Стварэнне і выпрабаванне першай атамнай бомбы ў СССР

У Савецкім Саюзе ўжо з 1918 года праводзіліся даследаванні па ядзернай фізіцы, якія падрыхтавалі выпрабаванне першай атамнай бомбы ў СССР. У Ленінградзе, у радыевай інстытуце, у 1937 годзе быў запушчаны цыклатрон, першы ў Еўропе. "У якім годзе было першае выпрабаванне атамнай бомбы ў СССР?" - спытаеце вы. Адказ вы даведаецеся зусім хутка.

У 1938 годзе, 25 лістапада, пастановай Акадэміі навук створана была камісія па атамным ядру. У склад яе ўвайшлі Сяргей Вавілаў, Абрам Алиханов, Абрам Іофе, Ігар Курчатаў і іншыя. Да іх далучыліся праз два гады Ісай Гурэвіч і Віталь Хлопин. Ядзерныя даследаванні да таго часу праводзіліся ўжо больш чым у 10 навуковых інстытутах. Пры АН СССР у тым жа годзе арганізавана была Камісія па цяжкай вадзе, якая стала называцца пазней Камісіяй па ізатопа. Прачытаўшы гэты артыкул, вы даведаецеся, як ажыццяўлялася далейшая падрыхтоўка і выпрабаванне першай атамнай бомбы ў СССР.

Будаўніцтва цыклатрон ў Ленінградзе, выяўленне новых уранавых руд

У 1939 годзе, у верасні, у Ленінградзе пачалося будаўніцтва цыклатрон. У 1940 годзе, у красавіку, вырашана было стварыць доследную ўстаноўку, якая вырабляла б у год 15 кг цяжкай вады. Аднак з-за распачатай у той час вайны планы гэтыя рэалізаваныя не былі. У траўні таго ж года Ю. Харытон, Я. Зяльдовіч, Н. Сямёнаў прапанавалі сваю тэорыю развіцця ў уране ланцуговай ядзернай рэакцыі. Тады ж былі пачаты работы па выяўленні новых руд ўрану. Гэта былі першыя крокі, якія забяспечылі некалькі гадоў праз стварэнне і выпрабаванне атамнай бомбы ў СССР.

Прадстаўленне фізікаў аб будучай атамнай бомбе

Многія фізікі ў перыяд з канца 30-х па пачатак 40-х гадоў ужо мелі прыблізнае ўяўленне пра тое, як яна будзе выглядаць. Ідэя складалася ў тым, каб засяродзіць досыць хутка ў адным месцы некаторы колькасць (больш крытычнай масы) дзеліцца пад уздзеяннем нейтронаў матэрыялу. У ім павінна пачацца пасля гэтага лавінападобна нарастанне колькасці распадаў атамаў. То бок, гэта будзе ланцуговая рэакцыя, у выніку якой вылучыцца велізарны зарад энергіі і адбудзецца магутны выбух.

Праблемы, з якімі давялося сутыкнуцца пры стварэнні атамнай бомбы

Першая праблема заключалася ў тым, каб атрымаць дзелячы рэчыва ў дастатковым аб'ёме. У прыродзе адзінае рэчыва такога роду, якое можна было знайсці, - гэта ізатоп ўрану з масавым лікам 235 (гэта значыць агульнай колькасцю нейтронаў і пратонаў у ядры), інакш - уран-235. Ўтрыманне дадзенага ізатопа ў прыродным уране - не больш за 0,71% (ўрану-238 - 99,2%). Больш за тое, ўтрыманне ў рудзе прыроднага рэчыва складае ў лепшым выпадку 1%. Таму досыць складанай задачай было вылучэнне ўрану-235.

Як неўзабаве высветлілася, альтэрнатывай ўране з'яўляецца плутоній-239. Ён амаль не сустракаецца ў прыродзе (яго менш у 100 разоў, чым ўрану-235). У прымальнай канцэнтрацыі яго атрымаць можна ў ядзерных рэактарах, калі Апрамяняючы уран-238 нейтронах. Пабудова рэактара для гэтага ўяўляла таксама значныя цяжкасці.

