cm. Общият дизайн на Дизайнът е около 7 грама. На вътрешна повърхност Черупките са направени 15 клинови слотове, дълбочина 2,09 mm. Самата черупка се получава чрез горещо пресоване в атмосферата на карбонил никел, повърхността му и вътрешната сфера е покрита със слой от никел и злато. Относно вътрешната сфера и сметана в обвивката се обсипва 50 Curi Polonium-210 (11 mg). Големите и никелови слоеве защитават берилий от алфа частици, излъчвани от Полония или около инициатора плутоний. Инициаторът е залегнал на скобата в кухината с диаметър 2,5 cm в плутонийното ядро.

Archin се активира, когато се достигне работната вълна на центъра за зареждане. Когато ударната вълна достигне стените на вътрешната кухина в плутоний, ударната вълна на изпарения плутоний засяга инициатора, раздробяването на усмивката с полоний и създаването на ефекта на Мънро (Мунро) - силни струи, които бързо смесват полоний и берилий от Външни и вътрешни сфери. Алфа частици, излъчвани от PO-210, се абсорбират от берилий атоми, които от своя страна излъчват неутрони.

Плутоний.
Сферата на деветзанциметъра, с кухина в центъра с 2,5 см за инициатора на неутрон. Тази форма на зареждане предложи Робърт Кристи да намали асиметрията и нестабилността по време на имплозия.

Плутоният в ядрото се стабилизира в делтата на ниска плътност (плътност 15.9) с помощта на сливане на него с 3% гале в количеството вещество (0.8 тегл.%). Предимствата на използването на делтафата в сравнение с по-плътната алфа фаза (плътност 19.2) са, че делтафата е коварна и подпухнала, докато алфа фазата е счупена и крехка, в допълнение, стабилизирането на плутоний в делтафата позволява да се избегне свиване, когато охлаждане и деформиране на детайла след леене или гореща обработка. Може да изглежда, че използването на по-ниска плътност може да бъде в неравностойно положение за ядрото, тъй като използването на по-гъст материал е за предпочитане поради повишаване на ефективността и намаляване на количеството на необходимия плутоний, но това се оказва, че не е така . Делта-стабилизиран плутоний се подлага на преход към алфаза при относително ниско налягане на десетки хиляди атмосфери. Налягането на няколко милиона атмосфери, произтичащи от експлозия на имплозия, прави този преход заедно с останалите явления, произтичащи от такава компресия. Така, с плутоний в делтафата, има по-голямо увеличение на плътността и по-голямото навлизане на реактивността, отколкото това ще се случи в случай на гъста алфа фаза.

Ядрото се събира от две полукълба, вероятно първоначално хвърлени в детайла и след това се лекуват с горещо пресоване в атмосферата на карбонил никел. Тъй като плутонийът е химически много активен метал, но освен това, което представлява опасност за живота, всяко полусфера е покрито със слой от никел (или сребро, както е докладвано за притурката "а). Това покритие е създало неудобство с притурката Ядрото "А, тъй като бърз галваничният плутоний с никел (или сребро) води до образуването на черупки в метала и неподходящи за употреба в ядрото. Славно смилане и слоеве на злато, възстановени дефекти, получени от политики. Въпреки това, тънък слой Goldley (около 0,1 мм) между политиките беше в никакъв случай необходимата част от проекта, която служи за предотвратяване на преждевременното проникване на ударите на удара между полиите, които биха могли преждевременно да активират неутронния инициатор.

Uranium корпус / неутронен рефлектор.
Зарядът на плутоний е заобиколен от тяло от естествен уран с тегло 120 kg и диаметър 23 cm. Това тяло образува седем сантиметров слой около плутоний. Дебелината на унгария се дължи на задачата за запазване на неутроните, така че слоят от няколко сантиметра е достатъчен, за да се осигури неутронно спиране. По-дебел корпус (над 10 см дебелина) допълнително осигурява значително запазване на неутроните за цялата структура, обаче, ефектът от "времевата абсорбция", присъща на бързи експоненциално развиващи се верижни реакции, намалява ползите от използването на по-дебел рефлектор.

