Найти тему
Наука для всех

Манхэттенский проект: как создавалось самое разрушительное оружие

Оглавление

Во время Второй мировой войны американские физики и инженеры начали гонку вооружений с нацистской Германией по разработке первой атомной бомбы . Их секретная деятельность, которая продолжалась с 1942 по 1945 год, была известна как Манхэттенский проект.

Проект привел к созданию ядерного оружия, в том числе двух атомных бомб, которые были сброшены на японские города Хиросиму и Нагасаки, в результате чего погибли или получили ранения более 200 000 человек. Эти бомбардировки вынудили Японию сдаться и положили конец Второй мировой войне, но они также ознаменовали решающий поворотный момент в начале атомного века и заставили ученых задуматься о последствиях ядерной войны.

Что такое Манхэттенский проект?

Манхэттенский проект был назван в честь Колумбийского университета в Манхэттене, Нью-Йорк, одного из первых мест атомных исследований в Соединенных Штатах. В то время как исследования проводились в нескольких секретных местах по всей территории США, большая их часть, включая первые испытания, проходила недалеко от Лос-Аламоса, штат Нью-Мексико.

Исчтоник изображения: lanl.gov
Исчтоник изображения: lanl.gov

В ходе проекта американские военные объединились с лучшими умами научного сообщества. Военными операциями руководил бригадный генерал Лесли Р. Гровс, а Дж. Роберт Оппенгеймер исполнял обязанности научного руководителя, курируя проект от концепции до воплощения в реальность.

На реализацию Манхэттенского проекта всего за четыре года США потратили более двух миллиардов долларов.

Гонка вооружения с немцами

В 1938 году немецкие ученые обнаружили реакцию деления, при которой ядро ​​атома распадается на две равные части. Эта реакция выпускает нейтроны, которые расщепляют еще больше атомов, вызывая цепную реакцию. Поскольку огромное количество энергии выделяется всего за миллионные доли секунды, считалось, что деление может вызвать взрывную цепную реакцию колоссальной силы внутри урановой бомбы.

Из-за войны ряд ученых эмигрировали из Европы в США и принесли с собой новости об этом открытии. В 1939 году Лео Сцилард и другие американские и недавно эмигрировавшие ученые пытались предупредить правительство США об этой новой опасности - но не смогли получить ответ. Сцилард связался и встретился с Альбертом Эйнштейном , одним из самых известных ученых того времени.

Альберт Эйнштейн и Лео Сцилард готовят письмо Франклину Рузвельту. Источник изображения: atomicheritage.org
Альберт Эйнштейн и Лео Сцилард готовят письмо Франклину Рузвельту. Источник изображения: atomicheritage.org

Эйнштейн был убежденным пацифистом и поначалу не хотел связываться с правительством. Он знал, что тогда его попросят поработать над созданием оружия, которое потенциально может убить миллионы людей. Тем не менее, на Эйнштейна в конечном итоге повлияли опасения, что нацистская Германия разработает оружие первой.

Консультативный комитет по урану

2 августа 1939 года Эйнштейн написал знаменитое письмо президенту Франклину Рузвельту . В нем были изложены как потенциальные возможности использования атомной бомбы, так и варианты оказания помощи американским ученым в их исследованиях. В ответ в октябре 1939 года президент Рузвельт создал Консультативный комитет по урану.

На основании рекомендаций комитета правительство США выделило 6000 долларов на закупку графита и оксида урана для исследований. Ученые полагали, что графит мог бы замедлить цепную реакцию, таким образом контролируя энергию бомбы.

Персонал лаборатории ранней радиации, 1939 год. Первый ряд слева направо: Джон Х. Лоуренс, Роберт Сербер, Франц Н.Д. Кюри, Раймонд Т. Бирге, Эрнест О. Лоуренс , Дональд Кукси, Артур Х. Снелл, Луис У. Альварес, Филипп Х. Абельсон. Второй ряд: Джон Бэкус, Уилфред Б. Манн, Пол С. Эберсолд, Эдвин М. Макмиллан, Эрнест Лайман, Мартин Д. Камен, округ Колумбия Калбфелл , WW Salisbury. Последняя строка: Алекс С. Лангсдорф-младший, Сэм Симмонс, Джозеф Дж. Гамильтон, Дэвид Х. Слоун, Дж. Роберт Оппенгеймер , Уильям Бробек, Роберт Корног, Роберт Р. Уилсон, Юджин Виз, Джей Джей Ливингуд. Источник изображения: lbl.gov
Персонал лаборатории ранней радиации, 1939 год. Первый ряд слева направо: Джон Х. Лоуренс, Роберт Сербер, Франц Н.Д. Кюри, Раймонд Т. Бирге, Эрнест О. Лоуренс , Дональд Кукси, Артур Х. Снелл, Луис У. Альварес, Филипп Х. Абельсон. Второй ряд: Джон Бэкус, Уилфред Б. Манн, Пол С. Эберсолд, Эдвин М. Макмиллан, Эрнест Лайман, Мартин Д. Камен, округ Колумбия Калбфелл , WW Salisbury. Последняя строка: Алекс С. Лангсдорф-младший, Сэм Симмонс, Джозеф Дж. Гамильтон, Дэвид Х. Слоун, Дж. Роберт Оппенгеймер , Уильям Бробек, Роберт Корног, Роберт Р. Уилсон, Юджин Виз, Джей Джей Ливингуд. Источник изображения: lbl.gov