Трэцяй праблемай аказалася тое, што сабраць неабходную колькасць дзеліцца рэчывы ў адным месцы было няпроста. У працэсе збліжэння подкритичных частак, нават вельмі хуткага, у іх пачынаюць працякаць рэакцыі дзялення. Энергія, якая вылучаецца пры гэтым, можа не дазволіць асноўнай часткі атамаў ўдзельнічаць у працэсе дзялення. Не паспеўшы прарэагаваць, яны разляцяцца.

Вынаходніцтва В. Маслава і В. Шпинеля

В. Маслаў і В. Шпинель з фізіка-тэхнічнага інстытута Харкава ў 1940 году падалі заяўку на вынаходніцтва боепрыпасу, заснаванага на выкарыстанні ланцуговай рэакцыі, якая запускае самаадвольнае дзяленне ўрану-235, яго закритической масы, якая ствараецца з некалькіх докритических, падзеленых выбуховым рэчывам, непранікальным для нейтронаў і знішчаць з дапамогай падрыву. Вялікія сумневы выклікае працаздольнасць падобнага зарада, але тым не менш пасведчанне на дадзенае вынаходства ўсё ж было атрымана. Аднак адбылося гэта толькі ў 1946 годзе.

Гарматная схема амерыканцаў

Для першых бомбаў амерыканцы меркавалі выкарыстоўваць гарматным схему, у якой выкарыстоўваўся рэальна гарматны ствол. З яго дапамогай адна частка дзеліцца матэрыялу (подкритическая) выстрэльвае ў іншую. Але неўзабаве выявілася, што такая схема для плутонію не падыходзіць з-за таго, што хуткасць збліжэння з'яўляецца недастатковай.

Будаўніцтва цыклатрон ў Маскве

У 1941 году, 15 красавіка, СНК пастанавіў аб пачатку будаўніцтва магутнага цыклатрон ў Маскве. Аднак пасля таго, як пачалася Вялікая Айчынная вайна, былі спыненыя амаль усе работы ў сферы ядзернай фізікі, закліканыя наблізіць 1 выпрабаванне атамнай бомбы ў СССР. На фронце апынуліся многія фізікі-ядзершчыкі. Іншыя былі пераарыентаваны на больш надзённыя, як тады здавалася, сферы.

Збор інфармацыі аб ядзернай праблеме

Зборам інфармацыі датычна ядзернай праблемы з 1939 года займаліся 1-е Упраўленне НКУС і ГРУ РККА. У 1940 годзе, у кастрычніку, ад Д. Кэрнкросса паступіла першае паведамленне, у якім гаварылася аб планах стварэння атамнай бомбы. Дадзенае пытанне было разгледжана ў Брытанскім камітэце па навуцы, у якім працаваў Кэрнкросс. У 1941 годзе, летам, быў зацверджаны праект стварэння бомбы, які называўся "Тьюб эллойз". Англія да пачатку вайны была адным з сусветных лідэраў у ядзерных распрацоўках. Такая сітуацыя склалася шмат у чым дзякуючы дапамозе нямецкіх навукоўцаў, якія беглі ў гэтую краіну з прыходам Гітлера да ўлады.

К. Фукс, член КПГ, быў адным з іх. Ён адправіўся восенню 1941 года ў савецкае пасольства, дзе паведаміў аб тым, што валодае важнай інфармацыяй аб магутным зброі, створаным у Англіі. С. Крамер і Р. Кучынская (радыстка Соня) былі вылучаныя для сувязі з ім. Першыя радыёграмы, пасланыя ў Маскву, утрымлівалі інфармацыю аб спецыяльнай метадзе падзелу ізатопаў ўрану, газодиффузионном, а таксама аб будуюцца для дадзенай мэты заводзе ў Уэльсе. Пасля шасці перадач перапынілася сувязь з Фукс.