Около 20% от бомбената енергия се разпределя поради бързото разделение на случая на уран. Ядрото и случаят образуват заедно минималната подкритична система. Когато компресията на сглобяването се появи с помощта на експлозия на имплозия до 2.5 пъти в сравнение с обичайната плътност, ядрата започва да съдържа около четири-пет критични маса.

"Тласкащ" / неутрон абсорбер.
Околният уран слой от алуминий, дебелина от 11,5 см тежи 120 kg. Основната цел на тази сфера, наречена "тласкач", е да се намали действието на вълната на Тейлър, бързото намаляване на налягането, наблюдавано зад предната част на детонацията. Тази вълна има тенденция да се увеличава с имплозия, причинявайки все по-бърз спад на налягането в дизайнера на предната част на детонацията в една точка. Частично отражение на ударната вълна, настъпила на границата на взривната секция (състав "б") / алуминий (поради разликата в плътността: 1.65 / 2.71) изпраща вторичния фронт в експлозиви, подтискаща вълната на Тейлър. Той подобрява налягането на последната вълна, увеличавайки компресията в центъра на ядрото.

Алуминиевият "тласкач" съдържа сам по себе си и делът на бор. Тъй като борът сам по себе си е крехка неметална субстанция, трудна за употреба, много вероятно е тя да се съдържа под формата на удобна за обработваща сплав с алуминий, наречен Боракс (35-50% борен). Въпреки че общият му дял в черупката е малък, BOR играе ролята на неутронния абсорбер, като предотвратява навлизането на плутоний-уран на неутроните, за да се забави в алуминий и експлозиви за топлинни скорости.

Експлозивна система и детонационна система.
Експлозивната обвивка е слой от счупена експлозивност. Дебелината му е около 47 см, а масата от най-малко 2500 кг. Тази система съдържа 32 експлозивни лещи, 20 от които са шестоъгълни, и 12 са петоъгълни. Лещите са свързани заедно в зависимост от пробата на футболна топка, образувайки сферична експлозивна монтаж, около 130 cm с диаметър. Всяка от тях има 3 части: две от тях са направени от експлозивна (експлозивна) с висока скорост на детонация, едно - ниско. Най-крайната част от взривните взривни вещества има конусообразна вдлъбнатина, пълна с ниско детонация Rebneu. Тези конюгатни части образуват валидна леща, способна да създадат кръгла, нарастваща ударна вълна, насочена към центъра. Вътрешната страна на вековете за изпращане на векове почти покрива алуминиевата сфера за повишаване на конвергентния удар.

Обективите бяха направени от точното леене, така че експлозивността трябваше да се разтопи преди употреба. Основните бързо движещи се експлозиви бяха "съставът В", смес от 60% хексагена (RDX) е много бързо движеща се, но лошо топене на биби, 39% от TNT (TNT) - добре експлодиращи и лесно топене векове и 1% восък. "Бавните" експлозии са баратол - смес от тротил и бариев нитрат (фракцията на Tola е обикновено 25-33%) с 1% восък като свързващо вещество.

Съставът и плътността на лещите бяха точно контролирани и остават непроменени. Системата на обектива се регулира с много нисък толеранс, така че частите му са свързани помежду си с точност по-малка от 1 mm, за да се избегне хетерогенност в ударна вълна, но подравняването на повърхността на лещите е още по-важно от тях други.

За да се получи много точна синхронизация на детонатори, стандартните детонатори нямат комбинации от първични / вторични взривни вещества и се използват електрически разгорещи се проводници. Тези проводници са сегмент от тънък проводник, който незабавно се изпарява от ток, паднал от мощен кондензатор. Възниква взрив на експлозив на детонатора. Изпускането на батерията на кондензатора и изпаряването на тел във всички детонатори могат да бъдат произведени почти едновременно - разликата е +/- 10 наносекунди. назад Такава система е необходимост от големи батерии, високоволтово захранване и мощна банка на кондензатори (наречена X-единица, около 200 kg претегляне), предназначени за едновременно реакция на 32 детонатора.

