История изобретения ядерного оружия
Немецкие разработки
В декабре 1938 года немецкие учёные Отто Ган и Фриц Штрассман провели первый в истории эксперимент по искусственному расщеплению ядра атома урана.
24 апреля 1939 года в высшие военные инстанции Германии было направлено письмо, подписанное профессором Паулем Хартеком из Гамбургского университета и его коллегой доктором В. Гротом. В этом письме содержалась информация о потенциальной возможности создания нового мощного взрывчатого вещества. В документе также указывалось, что «страна, которая первой овладеет достижениями ядерной физики, получит абсолютное превосходство над остальными».
29 апреля 1939 года имперское министерство науки, воспитания и народного образования по поручению руководителя специального отдела физики имперского исследовательского совета, государственного советника профессора Абрахама Эзау, провело обсуждение вопроса «о самостоятельно распространяющейся ядерной реакции». На это обсуждение был приглашён профессор Э. Шуман, руководитель исследовательского отдела Управления вооружений сухопутных сил III Рейха.
Письмо Хартека и Грота было передано физику Курту Дибнеру из научного отдела Управления вооружений. По настоятельным просьбам Дибнера Управление вооружений, не дожидаясь официального решения высших военных властей, освободило его от выполнения всех второстепенных задач и поручило заниматься только вопросами ядерной физики, создав для этого специальное отделение. В июне 1939 года Дибнер организовал строительство первой в Германии реакторной сборки на полигоне Куммерсдорф под Берлином.
В том же 1939 году рабочая группа профессора А. Эзау по проблеме ядерной энергии при рейхсминистерстве образования инициировала принятие закона о запрете вывоза урана из Германии. У бельгийской фирмы Union Miniere в Бельгийском Конго была срочно закуплена большая партия урановой руды.
26 сентября 1939 года Управление армейских вооружений собрало совещание специалистов в области ядерной физики для обсуждения вопроса о способах создания ядерного оружия. На это совещание были приглашены Пауль Хартек, Ханс Гейгер, Вальтер Боте, Курт Дибнер, а также Карл-Фридрих фон Вайцзеккер и Вернер Гейзенберг. На совещании было принято решение засекретить все работы, имеющие прямое или косвенное отношение к урановой проблеме, и начать реализацию программы, получившей название «Урановый проект» (нем. Uranprojekt Kernwaffenprojekt). Участники совещания посчитали возможным создание ядерного оружия в течение 9–12 месяцев.
Всего в Германии было 22 научные организации, непосредственно связанные с атомным проектом, среди которых ключевыми функциями обладали:
- Физический институт Общества кайзера Вильгельма;
- Институт физической химии Гамбургского университета;
- Физический институт Высшей технической школы в Берлине;
- Физический институт Института медицинских исследований (Гейдельберг);
- Физико-химический институт Лейпцигского университета. Профессор Хейн. Органические соединения урана;
- Лаборатория неорганической химии Высшей технической школы в Мюнхене. Профессор Хибер. Исследование карбонильных соединений урана;
- Химический институт Боннского университета. Профессор Ш. Монт. Изучение галогенидов урана;
- Институт органической химии Высшей технической школы в Данциге. Профессор Г. Альберс. Алкоголяты урана.
В разработке проекта принимал участие имперский министр вооружений Альберт Шпеер. Административное руководство группой Гейзенберга, Гана и Вайцзеккера осуществлял физик Эрих Шуман.
Концерн «ИГ Фарбениндустри» начал производство шестифтористого урана, необходимого для получения урана-235. Также была начата постройка полупромышленной установки для разделения изотопов.
Установка представляла собой две трубы: внутреннюю, нагреваемую, и наружную, охлаждаемую. Между ними подавался газообразный шестифтористый уран. Более лёгкие изотопы (уран-235) поднимались вверх быстрее, а более тяжёлые (уран-238) — медленнее. Это позволяло эффективно разделять их с помощью метода Клузиуса — Диккеля.
В то же время Вернер Гейзенберг начал теоретические работы по созданию ядерного реактора. В своём отчёте «Возможность технического получения энергии при расщеплении урана», завершённом в декабре 1939 года, он пришёл к выводу, что «в целом можно считать, что при смеси уран — тяжёлая вода в шаре радиусом около 60 см, окружённом водой (около 1000 кг тяжёлой воды и 1200 кг урана), начнётся спонтанное выделение энергии».