Выпрабаванне атамнай бомбы ў СССР, дата якога сёння шырока вядомая, падрыхтавалі і іншыя разведчыкі. Так, савецкі выведнік ў Злучаных Штатах Сямёнаў (Твен) у канцы 1943 г. абвясціў, што Э. Фермі ў Чыкага ўдалося ажыццявіць першую ланцуговую рэакцыю. Крыніцай дадзенай інфармацыі быў фізік Понтекорво. Па лініі знешняй выведкі ў гэты ж час паступілі з Англіі закрытыя працы вучоных Захаду, якія тычацца атамнай энергіі, датаваныя 1940-1942 гадамі. Інфармацыя, якая змяшчаецца ў іх, пацвярджала, што вялікі прагрэс быў дасягнуты ў стварэнні атамнай бомбы.

Жонка Коненкова (на фота ніжэй), вядомага скульптара, працавала разам з іншымі на разведку. Яна зблізілася з Эйнштэйнам і Опэнгаймер, найбуйнейшымі фізікамі, і аказвала доўгі час ўплыў на іх. Л. Засечына, іншы рэзідэнт у ЗША, ўваходзіла ў кола людзей Оппенгеймера і Л. Сциларда. З дапамогай гэтых жанчын СССР атрымалася ўкараніць агентаў у Лос-Аламосе, Ок-Ридж, а таксама чыкагскай лабараторыю - найбуйнейшыя цэнтры ядзерных даследаванняў у Амерыцы. Інфармацыю па атамнай бомбе ў ЗША перадавалі савецкай выведцы ў 1944 годзе муж і жонка Розенберг, Д. Грингласс, Б. Понтекорво, С. Саке, Т. Хол, К. Фукс.

У 1944 годзе, на пачатку лютага, Л. Берыя, наркам НКУС, правёў пасяджэнне кіраўнікоў выведкі. На ім было прынята рашэнне па каардынацыі збору інфармацыі, якая тычыцца атамнай праблемы, якая паступала па лініі ГРУ РККА і НКВД. Для гэтага быў створаны аддзел "С". У 1945 годзе, 27 верасня, ён быў арганізаваны. П. Судоплатов, камісар ГБ, узначаліў гэты аддзел.

Фукс перадаў у студзені 1945 гады апісанне канструкцыі атамнай бомбы. Выведкай у ліку іншага былі атрыманы таксама матэрыялы па падзелу ізатопаў ўрану электрамагнітным спосабам, дадзеныя аб працы першых рэактараў, інструкцыі па вытворчасці плутоніевай і уранавай бомбаў, дадзеныя аб памерах крытычнай масы плутонію і ўрану, аб канструкцыі выбуховых лінзаў, аб плутоній-240, аб паслядоўнасці і часу аперацый па зборцы і вытворчасці бомбы. Звесткі тычыліся таксама спосабу прывядзення бомбавага ініцыятара ў дзеянне, будаўніцтва спецыяльных заводаў для падзелу ізатопаў. Былі атрыманы і дзённікавыя запісы, у якіх была інфармацыя аб першым выпрабавальным выбуху бомбы ў ЗША ў ліпені 1945 года.

Якія паступалі па гэтых каналах звесткі паскорылі і палегчылі задачу, пастаўленую перад савецкімі вучонымі. Спецыялісты Захаду лічылі, што ў СССР бомба можа быць створана толькі ў 1954-1955 гадах. Аднак яны памыліліся. Першае выпрабаванне атамнай бомбы ў СССР адбылося ў 1949 годзе, у жніўні.

Новыя этапы стварэння атамнай бомбы

У 1942 годзе, у красавіку, М. Пярвухін, наркам хімічнай прамысловасці, быў азнаёмлены па распараджэнні Сталіна з матэрыяламі, якія тычацца працы над атамнай бомбай, праведзенай за мяжой. Для ацэнкі выкладзеных у дакладзе звестак Пярвухін прапанаваў стварыць групу спецыялістаў. У яе ўвайшлі, па рэкамендацыі Іофе, маладыя навукоўцы Кікоіна, Алиханов і Курчатаў.