Горещата експлозивна обвивка се поставя в случая на здрач. Дизайнът на корпуса се състои от централен колан, събран от 5 лекувани дерулими, и горните и долните полукълби, образувайки готовата обвивка.

Последния етап на сглобяването.
Окончателният проект на бомба осигурява специално "покритие", чрез което се поставят разделителните материали в края. Таксата може да бъде изцяло направена, с изключение на вмъкването на плутоний с инициатора. За целите на сигурността, сглобяването е завършено непосредствено преди практическо приложение. Понякога полусферът се отстранява заедно с една от експлозивните лещи. Инициаторът на неутрон е инсталиран между плутоний полуспира и се закрепва вътре в 40-килограм урански цилиндър и след това целият този дизайн е вграден в рефлектора на уран. Обективът се връща на мястото си, детонаторът е свързан с него, капакът се завинтва отгоре на мястото си.

Дебел човек представлява сериозна опасност по отношение на доставката и съхранението в готовото за употреба състояние, но дори и в най-лошия случай, опасността все още е по-малка от малкото момче. Критичната маса на сърцевината с рефлектора на уран е 7.5 kg плутоний за делта фаза и само 5,5 kg за алфаза. Всяко произволно детонация на взривна обвивка може да доведе до компресия на 6,2-килограм мазнина "и в суперкритичната алфа фаза. Очакваната сила на експлозията от такава неоторизирана такса за зареждане ще бъде от десетки тонове (приблизително говорят a порядък повече от обвинението на взривни вещества в бомбата) до двойки - други стотици тонове тротил еквивалент. Но основната опасност се намира от потока на проникваща радиация по време на експлозия. Гама лъчите и неутроните могат да причинят смърт или тежко заболяване Много допълнителна зона на ударната вълна. Така че, малка ядрена експлозия в 20 тона ще доведе до смърт доза на облъчването в 640 бара на разстояние 250 m.

Транспортирането на дебелия човек "и по съображения за безопасност никога не е било провеждано в напълно сглобена форма, бомбите са завършени непосредствено преди употреба. В резултат на сложността на оръжието се изискваше поне няколко дни за този процес ( Като се вземат предвид междинните проверки). Събраната бомба не може да бъде в експлоатационно състояние, дължащо се на изпускането на X-лява батерии "a.

Обнови бомбата на бойната плутоний главно се състоят главно от дизайна на експерименталната притурка "А, опакована в стоманена обвивка. Две половина от стоманената елипсоид са прикрепени към превръзката на взривна система заедно с X-лява" ома, батерии , предпазителите и стартирането на електроника се поставят на предната част на черупката.

Както и в малкото момче, високият спойник в дебелия човек "Е служи на радарната система" Atput "(архиви - нейните антени могат да се видят отстрани на снимките на малко момче" I). Когато зарядът се достигне желаната височина над земята (инсталирана на 1850 + -100 фута), тя дава сигнал за детонация. В допълнение към него, бомбата също е оборудвана с барометричен сензор, който предотвратява експлозията над 7000 фута.

Борба с използване на плутоний бомба.
Окончателното събрание на дебелия човек се състоя. Tinian.

26 юли 1945 г. Plutonium ядро \u200b\u200bс инициатор е изпратен от самолета C-54 от Kirtlend Airbase до Tinian.

28 юли ядрото пристига на острова. На този ден три Б-29 оставят от Къртленд до Tinian с три предварително сглобени мазнини "Ами.

2 август - Пристигане B-29. Датата на бомбардиране е определена като 11 август, целта е арсенал в кокура. Неядрата част на първата бомба беше готова за 5 август.

7 август идва прогноза за полети неблагоприятно за полет 11, датата на полета се измества с 10, а след това на 9 август. Поради смяна на датата, в ход е в ход е ускореното работно събрание.