Одновременно Гейзенберг рассчитал параметры другого реактора, в котором уран и тяжёлая вода не смешивались, а располагались слоями. По его мнению, «процесс расщепления поддерживался бы долгое время», если бы установка состояла из слоёв урана толщиной 4 см и площадью около 1 м2, перемежаемых слоями тяжёлой воды толщиной около 5 см. После трёхкратного повторения слоёв урана и тяжёлой воды необходим был слой чистого углерода (10-20 см), а весь реактор снаружи также должен был окружён слоем чистого углерода.
На основании этих расчётов фирма «Ауэрге» получила заказ на изготовление небольших количеств урана, а норвежская фирма Norsk Hydro должна была поставить тяжёлую воду. Во дворе Физического института в Берлине началось строительство реакторной сборки для подтверждения расчётов Гейзенберга.
5 января 1940 года доктор Телыпов от имени Общества кайзера Вильгельма и 17 января 1940 года генерал Беккер от Управления вооружений подписали договор о передаче Физического института в ведение армии на время войны.
Однако первой неудачей в реализации германского ядерного проекта стало то, что установка для разделения изотопов по методу Клузиуса — Диккеля, смонтированная в Леверкузене, оказалась неработоспособной. В начале 1941 года учёные признали, что разделение изотопов урана этим методом невозможно. В результате немецкие учёные потратили около года на бесполезные эксперименты.
Немецкие физики разработали не менее пяти способов обогащения урана. Среди них наиболее перспективным считался «инерционный способ» — разделение изотопов с помощью специальной центрифуги. Считается, что проект центрифугирования не был реализован из-за того, что у доктора Грота, занимавшегося строительством центрифуги, не хватило терпения и ресурсов, чтобы довести работу до конца. Также есть мнение, что близок к успеху был барон М. фон Арденне, в лаборатории которого был построен «электромагнитный сепаратор», не уступавший аналогичному американскому устройству.
В конце 1940 года Гейзенберг проводил эксперимент по созданию реакторной сборки на основе своих расчётов, но не смог вызвать цепную реакцию. Гейзенбергу и его коллегам стало ясно, что теоретические расчёты, положенные в основу эксперимента, неверны.
Существует мнение, что немецкие учёные не смогли осуществить самоподдерживающуюся ядерную реакцию из-за недостатка тяжёлой воды как материала замедлителя нейтронов. Более доступный графит в качестве замедлителя нейтронов не использовался из-за «ошибки Боте» (профессора Вальтера Боте). Однако это не совсем так. Боте не совершил никакой ошибки, просто исследуемый им графит не был достаточно чистым, а руководители проекта не занялись исследованием возможности получения более чистого графита. Также есть мнение, что имел место дефицит чистого графита, который был необходим в первую очередь для изготовления газовых рулей баллистической ракеты Фау-2.
В серии опытов, проведённых в августе — сентябре 1941 года в Лейпциге, В. Гейзенберг, К. Ф. фон Вайцзеккер и Р. Дёпель добились положительного результата размножения нейтронов, что служило доказательством протекавшей в массе урана цепной реакции, но эта реакция ещё не была самоподдерживающейся.
В своей записке от 27 ноября 1941 года Гейзенберг предложил разделить все работы по урановому проекту на три категории: необходимые, важные и неважные. К необходимым он отнёс только те,
К февралю 1942 года в Германии был создан первый реактор, который опередил аналогичный проект в Чикаго, разработанный Ферми, на четыре месяца. Это было детище профессора Гейзенберга и супругов Дёпель из Лейпцигского института.
Реактор, который называли «Урановой машиной», представлял собой конструкцию из двух алюминиевых полусфер. Внутри них находилось 572 килограмма уранового порошка и 140 килограммов тяжёлой воды. Масса реактора, установленного в резервуаре с водой, достигала почти тонны.
В центре реактора находился нейтронный инициатор — источник нейтронов, созданный на основе радия и бериллия. Измерения показали, что реактор испускал гораздо больше нейтронов, чем первичный источник. Р. Дёпель сообщил об этом в отдел вооружений вермахта, и было объявлено, что реактор работает.
Однако 23 июня 1942 года «Урановая машина» неожиданно взорвалась по неизвестной причине, что стало первой в истории ядерной аварией.