У 1942 годзе, 27 лістапада, выйшла пастанова "Аб здабычы ўрану" ДКА. Яно прадугледжвала стварэнне адмысловага інстытута, а таксама пачатак работ па перапрацоўцы і здабычы сыравіны, геолагаразведцы. Усё гэта меркавалася ажыццявіць для таго, каб як мага хутчэй адбылося выпрабаванне першай атамнай бомбы ў СССР. Год 1943-і быў адзначаны тым, што НКЦМ прыступіў да здабычы і перапрацоўцы уранавай руды ў Таджыкістане, на Табаршском рудніку. План складаў 4 т у год уранавых соляў.

Мабілізаваныя раней навукоўцы ў гэты час былі адкліканы з фронту. У гэтым жа 1943 годзе, 11 лютага, была арганізавана лабараторыя № 2 Акадэміі навук. Яе начальнікам быў прызначаны Курчатаў. Яна павінна была каардынаваць работы па стварэнні атамнай бомбы.

Савецкай выведкай у 1944 году быў атрыманы даведнік, у якім утрымліваліся каштоўныя звесткі аб наяўнасці уран-графітавых рэактараў і вызначэнні параметраў рэактара. Аднак патрэбнага для загрузкі нават невялікага дасведчанага ядзернага рэактара ўрану тады яшчэ не было ў нашай краіне. У 1944 годзе, 28 верасня, урад СССР абавязала НКЦМ здаваць уранавыя солі і ўран у дзяржаўны фонд. На лабараторыю № 2 была ўскладзена задача іх захоўвання.

Працы, праведзеныя ў Балгарыі

Вялікая група спецыялістаў, кіраваў якімі В. Краўчанка, начальнік 4-га спецаддзела НКВД, у 1944 годзе, у лістападзе, выехала для вывучэння вынікаў геолагаразведкі ў вызваленую Балгарыю. У гэтым жа годзе, 8 снежня, ДКА пастанавіў перадаць перапрацоўку і здабычу уранавых руд з НКМЦ 9-му Кіраўніцтву ГУ ГМП НКВД. У 1945 годзе, у сакавіку, начальнікам горна-металургічнага аддзела 9-га Упраўлення быў прызначаны С. Ягораў. Тады ж, у студзені, арганізуецца НДІ-9 для вывучэння радовішчаў ўрану, рашэнні задач атрымання плутонію і металічнага ўрану, перапрацоўкі сыравіны. З Балгарыі да таго часу паступала на тыдзень каля паўтары тон уранавай руды.

Будаўніцтва дыфузійнага завода

З 1945 года, з сакавіка, пасля паступлення з ЗША па каналах НКГБ інфармацыі пра схему бомбы, пабудаванай на прынцыпе имплозии (гэта значыць сціску дзеліцца матэрыялу шляхам выбуху звычайнага выбуховага рэчыва), былі пачаты работы над схемай, якая мела значныя перавагі перад гарматнай. У красавіку 1945 гады В. маханне напісаў запіску Берыі. У ёй гаварылася пра тое, што ў 1947 годзе мяркуецца пусціць для атрымання ўрану-235 дыфузійных завод, які знаходзіцца пры лабараторыі № 2. Прадукцыйнасць гэтага завода павінна была скласці прыкладна 25 кг ўрану ў год. Гэтага павінна было быць дастаткова для двух бомбаў. Для амерыканскай насамрэч спатрэбілася 65 кг ўрану-235.