8-ми в сутрешния умственото събрание "и завършва, до 22:00 часа е натоварен в блока на Б-29".

9 август:
03:47 Самолетът излита от Tinian, целта се определя като Kokochsky Arsenal. Пилот - Чарлз Суини.
10:44 Времето се летя до наражателя, но целта не е достатъчно в условия на слаба видимост. Огънят артилерия против самолет И появата на японски бойци принудени да спрат търсенията и да се обърнат към резервната цел - Nagasaki.
Над града се оказа, че е слой от облаци - като над пилота, горивото остава само за един случай, така че бомбата се възстановява в първия подходящ лумен в облаците на няколко километра от назначената цел.
11:02 Има експлозия на надморска височина от 503 м близост до границата на града, властта според измерванията от 1987 - 21 ct. Въпреки факта, че експлозията се е случила на границата на населената част на града, броят на жертвите надвишава 70 000 души. Оръжията на Гицубиши също бяха унищожени.

(Днес Демократична република Конго), в Канада (голямо мечело) и в Съединените щати (Колорадо).

За разлика от повечето съвременни бомби, направени на имплозивния принцип, "дете" беше бомба на оръдие. Кенно бомба е лесна за изчисляване и производство, практически не знаят неуспехи (следователно точните чертежи на бомбата все още са класифицирани). Обратната страна на такъв дизайн е ниска ефективност.

Използват се 16,4 cm, събрани до 1,8 m, докато уран "мишена" е цилиндър с диаметър 100 mm и с тегло 25,6 kg, който цилиндричен "куршум" от 38 има цилиндричен "куршум" с слот. 5 kg съответния вътрешен канал. Такъв "интуитивно неразбираем" дизайн е направен за намаляване на неутронния фон на целта: не беше близо до него, а на разстояние 59 mm от неутронния рефлектор ("Tepper"). В резултат на това рискът от преждевременно начало на верижната реакция на разделяне с непълна освобождаване на енергия намалява до няколко процента.

Въпреки ниската ефективност, радиоактивното замърсяване от експлозията е било малко, тъй като експлозията е произведена на 600 м над земята, а нереагиралният уран е слабо причинен в сравнение с продуктите на ядрената реакция.

Предпазителите в тази бомба бяха вмъкнати директно в самолет, в BomboTsek, 15 минути след излитането, за да се сведе до минимум опасността от последствията от неуспешната излитане. В същото време е вероятно да може да работи необичайно.

Въпросът в Втората световна война беше даден от Съединените щати, а именно президентът Хари Труман, в момента, когато атомната бомба, изхвърлена на Хирошима, избухна над главите на хиляди японци.

Това трагично събитие и в същото време голям технологичен пробив предшествал години на изследване, работата на стотици изключителни учени и техници по целия свят, десетки животи, които са загубени в резултат на въздействието на радиацията.

И само чрез волята на делото, първото, което успя да приложи резултата от изследванията в областта на атомната енергия като оръжие, бяха американците. Хирошима, Нагасаки, ядрена бомба - тези думи са станали практически синоним, когато говорим за оръжия за масово унищожение. Нови оръжия, символ на въоръженията - атомната бомба на Хирошима и Нагасаки донесе само болка и смърт.

Каква е атомната бомба (Hiroshima), създадена, за да унищожи човешки живот, С толкова сладко име "малко момче" (инж. Kid)? Кой е създател на това иновативно оръжие, използвано за японските градове на Хирошима и Нагасаки? Капацитетът на бомбата, неговите характеристики са въпросите, отговорите, на които ще се опитаме да дадем в тази статия.

Атомна бомба Хирошима. Какво започна?

В началото на 1938 и 1939 г. е открит фактът, че е открит ядрото на уран и е определена критичната маса на изотопа на уран-235. През тези години научни среди различни страни Плътно си сътрудничи, но нарастващият стрес в света повдигна съвместни изследвания.