4 июня 1942 года имперский министр вооружения и боеприпасов А. Шпеер провёл совещание с участием военного руководства и учёных, чтобы обсудить ядерную проблему. На этом совещании Гейзенберг заявил, что решение технических проблем займёт не менее двух лет, даже если все требования учёных будут выполнены. В результате было выделено финансирование и предоставлены фонды для закупки дефицитных материалов. Также были установлены минимальные сроки строительства бункера для атомного реактора в Берлине, изготовления металлического урана и поставки оборудования для разделения изотопов.
В феврале 1943 года диверсанты, засланные из Великобритании, смогли уничтожить завод по производству тяжёлой воды в Норвегии.
В марте 1943 года Управление вооружений решило прекратить работы по Урановому проекту, и он перешёл под контроль имперского исследовательского совета.
Группа доктора Дибнера также работала над созданием ядерного взрывного устройства в виде шара из взрывчатого вещества, внутри которого находились кубики урана.
Доктор Тринкс работал над созданием водородной бомбы. Его работа была описана в шестистраничном отчёте «Опыты возбуждения ядерных реакций с помощью взрывов». Доктор Тринкс пытался нагреть тяжёлый водород с помощью взрыва обычного взрывчатого вещества, чтобы создать ядерную бомбу. Он несколько раз пытался инициировать термоядерные реакции в тяжёлом водороде, но не обнаружил радиоактивного излучения.
В январе 1944 года Гейзенберг получил литые урановые пластины для большой реакторной сборки в Берлине, для которой строился специальный бункер. Последний эксперимент по достижению цепной реакции был запланирован на январь 1945 года, но 31 января всё оборудование было спешно демонтировано и отправлено на юг Германии.
В конце февраля 1945 года реактор BVIII был доставлен из Берлина в посёлок Хайгерлох. Его активная зона состояла из 664 кубиков урана общим весом 1525 килограмм, окружённых графитовым замедлителем-отражателем нейтронов весом 10 тонн. В марте 1945 года в активную зону было добавлено ещё 1,5 тонны тяжёлой воды. 23 марта 1945 года профессор Герлах сообщил в Берлин, что реактор работает. Однако радость была преждевременной — реактор не смог достичь критической точки. После дополнительных расчётов стало ясно, что для достижения критической массы необходимо ещё 750 килограмм урана, а также дополнительное количество тяжёлой воды, которой уже не было в наличии.
Конец Третьего рейха был уже близок, и 23 апреля в Хайгерлох вошли американские войска.
Советские разработки
В конце 30-х годов XX века, после открытия цепной реакции в уране, учёные всего мира осознали, что появилась возможность создать новый вид мощного взрывчатого вещества — атомную бомбу. Было ясно, что страна, которая первой разработает и испытает атомное оружие, получит неоспоримое преимущество над другими. Поэтому не удивительно, что Германия, Великобритания, Америка и СССР сосредоточили свои усилия на создании этого сверхоружия.
В апреле 1939 года профессор Пауль Хартек из Гамбургского университета вместе с коллегой написал письмо в высшие военные инстанции Германии. В письме говорилось о возможности создания принципиально нового оружия и о том, что «та страна, которая первой сумеет практически овладеть достижениями ядерной физики, приобретёт абсолютное превосходство над другими». Слухи о немецких разработках быстро достигли американских физиков. В августе 1939 года Альберт Эйнштейн, по инициативе нескольких учёных-эмигрантов, направил письмо президенту Америки Франклину Рузвельту, в котором говорилось о научных изысканиях Германии и о необходимости проводить аналогичные исследования в Америке. Началась гонка за создание атомного оружия.
Через три года американская сверхсекретная программа по разработке ядерного оружия получила кодовое название «Манхэттенский проект». В ней участвовали более 130 000 человек, а её стоимость составила почти 2 миллиарда долларов. Для сравнения, согласно данным из сборника журналиста Всеволода Овчинникова «Горячий пепел», на германские атомные исследования было затрачено в двести раз меньше средств и в них было занято в полторы тысячи раз меньше людей.
В этой истории особенно интересна роль американских спецслужб, чьи миссии получили название «Алсос» и «Алсос-2». У шпионов было несколько приоритетных задач: собрать ядерные материалы и документы, наладить сотрудничество с немецкими учёными и следить, чтобы люди и данные не попали в руки советских шпионов. Монополию в ядерном вопросе необходимо было сохранить любой ценой.