Прыцягненне да даследаванняў нямецкіх навукоўцаў

5 мая 1945 года падчас бітваў за Берлін было выяўлена маёмасць, якое належала Фізічнаму інстытуту Таварыства кайзера Вільгельма. У Германіі 9 траўня была накіравана спецыяльная камісія, якую ўзначальвае А. Завенягиным. Яе задача была знайсці навукоўцаў, якія працавалі там над атамнай бомбай, сабраць матэрыялы па уранавай праблеме. Разам з сем'ямі ў СССР была вывезена значная група нямецкіх навукоўцаў. У іх лік уваходзілі Нобелеўскія лаўрэаты Н. Риль і Г. Герц, прафесара Гайба, М. фон Ардэны, П. Ціс, Г. позе, М. Фольмер, Р. Деппель і іншыя.

Стварэнне атамнай бомбы затрымліваецца

Для напрацоўкі плутонію-239 трэба было пабудаваць ядзерны рэактар. Нават для эксперыментальнага спатрэбілася каля 36 т металічнага ўрану, 500 т графіту і 9 т двухвокісу ўрану. Да жніўня 1943 г. была вырашана праблема графіту. Яго выпуск наладзілі ў траўні 1944 года на Маскоўскім электродных заводзе. Аднак патрэбнай колькасці ўрану ў краіне не было да канца 1945 года.

Сталін хацеў, каб як мага хутчэй адбылося выпрабаванне першай атамнай бомбы ў СССР. Годам, да якога яно павінна было здзейсніцца, першапачаткова быў 1948-ы (да вясны). Аднак да гэтага часу не было нават матэрыялаў для яе вытворчасці. Новы тэрмін быў прызначаны 8 лютага 1945 года пастановай урада. Стварэнне атамнай бомбы перанеслі да 1 сакавіка 1949 гады.

Завяршальныя этапы, якія падрыхтавалі выпрабаванне першай атамнай бомбы ў СССР

Падзея, да якога імкнуліся так доўга, адбылося некалькі пазней паўторна намечаны тэрмін. Першае выпрабаванне атамнай бомбы ў СССР адбылося ў годзе 1949-м, як і планавалася, аднак не ў сакавіку, а ў жніўні.

У 1948 годзе, 19 чэрвеня, быў запушчаны першы прамысловы рэактар ( "А"). Для вылучэння з ядзернага паліва напрацаванага плутонію быў пабудаваны завод "Б". Уранавыя блокі, апрамененыя, раствараюць і аддзялялі хімічнымі метадамі плутоній ад ўрану. Затым раствор дадаткова чысцілі ад прадуктаў дзялення для таго, каб знізіць яго радыяцыйную актыўнасць. На заводзе "В" у красавіку 1949 года пачалі вырабляць дэталі бомбы з плутонію, ужыўшы тэхналогію НДІ-9. Першы даследчы рэактар, які працуе на цяжкай вадзе, быў запушчаны ў гэты ж час. Са шматлікімі аварыямі ішло засваенне вытворчасці. Пры ліквідацыі іх наступстваў назіраліся выпадкі переоблучения персаналу. Аднак у той час не звярталі ўвагі на такія дробязі. Важней за ўсё было ажыццявіць першае выпрабаванне атамнай бомбы ў СССР (дата яго - 1949 год, 29 жніўня).

У ліпені быў гатовы камплект дэталяў зарада. На камбінат для правядзення фізічных вымярэнняў выехала група фізікаў, кіраваў якой Флеров. Група тэарэтыкаў, якую ўзначальвае Зяльдовіч, была накіравана для апрацоўкі вынікаў вымярэнняў, а таксама разліку верагоднасці няпоўнага разрыву і значэнняў ККД.

Такім чынам, першае выпрабаванне атамнай бомбы ў СССР было выраблена ў годзе 1949-м. 5 жніўня камісіяй быў прыняты зарад плутонію і адпраўлены ў КБ-11 літарны цягнік. Тут былі да гэтага часу амаль завершаны неабходныя работы. Кантрольная зборка зарада была праведзена ў КБ-11 у ноч з 10 на 11 жніўня. Прылада пасля гэтага было дэмантавана, а яго дэталі спакаваныя для адпраўкі на палігон. Як ужо згадвалася, першае выпрабаванне атамнай бомбы ў СССР адбылося 29 жніўня. Савецкая бомба, такім чынам, была створана за 2 гады і 8 месяцаў.