В САЩ също се интересуват от тази тема. World Physics Eugene Wigner и Leo Sorope написаха писмо до Франклин Рузвелт от името на Айнщайн. Тя съобщава, че фашистката Германия провежда изследвания, в резултат на което ще бъде направена бомба невероятна власт. В това отношение авторите на писмото призоваха американския председател да ускорят натрупването на уран и увеличаване на финансирането на атомните енергийни проекти, тъй като първата атомна бомба трябва да бъде направена в Съединените щати. Хирошима и Нагасаки скоро ще се превърнат в депо за тестване на силата си.

Правителството на САЩ възниква необходимите мерки. Комитетът за изследователска уран се преформатира, а на 17 септември 1943 г. се отваря тайната програма "проект Манхатън". Вече много скоро ще бъде създадена атомната бомба. Хирошима ще изпита действията си върху себе си. За научни изследвания те ръководят полковник Лесли Гровес и Робърт Опенхаймер (научна част), бяха поканени учени от лекаря от цял \u200b\u200bсвят, хора, техники и други специалисти. Много от тях бяха бежанци от фашистката Германия.

Общо, в проекта, в резултат на което ядрената бомба ще бъде нулирана върху Хирошима, участваха около 130 хиляди служители. Сред тях са повече от дузина лауреати на Нобелова награда.

Раждане на "бебе"

Урановият изотоп 235 в руда от естествен произход се съдържа в количеството само 0,7%.

За да се получи критична маса, необходима за преодоляване на критичната маса в 10 кг Uranium-235, националната лаборатория в OK-RIDGE е разработила начини за обогатяване на руда и суровините за производството на бомби на уранта "дете" Няколко депозита:

  • Белгия Конго (територия на съвременна демократична република Конго в Централна Африка);
  • Голямото езеро в Канада;
  • Състояние на Колорадо (САЩ).

Налице е предположение, че половината от световния запас от уран, разположен в белгийския Конго, до края на 30-те години е изгорен от Франция. Въз основа на добре оборудвана лаборатория в дьо Франс, европейските учени не са имали време да донесат изследвания до края, тъй като Франция падна през 1940 година. След това, резервите на уран са премахнати в САЩ.

Важно е да знаете:

Голям екип от учени работи по проекта за създаване на атомни оръжия в Щатите, но неговият "баща" се счита за OTTO Openedheimer. Ако не беше за неговия гений, ядрената бомба нямаше да падне върху Хирошима, а резултатът от Втората световна война ще бъде различен. По-късно той активно ще се противопостави на използването на атомни оръжия. OpenGeimer ще се опита с всички сили да не повтаря "новата Хирошима", бомбата от този тип не е нулирана.

Механиката на бомбената експлозия легна с оръдна система. Неговият разработчик беше Уилям Парсън. Това е доста прост принцип. Свързани са две части, имащи доктритна маса върху определена скорост и се случва експлозия. Но дори и да постигна критична маса, в която детонацията на уран, две части от този радиоактивен материал няма да има разрушителна сила. Необходимо е да се осигури гъста обвивка, която да попречи на "изветрените" неутрони.

Първата, не тествана извадка - уран бомба (Hiroshima; Nagasaki получи плутоний бомба, която вече е тествана на депата) "дете", след набиране нужда от количество Радиоактивен пълнител е бил бунт в град Хирошима. Бомба притежава доста ниска ефективност на обвинението, но беше достатъчно да носи стотици хиляди човешки животи.

Каква беше бомбата, която се изхвърли в град Хирошима?

Разбит бомбата в Хирошима 64 килограма богата до 80% уран-235. От тях 25 кг отчитат "целта", а останалата част от масата на "куршума", която се движи в барел с диаметър 76,2 mm със скорост от 300 m / s от експлозия на заряд на прах .

За да може капацитетът на бомбата в Хирошима да отговаря на изискванията за опустошителната сила, е необходима повече от 12 тона уран руда, които, по време на една и половина месеца непрекъсната работа, обогатява индустриален гигант в OK-Ridge . Дължината на "дете" е 3 m 20 cm, диаметър - 71 см. Масивният случай от тежка алея стомана, стандарт за американски въздушни бомби от този период на обемист опашка, плюс останалата част от оборудването да даде общо 4090 КГ, насочвайки се към град Хирошима. Капацитетът на бомбата трябваше да бъде достатъчен за масивно унищожаване.