В то же время в СССР также проводились исследования в области атомной энергетики. Уже в 1940 году был разработан первый советский проект атомной бомбы, который опередил своё время, но оказался нежизнеспособным.
В 1941 году исследования по атомной проблематике были засекречены. Начало Великой Отечественной войны вынудило сократить их количество, в то время как в Америке работы продолжались.
В 1941 году советская разведка подтвердила, что США совместно с Великобританией разрабатывают бомбу невероятной мощности. В военную разведку поступил запрос из Академии наук: «В связи с сообщениями о работе за рубежом над проблемой использования для военных целей энергии ядерного деления урана, просим сообщить, насколько достоверны эти сообщения и имеет ли эта проблема реальную основу для практической разработки вопросов использования внутриядерной энергии, выделяющейся при цепной реакции урана».
Академия наук ответила: «Сообщаем, что у нас нет информации о ходе работ в зарубежных лабораториях по проблеме использования внутренней энергии, освобождающейся при делении урана. В научной литературе за последний год почти не публикуются работы, связанные с решением этой проблемы. Это обстоятельство даёт основание думать, что соответствующим работам придаётся значение и они проводятся в секретном порядке».
Выводы из ответа Академии наук были сделаны правильные. Через несколько месяцев вышло историческое распоряжение Государственного комитета обороны № 2352сс, подписанное Иосифом Сталиным. Это распоряжение было дано в разгар сражения за Сталинград. В нём говорилось: «Обязать Академию наук СССР возобновить работы по исследованию возможности использования атомной энергии путём расщепления ядра урана и представить Государственному комитету обороны доклад о возможности создания урановой бомбы или уранового топлива к 1 апреля 1943 года».
Так официально стартовал советский атомный проект. Для этого при Академии наук была организована специальная лаборатория, научным руководителем которой стал физик Игорь Курчатов. В документальном фильме «Первая советская атомная бомба» студии «Надежда» и Российского федерального ядерного центра приводятся воспоминания физика Юлия Харитона. Он рассказывал: «Однажды мне позвонил Курчатов и предложил встретиться. Игорь Васильевич приехал и сообщил, что будут проводиться работы по ядерному оружию, и предложил мне заняться разработкой атомной бомбы. Я ответил: «Сейчас, по-моему, не время отвлекаться от работ, необходимых для войны. Не рано ли?» Он ответил: «Нет, нужно начать этим заниматься».
Через несколько лет Юлий Харитон стал главным конструктором и научным руководителем разработки советской атомной бомбы. Говорят, что Сталин так заботился о его безопасности, что даже запретил ему летать на самолётах.
Тем временем советская разведка активно собирала информацию о работах англо-американских учёных. Каналы связи были хорошо налажены, и основные сведения поступали как от непосредственных участников «Манхэттенского проекта», так и от связанных с наукой людей. Среди них были немецкий физик Клаус Фукс, эмигрировавший в Англию, Теодор Холл, талантливый физик-вундеркинд, советский «атомный» разведчик Жорж Коваль и советский шпион Давид Гринглас, работавший в США.
Мощность взрыва составила более 20 килотонн. В результате взрыва была полностью разрушена 37-метровая башня, на которой была установлена бомба. На месте башни образовалась воронка диаметром 3 метра и глубиной 1,5 метра, покрытая стеклоподобным веществом. Уровень радиации в центре воронки составлял 0,5 зиверта в секунду.
Разрешалось находиться в 2 километрах от эпицентра не более 15 минут. Все строения были разрушены полностью или частично. Погибло около 300 животных.
Советские разведчики успешно внедрились в научные и конструкторские центры США, где создавалось атомное оружие. Система разведки была настолько эффективной, что, согласно книге Павла Судоплатова «Спецоперации. Лубянка и Кремль 1930–1950 годы», через 12 дней после окончания сборки первой атомной бомбы в США, в Москве уже было описание её устройства.
Кремль был осведомлён и о дате испытания американской атомной бомбы. В донесении советской разведки говорилось: «Ориентировочно взрыв ожидается 10 июля сего года». Однако разведка ошиблась на шесть дней. Первое испытание ядерного взрывного устройства «Тринити» успешно прошло в штате Нью-Мексико на полигоне Аламогордо 16 июля 1945 года.