Выпрабаванне першай атамнай бомбы

У СССР у 1949 году, 29 жніўня, было праведзена выпрабаванне ядзернай зарада на Сяміпалацінскам палігоне. На вышцы знаходзілася прылада. Магутнасць выбуху склала 22 кт. Канструкцыя выкарыстанага зарада паўтарала "Таўстун" з ЗША, а электроннае начынне распрацавана была савецкімі навукоўцамі. Шматслаёвую канструкцыю ўяўляў сабой атамны зарад. У ёй з дапамогай сціску сферычнай збежных дэтанацыйнай хваляй ажыццяўляўся пераклад плутонію ў крытычны стан.

Некаторыя асаблівасці першай атамнай бомбы

5 кг плутонію размяшчалася ў цэнтры зарада. Рэчыва было ўстаноўлена ў выглядзе двух паўсфер, акружаных абалонкай з ўрану-238. Яна служыла для стрымлівання ядра, раздзімалі падчас ланцуговай рэакцыі, для таго каб паспела прарэагаваць як мага большая частка плутонію. Да таго ж яна выкарыстоўвалася ў якасці адбівальніка, а таксама запавольніка нейтронаў. Тампэрэ атачала абалонка, зробленая з алюмінія. Яна служыла для раўнамернага сціску ўдарнай хваляй ядзернага зарада.

Ўстаноўка вузла, які утрымліваў дзелячы матэрыял, у мэтах бяспекі ажыццяўлялася адразу перад ужываннем зарада. Для гэтага мелася адмысловая скразное канічнае адтуліну, якое зачыняецца коркам з выбуховага рэчыва. А ва ўнутраных і вонкавым карпусах знаходзіліся адтуліны, якія зачыняліся вечкамі. Расшчапленнем ядраў прыблізна 1 кг плутонію была абумоўлена магутнасць выбуху. Тыя, што засталіся 4 кг прарэагаваць не паспелі і распылілі бескарысна, калі было ажыццёўлена першае выпрабаванне атамнай бомбы ў СССР, дата якога вам цяпер вядомая. Мноства новых ідэй па ўдасканаленні зарадаў ўзнікла ў ходзе рэалізацыі гэтай праграмы. Яны тычыліся, у прыватнасці, павышэння каэфіцыента выкарыстання матэрыялу, а таксама зніжэння вагі і габарытаў. У параўнанні з першымі новыя ўзоры сталі кампактней, больш магутны і хупавей.

Такім чынам, першае выпрабаванне атамнай бомбы ў СССР адбылося ў 1949 годзе, 29 жніўня. Яно паслужыла пачаткам далейшых распрацовак у гэтай сферы, якія вядуцца і па гэты дзень. Выпрабаванне атамнай бомбы ў СССР (1949 год) стала важнай падзеяй у гісторыі нашай краіны, паклаўшы пачатак яе статуту ядзернай дзяржавы.

У 1953 годзе на тым жа Сяміпалацінскам палігоне адбылося першае ў гісторыі Расеі выпрабаванне вадароднай бомбы. Магутнасць яе склала ўжо 400 кт. Параўнайце першыя выпрабаванні ў СССР атамнай бомбы і вадароднай бомбы: магутнасць 22 кт і 400 кт. Аднак гэта было толькі пачатак.

14 верасня 1954 году на Тоцком палігоне ажыццёўлены першыя вайсковыя вучэнні, падчас якіх была ўжытая атамная бомба. Яны атрымалі назву "аперацыя« Сняжок »". Выпрабаванне атамнай бомбы ў 1954 ў СССР, паводле інфармацыі, рассакрэчанай ў 1993 годзе, было здзейснена ў тым ліку з мэтай высветліць, як радыяцыя ўздзейнічае на чалавека. Удзельнікі гэтага эксперыменту далі падпіску пра тое, што яны не будуць выдаваць інфармацыю аб апрамяненні на працягу 25 гадоў.