Благодарение на удължението и предния център, въздушната зала имаше устойчива траектория и в резултат на това високата точност на удара. Силата на атомната бомба е спаднала на Хирошима, е 18 килотона в ttatile еквивалент. В бъдеще капацитетът на бомбата паднал върху Хирошима, ще бъде изключително малък. Атомни оръжия Бъдещите поколения имат много по-високи нива на разрушителна сила.
Капацитетът на бомбата падна върху Хирошима, се дължи не само на броя на уран, но и допълнителна механика.

Имотите бяха задачи:

  • При работа атомната бомба (HIROSHIMA) трябва да бъде безопасна, неразрешената детонация е невалидна;
  • направете така, че падащата бомба върху Хирошима избухна на надморска височина от 500 - 600 метра над земята;
  • ако нещо не отиде по план, и бомбата на Хирошима ще падне без взривяване, трябва да се случи самоунищожението на таксата, така че технологиите да не получат врага.

За тези цели бяха разработени четири основни системи:

  • Algimets на Арчи, разработени за американските военновъздушни сили, осигуриха детонацията на бомбата на желаната височина и имаше достатъчно 2 индикатора от 4 плевелите. Интересен факт Именно, че чувствителните антени на алтиметри не могат да бъдат отстранени от бомбата и да преинсталират. Ето защо, всички американска авиация над японските острови в дните, когато атомната бомба на Хирошима и Нагасаки бяха на път, беше забранено да се създават радиометращи.
  • Барометричният предпазител и таймер служеха за предотвратяване на непредвиденото самостоятелно изследване. Предпазителният предпазител не позволява на експлозивните вериги на височина над 2135 m. Таймерът е блокиран за 15 ° C, след като бомбите възстановят барометричните данни, отразени от самолета за превозвач.
  • Автоматичната единица, когато се задейства алтиметри, пусна детонатор на оръдията на уран.
  • В случай на непредвидени неизправности, ако бомбата не експлодира над град Хирошима, обичайният предпазител ще работи на земята.

Освободена атомна бомба на Хирошима и Нагасаки. Каква е разликата?

Влезе в бомбата на Хирошима, базирана на уран, тя беше изключително скъпа за производството. "Проект Манхатън", успоредно на развитието на бомба, базирана на плутоний-239 (силно радиоактивен). Ядрената бомба на Хирошима е, както бе споменато по-горе, тип оръдие, за плутоний, е необходимо да има друго решение. Рафтът на заряд на плутоний в черупките е заобиколен от 64 детонатори. Всичко това беше поставено в метална топка. Детонация в сферата, увеличавайки плътността на плутоний до критична, причинявайки експлозия. Механиката е същата като атомната бомба (Hiroshima) "дете".

Силата на атомната бомба в Хирошима е значително по-ниска. "Толстак", предназначен за Нагасаки, имаше силата на 22 килотона в TNT еквивалент. Но унищожението, който той донесе много по-малко поради неточността на целта и конфигурацията на града.

Предполага се, че е изхвърлена ядрена бомба на Хирошима и Нагасаки, която да принуди Япония да капитулира. Съединените щати са постигнали цената си от хиляди незабавно избрани в атомните светлини на живота, болестите и страдащи от много хиляди хиляди хора в градовете Хирошима, Нагасаки. Атомната бомба, използвана в Япония, доведе до края на Втората световна война и положи началото на студената война и ядрената енергия AVE.

Според една информация може да съществува друга атомна бомба. Хирошима и Нагасаки станаха първи в списъка на жертвите. Капацитетът на бомбата (на Хирошима имаше около 15 - 18 килотона), която може да бъде третата, беше няколко пъти по-висока. Но поради причините, които ни бяха неизвестни, нейната пътека се губи.