В июле 1945 года в Германии состоялась Потсдамская конференция, на которой президент США Гарри Трумэн сообщил Иосифу Сталину об успешном испытании атомной бомбы. Возможно, это было попыткой давления или шантажа. Однако Сталин отреагировал спокойно, лишь слегка улыбнувшись. Трумэн был разочарован, а премьер-министр Великобритании Уинстон Черчилль решил, что Сталин не понял смысла этого сообщения. Конечно, Сталин всё осознавал и понимал.
Но по-настоящему разрушительное действие нового оружия и своё уязвимое положение советские власти осознали только после событий в Хиросиме и Нагасаки. СССР, только что вышедший из кровопролитной войны победителем, снова оказался под ударом. Нарастала холодная война. Сталин начал форсировать разработку собственной атомной бомбы, направив на это все силы и средства. Были приняты беспрецедентные меры безопасности, включая строительство сверхсекретного научного института — Объекта 550, известного также как Арзамас-16. Этот институт находился в городе Саров, который специальным постановлением был стёрт со всех карт. В нём жила и работала научная элита страны.
Разработка советской атомной бомбы велась по схеме плутониевой бомбы, сброшенной на Нагасаки. Лишь немногие знали, что отечественная бомба является копией американского образца. Почему советские учёные не продолжили работу над своими собственными разработками? Во многом это было связано с напряжённой политической ситуацией в мире. Юлий Харитон в документальном фильме «Первая советская атомная бомба» объяснял: «К тому моменту, когда мы уже могли начать серьёзную работу, мы получили информацию о конструкции атомной бомбы (имеется в виду американская). Мы обсудили ситуацию с участием Игоря Васильевича и решили отложить изобретательство на некоторое время. Нельзя было пренебрегать такой возможностью. Никто бы нам этого просто не разрешил. Вы хорошо представляете себе, что было бы, если бы наш первый эксперимент по созданию атомной бомбы оказался неудачным».
Из документов разведки стало известно, что в качестве взрывчатого вещества в атомной бомбе использовался плутоний — элемент с атомным номером 94.
22 марта 1943 года Игорь Курчатов написал Михаилу Первухину, политическому и военному деятелю, что бомба будет создана из «неземного материала», который исчез с нашей планеты.
Одним из ключевых шагов к получению этого материала стало создание ядерного реактора в СССР, который стал первым в Европе. Это произошло 25 декабря 1946 года.
Наконец, 29 августа 1949 года была назначена дата испытания первой советской атомной бомбы РДС-1 (Реактивный двигатель специальный). Однако участники события расшифровывали её название по-разному. В НКВД бомбу называли «Реактивный двигатель Сталина», а физики предпочитали свой вариант — «Россия делает сама».
Испытание проходило в строжайшей секретности на специально построенном полигоне в 170 километрах от Семипалатинска. В центре полигона было создано опытное поле диаметром 20 километров. В его секторах была размещена военная техника, построены жилые и промышленные здания, а также подземные сооружения, имитирующие метро.
Полигон был оснащён приборами, которые регистрировали все процессы, связанные с ядерным взрывом и его боевым действием. В центре поля была установлена металлическая вышка высотой 37,5 метров, на которую был установлен ядерный заряд, аналогичный тому, который был использован в США.
За сутки до испытания на поле были доставлены 1500 домашних животных для изучения поражающего фактора ядерного взрыва. Командный пункт находился в двухстах километрах от эпицентра.
В 7 часов утра произошёл взрыв. Сейчас этот момент можно увидеть в интернете. Фильм был снят камерами полигона, которые находились в железобетонных бункерах.
В докладе, который Курчатов написал Сталину на следующий день после испытания, было сказано: «В момент взрыва на месте установки атомной бомбы (на 30-метровой стальной башне в центре полигона) произошла вспышка атомного взрыва, которая во много раз превосходила по яркости солнце. За 3/4 секунды вспышка приняла форму полусферы, увеличивающейся до размеров 400–500 метров в диаметре. Одновременно образовалось взрывное облако, которое достигло высоты нескольких километров за 2–3 минуты... Зарево взрыва было видно, а грохот ударной волны был слышен наблюдателями, находившимися на расстоянии 60–70 километров от места взрыва».
Через несколько дней после испытания самолёт специальной метеорологической разведывательной службы США взял пробы воздуха в районе Камчатки. Американские специалисты обнаружили в них изотопы, указывающие на то, что в СССР произошёл ядерный взрыв.