Но несмотря на все предпринимаемые действия, прогресс шел медленно... пока одно роковое событие не создало угрозу войны на американском побережье.

Разработка атомной бомбы

7 декабря 1941 года японские военные подвергли бомбардировке Перл-Харбор , Гавайи, штаб-квартиру Тихоокеанского флота США. В ответ США объявили войну Японии на следующий день и официально вступили во Вторую мировую войну .

В условиях войны и осознания того, что Соединенные Штаты отстают от нацистской Германии на три года, президент Рузвельт был готов серьезно поддержать усилия США по созданию атомной бомбы.

Участники "Манхэттенского проекта". Источник изображения: sites.google.com/site/manhattenp
Участники "Манхэттенского проекта". Источник изображения: sites.google.com/site/manhattenp

В Чикагском, Калифорнийском и Колумбийском университетах начали проводиться дорогостоящие эксперименты. В Хэнфорде, штат Вашингтон, и в Оук-Ридже, штат Теннесси были построены атомные реакторы. Ок-Ридж, известный как «Секретный город», был также местом расположения огромной лаборатории и завода по обогащению урана.

Исследователи работали одновременно по всем направлениям. Гарольд Юри и его коллеги из Колумбийского университета создали систему экстракции на основе газовой диффузии. В Калифорнийском университете в Беркли изобретатель циклотрона Эрнест Лоуренс использовал свои знания и навыки для разработки процесса магнитного разделения изотопов урана-235 (U-235) и плутония-239 (Pu-239).

Роберт Оппенгеймер, Энрико Ферми и Эрнест Лоуренс. Источник изображения: OSTI.GOV
Роберт Оппенгеймер, Энрико Ферми и Эрнест Лоуренс. Источник изображения: OSTI.GOV

2 декабря 1942 годад в Чикагском университете Энрико Ферми создал самую первую успешную цепную реакцию, в которой атомы расщеплялись в контролируемой среде. Это достижение дало надежду на то, что в скором времени атомная бомба станет возможной.

Но чем дальше продвигались исследования, тем реализация Манхэттенского проекта по разработке ядерного оружия становилась все более опасной и тяжелой. Ученым нужна была изолированная лаборатория вдали от населения. В 1942 году Оппенгеймер предложил отдаленный район Лос-Аламос, штат Нью-Мексико. Генерал Гроувс одобрил выбранный участок, и строительство началось в конце того же года. Оппенгеймер стал директором Лос-Аламосской лаборатории, которая позже будет известна как «Проект Y».

Ученые продолжали усердно работать над созданием первой ядерной бомбы. ..

Испытания "Тринити"

Когда 12 апреля 1945 года умер Рузвельт, пост президента США занял вице-президент Гарри С. Трумэн. До этого Трумэну не рассказывали о Манхэттенском проекте, но он был быстро проинформирован о секретах разработки атомной бомбы.

Летом 1945 года первая бомба с кодовым названием «Гаджет» была доставлена ​​в пустыню Нью-Мексико, в место, известное как Jornada del Muerto, по-испански «Путешествие мертвецов». Испытанию дали кодовое имя «Тринити».

Установка атомной бомбы "Штучка" перед испытаниями "Тринити" Источник изображения: wikimedia.org
Установка атомной бомбы "Штучка" перед испытаниями "Тринити" Источник изображения: wikimedia.org

Поскольку испытания оружия невиданной мощности производились впервые, многие ученые были обеспокоены - в то время как одни опасались, что взрыв будет слишком слабым, другие боялись того, что взрыв может привести к "концу света". Никто не знал, чего ожидать.

16 июля 1945 года в 5:30 утра ученые, военнослужащие и техники надели специальные очки для наблюдения за началом атомного века. Бомба была взорвана.