Гарри Трумэн был удивлён, поскольку считалось, что Советский Союз не сможет создать атомную бомбу ещё 5–10 лет. В ответ на это ТАСС сделал ироничное заявление: «В Советском Союзе, как известно, ведутся масштабные строительные работы — строительство гидростанций, шахт, каналов и дорог, которые требуют применения больших взрывных работ с использованием новейших технологий. Поскольку эти взрывные работы проводятся часто в разных районах страны, это могло привлечь внимание за пределами Советского Союза. Что касается производства атомной энергии, то ТАСС хотел бы напомнить, что 6 ноября 1947 года министр иностранных дел СССР В. М. Молотов заявил, что „секрета атомной бомбы больше не существует“».
Американские разработки
В годы Второй мировой войны американские учёные и инженеры начали соперничество с нацистской Германией в разработке ядерного оружия. Это соперничество, которое длилось с 1942 по 1945 год, получило название «Манхэттенский проект».На основе рекомендаций комитета, правительство Соединённых Штатов выделило шесть тысяч долларов на приобретение графита и оксида урана для проведения исследований.
В результате проекта было создано ядерное оружие, в том числе две атомные бомбы, которые были сброшены на японские города Хиросиму и Нагасаки. В результате бомбардировок погибло более 200 тысяч человек, многие получили ранения. Эти события вынудили Японию капитулировать и стали окончанием Второй мировой войны. Однако они также стали поворотным моментом в начале атомной эры и заставили учёных задуматься о возможных последствиях ядерной войны.
Манхэттенский проект был назван в честь Колумбийского университета в Манхэттене, Нью-Йорк, который стал одним из первых мест исследований в области атомной энергии в США. Хотя исследования проводились в нескольких секретных местах по всей территории США, большая часть работ, включая первые испытания, проводилась недалеко от Лос-Аламоса в штате Нью-Мексико.
В рамках проекта американские военные объединили усилия с лучшими учёными страны. Военными операциями руководил бригадный генерал Лесли Р. Гровс, а Дж. Роберт Оппенгеймер был научным руководителем проекта, который контролировал все этапы — от разработки концепции до воплощения в жизнь.
На реализацию Манхэттенского проекта США потратили более двух миллиардов долларов всего за четыре года.
В 1938 году немецкие учёные обнаружили реакцию деления, при которой ядро атома распадается на две равные части. В результате этой реакции высвобождаются нейтроны, которые вызывают расщепление ещё большего количества атомов, вызывая цепную реакцию. Поскольку огромное количество энергии выделяется за миллионные доли секунды, считалось, что эта реакция может вызвать взрывную цепную реакцию огромной силы внутри урановой бомбы.
Из-за войны ряд учёных эмигрировали из Европы в США и принесли с собой информацию об этом открытии. В 1939 году Лео Сцилард и другие американские и недавно эмигрировавшие учёные пытались предупредить правительство США об этой новой угрозе, но не получили ответа. Сцилард связался с Альбертом Эйнштейном, одним из самых известных учёных того времени.
Эйнштейн был убеждённым пацифистом и поначалу не хотел связываться с правительством. Он понимал, что его могут попросить работать над созданием оружия, которое потенциально может уничтожить миллионы людей. Однако в конечном итоге на Эйнштейна повлияли опасения, что нацистская Германия может создать такое оружие первой.
2 августа 1939 года Эйнштейн написал знаменитое письмо президенту Франклину Рузвельту. В этом письме он описал как потенциальные возможности использования атомной бомбы, так и варианты помощи американским учёным в их исследованиях. В ответ на это письмо в октябре 1939 года президент Рузвельт создал Консультативный комитет по урану.
Учёные предполагали, что графит может замедлить цепную реакцию, тем самым контролируя энергию бомбы.
Однако, несмотря на все усилия, прогресс был медленным... пока не произошло событие, которое поставило под угрозу мир на американском побережье.
7 декабря 1941 года японские военные совершили нападение на Перл-Харбор, Гавайи, где располагалась штаб-квартира Тихоокеанского флота США. В ответ на это, Соединённые Штаты объявили войну Японии на следующий день и официально вступили во Вторую мировую войну.
В условиях военного времени и осознания отставания от нацистской Германии на три года, президент Рузвельт был готов оказать поддержку усилиям США по созданию атомной бомбы.
В Чикагском, Калифорнийском и Колумбийском университетах начались дорогостоящие эксперименты. В Хэнфорде, штат Вашингтон, и в Оук-Ридже, штат Теннесси, были построены атомные реакторы. Оук-Ридж, также известный как «Секретный город», был местом расположения огромной лаборатории и завода по обогащению урана.
Исследователи работали в различных направлениях. 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).
2 декабря 1942 года в Чикагском университете Энрико Ферми создал первую успешную цепную реакцию, в которой атомы расщеплялись в контролируемой среде. Это достижение дало надежду на то, что в скором времени атомная бомба станет реальностью.
Однако, чем дальше продвигались исследования, тем сложнее и опаснее становилась реализация Манхэттенского проекта по разработке ядерного оружия. Учёным требовалась изолированная лаборатория вдали от населённых пунктов. В 1942 году Оппенгеймер предложил удалённый район Лос-Аламос в штате Нью-Мексико. Генерал Гроувс одобрил выбранное место, и строительство началось в конце того же года. Оппенгеймер стал директором Лос-Аламосской лаборатории, которая позже стала известна как «Проект Y».
Когда 12 апреля 1945 года умер Рузвельт, пост президента США занял Гарри С. Трумэн. До этого Трумэну не сообщали 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, что в переводе с испанского означает «Путешествие мертвецов». Испытанию было присвоено кодовое имя «Тринити».
Поскольку испытания оружия невиданной мощности проводились впервые, многие учёные были обеспокоены. Одни опасались, что взрыв будет недостаточно мощным, другие боялись, что он может привести к «концу света». Никто не знал, чего ожидать.
16 июля 1945 года в 5:30 утра учёные, военнослужащие и техники надели специальные очки, чтобы стать свидетелями начала атомной эпохи. Бомба была взорвана.
После ослепительной вспышки последовала волна тепла и ударная волна огромной силы. На месте взрыва образовалось облако в форме гриба, которое поднялось на 12 километров в атмосферу. Тысячи метров окружающего пустынного песка превратились в блестящее радиоактивное стекло нефритово-зелёного цвета.
Испытания были признаны успешными. Яркую вспышку от взрыва «Штучки» можно было увидеть за сотни километров от места испытаний. Даже слепая девушка, находившаяся в двухстах километрах от площадки, сообщила, что видела её.
Учёные, создавшие бомбу, были поражены. Физик Исидор Раби выразил обеспокоенность тем, что человечество стало угрозой для всей жизни на планете и нарушило баланс 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».
Некоторые из исследователей подписали петицию, в которой выразили мнение о том, что созданное ими ужасное оружие не должно быть выпущено в мир, но все их протесты были проигнорированы.
Последствия применения ядерного оружия
Бомбёжки Хиросимы и Нагасаки
Утром 6 августа 1945 года самолёт Американских ВВС сбрасывает на Японский город Хиросима ядерную бомбу "Малыш" по уровню мощности 13-18 килотонн в тротиловом эквиваленте. Взрыватель 4-тонного боеприпаса сработал спустя 43 секунды у моста Айой в 600 метрах от Госпиталя Сима, где находились врачи, лечащие тяжелобольных детей.
А уже 9 августа 1945 года был нанесён ядерный удар бомбой "Толстяк" эквивалентная от 19 до 21 килотонне тротила по городу Хиросима, впоследствии этой атаки погибли от 60 до 80 тысяч человек.
Этой атакой США завершили Вторую Мировую войну и продемонстрировали всему Миру насколько страшно ядерное оружие, этот удар превратил боевой и ультра-милитаристский Японский народ в подавленный и пацифистичный. Людей готовых умереть за империю под страхом того - что хуже смерти превратили в группу забитых в угол и рыдающих от ужаса реваншистов. Крайне показательным моментом являются "Тени Нагасаки и Хиросимы"
Эти силуэты возникли в связи с тем, что тела сгоревших во мгновение заживо людей заслонили свет исходящий от ядерного гриба и весь окружающая среда обесцветила бетон, находящийся позади погибших. Изначально теней было очень и очень много, но взрывная волна и окружающая температура стёрла большую часть из них.
Ядерная зима
В 1983 году впервые была выдвинута гипотеза о возможности ядерной зимы. Она предполагала, что это явление может произойти только в случае глобальной ядерной войны. Однако наша планета уже переживала нечто подобное, поэтому последствия можно рассматривать не только в теории.