За ослепительно-яркой вспышкой последовали волна тепла, ударная волна колоссальной силы, оставив на месте взрыва облако в форме гриба, которое простиралось на 12 километров в атмосферу. Тысячи метров окружающего пустынного песка превратились в блестящее радиоактивное стекло нефритово-зеленого цвета.

Испытания были признаны успешными.

Реакция ученых на испытания первого ядерного оружия

Яркая вспышка от взрыва "Штучки" была видна за сотни километров от места испытаний, даже слепая девушка в двухстах километрах от площадки сказала, что тоже видела ее.

Взрыв "Штучки" во время испытаний "Тринити". Источник изображения: atomicheritage.org
Взрыв "Штучки" во время испытаний "Тринити". Источник изображения: atomicheritage.org

Ученые, создавшие бомбу, тоже были поражены. Физик Исидор Раби выразил обеспокоенность тем, что человечество стало угрозой всей жизни на планете и нарушило равновесие природы. Испытание напомнило Оппенгеймеру строку из Бхагавад-гиты: «Теперь я стал смертью, разрушителем миров». Директор по испытаниям Кен Бейнбридж сказал Оппенгеймеру: «Мы все после этого сукины дети».

Рост огненного шара после взрыва "Штучки" в ходе испытаний "Тринити" по сравнению  с Эмпайром Стейт Билдинг (для наглядности). Источник изображения: blog.nuclearsecrecy.com
Рост огненного шара после взрыва "Штучки" в ходе испытаний "Тринити" по сравнению с Эмпайром Стейт Билдинг (для наглядности). Источник изображения: blog.nuclearsecrecy.com

Некоторые из исследователей подписали петицию, в которой говорилось о том, что ужасное оружие, созданное ими нельзя выпускать в мир, но все их протесты были проигнорированы.

Атомная бомбардировка и конец Второй мировой войны

Германия сдалась 8 мая 1945 года, за два месяца до успешного испытания в Троице. Однако Япония отказалась сдаться, несмотря на угрозы президента Трумэна о том, что с неба начнется террор.

Война длилась шесть лет и охватила большую часть земного шара. Она привела к гибели 61 миллиона человек, и последнее, чего хотели США - это наземная война с Японией, поэтому было принято решение сбросить атомную бомбу.

6 августа 1945 года бомбардировщик Boeing B-29 Superfortress "Enola Gay" сбросил урановую бомбу «Малыш» (названную так из-за ее относительно небольших размеров) на Хиросиму, Япония. Роберт Льюис, второй пилот бомбардировщика B-29, несколько минут спустя сделал запись в своем дневнике : «Боже мой, что мы сделали?»

В 8:15 утра, бомба была сброшена: "Малыш" взорвался недалеко от моста на реке Ота. В 8:16 более 66 000 человек, живущих рядом с эпицентром, уже были мертвы, еще около 69 000 человек получили ранения, большинство из них были обожжены или страдали от лучевой болезни, от которой многие впоследствии умерли.

Одна единственная бомба произвела абсолютное опустошение. Она оставила после себя зону "полного испарения" диаметром около километра. Зона "полного уничтожения" два километра, а воздействие "сильного взрыва" ощущалось на расстоянии четырех километров. Все, что было легко воспламеняющимся в радиусе пяти километров сгорело, а пылающий ад был виден на расстоянии до 6 км.

9 августа 1945 года, после того как Япония все еще отказывалась сдаться, была сброшена вторая бомба. Это была плутониевая бомба под названием «Толстяк» шарообразного вида. Целью бомбы был город Нагасаки. В результате этой бомбардировки более 39 000 человек погибли и 25 000 получили ранения.

Облако ядерного взрыва над Нагасаки. Источник изображения:
Облако ядерного взрыва над Нагасаки. Источник изображения:

Япония капитулировала 14 августа 1945 года, положив конец Второй мировой войне.

Смертельное воздействие атомной бомбы было мгновенным, но последствия взрывов будут длиться десятилетиями. Осадки вызвали попадание радиоактивных частиц на раненых японцев, переживших взрыв, и в результате радиационного отравления погибло еще больше людей. Выжившие после бомбардировок японцы, передавали радиацию своим потомкам. Наиболее ярким примером этого является тревожно высокий уровень заболеваемости лейкемией среди их детей.

Взрывы бомб в Хиросиме и Нагасаки показали истинную разрушительную силу этого оружия. Хотя страны во всем мире продолжают разрабатывать ядерное оружие, были предприняты действия по ядерному разоружению, а крупнейшие мировые державы подписали антиядерные договоры.

Если вам понравилась статья, поставьте лайк и подпишитесь на канал "НАУЧПОП. НАУКА ДЛЯ ВСЕХ". Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!