Предположительно, во время ядерных бомбардировок или извержения супервулкана (последний раз это произошло в 1816 году, когда извергался вулкан Тамбора), в атмосферу попадёт огромное количество сажи, дыма и пепла. Это приведёт к тому, что солнечные лучи не смогут достичь поверхности Земли, а температура воздуха значительно снизится. В результате всё живое на планете погибнет.
Идеи о ядерной зиме впервые были описаны в научно-фантастическом рассказе Пола Андерсена, опубликованном в 1947 году. Позднее подобные теории высказывали советский академик Георгий Голицын и американский астрофизик Карл Саган. Исследования советского учёного позднее были проверены на компьютерной модели биосферы «Гея». В США также создавались математические модели для изучения возможного влияния последствий ядерной войны на почву и океаны.
Результаты исследований показали, что первым последствием ядерных взрывов станет «глобальная ядерная ночь», которая может длиться от одного до трёх лет. В исследованиях рассматривались сценарии с мощностью взрывов в 10 тысяч и 100 тысяч мегатонн. В результате взрывов в атмосферу попадёт огромное количество чёрного углерода (основного компонента сажи), а также образуется большое количество ядовитого дыма.
В случае, если мощность атомных взрывов достигнет 100 мегатонн, то количество солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, уменьшится примерно в 400 раз. Самоочищение атмосферы займёт до четырёх месяцев.
Если же мощность взрывов не превысит 10 мегатонн, то яркость солнечного света уменьшится всего в 20 раз, а атмосфера сможет самоочиститься за месяц.
В таком случае климат Земли может измениться очень быстро. Уже через 10–12 дней температура над материками повсеместно упадёт более чем на 15 градусов, а в некоторых местах снижение достигнет 30–50 градусов. Однако при благоприятных условиях климат может вернуться к норме уже через год.
В случае локального ядерного конфликта учёные предполагают, что снижение температуры на Земле может быть либо точечным, либо повсеместным, но незначительным. Температура упадёт всего на один-два градуса ниже нормы, что практически не повлияет на жизнь природы и людей.
В случае наступления «ядерной осени» температура может снизиться на четыре градуса, что приведёт к возникновению многочисленных ураганов и неурожаев. Однако для большей части населения Земли это не станет серьёзной проблемой.
Если же произойдёт «год без лета», то есть Солнце будет закрыто пепловыми тучами в течение нескольких месяцев, то это приведёт к гибели значительной части растительности. В свою очередь, это приведёт к гибели диких и домашних животных, а также к голоду и эпидемиям среди людей. Вероятно, погибнет не менее 20% населения планеты.
В худшем случае «ядерная зима» может продлиться более десяти лет. Разумеется, подготовиться к такому развитию событий невозможно, поскольку запасов продовольствия не хватит. В таком случае погибнет до 90% населения планеты, а цивилизация значительно отстанет в своём развитии.
Если же тучи пепла не рассеются и через десять лет, то наступит новый ледниковый период. Ледяные шапки будут разрастаться от полюсов до экватора. Мировой океан замёрзнет, а живые организмы сохранятся только в его глубинах. Планета сможет вернуться к нынешнему состоянию только через сотни или даже тысячи лет.
Компьютерное моделирование, проведённое в 2007–2008 годах, показало, что при конфликте между двумя сторонами и использовании каждой из них не более 50 ядерных бомб, аналогичных по мощности бомбе, сброшенной на Хиросиму, существует вероятность наступления малого ледникового периода.
Согласно другой модели, разработанной американскими учёными Турко и Туно, использование ядерных зарядов общей мощностью 750 мегатонн, например, в случае войны между Индией и Пакистаном, приведёт к выбросу в атмосферу более 6,6 миллиона тонн сажи и пепла. Это приведёт к снижению температуры, аналогичному тому, что произошло во время вулканической зимы 1816 года, когда в Европе было холодно даже в середине июля.
Однако если конфликт между США и Россией перерастёт в ядерный, и будет использовано более 4400 зарядов мощностью более мегатонны каждый, то в стратосферу попадёт 150 мегатонн сажи и пепла. Это приведёт к уменьшению количества осадков на 50–60% и катастрофическому падению температуры на долгие годы. Важно отметить, что при моделировании этой катастрофы не учитывались последствия наземных взрывов высокой мощности, которые могли бы вызвать огненные смерчи и масштабные пожары. Это означает, что к общему загрязнению атмосферы ядерным взрывом могли бы добавиться продукты сгорания лесов и созданной людьми инфраструктуры.