В последние десятилетия разговоры о ядерной угрозе с пугающей регулярностью возвращаются в заголовки новостей. То в контексте международных конфликтов, то в связи с испытаниями оружия, то из-за политических заявлений мировых лидеров — тема ядерного оружия не уходит с повестки дня. Для многих поколений это стало фоном жизни: от уроков по гражданской обороне в годы Холодной войны до тревожных предупреждений в цифровую эпоху.
Но чтобы понять, почему само упоминание ядерного арсенала вызывает такую тревогу, нужно вернуться к истокам — туда, где наука впервые соприкоснулась с разрушительной мощью атома, и посмотреть, как человечество прошло путь от научного открытия до создания оружия, способного уничтожить целые города.
Ядерными программами занимались многие страны — СССР, Великобритания, Франция, Китай и другие. Каждая из них прошла свой путь, полный секретности, научных открытий, политических интриг и моральных дилемм. Об этих историях я расскажу в отдельных статьях.
А сейчас я хочу сосредоточиться на чемпиона в ядерной гонке по созданию ядерной бомбы — Соединённых Штатах Америки. Именно в США впервые была изобретена, испытана и применена атомная бомба. Это история, в которой переплелись наука, война, страх и власть. История, которая изменила ход всей мировой истории и открыла ядерную эру.
Случайное открытие
Всё началось в 1930-х годах, когда учёные пытались понять, что произойдёт, если бомбардировать тяжёлые атомы, такие как уран, нейтронами — частицами без электрического заряда. Считалось, что нейтроны могут "вклиниться" в ядро и создать более тяжёлые элементы (т.н. трансурановые), но результат оказался совершенно иным.
Эксперименты в Германии
В 1938 году в Берлине немецкий химик Отто Ган и его коллега Фриц Штрассман проводили эксперименты с ураном. Они обстреливали урановые атомы нейтронами и затем химически анализировали продукты реакции. К их удивлению, среди продуктов оказался барий — элемент значительно легче урана. Это не укладывалось в существующие тогда теории.
Теоретическое объяснение Лизы Майтнер
Учёные не понимали, что происходит, и обратились за объяснением к своей коллеге Лизе Майтнер, выдающемуся австрийскому физику, которая ранее работала с ним, но к тому времени была вынуждена бежать из нацистской Германии (из-за еврейского происхождения). Она и её племянник Отто Фриш дали объяснение: ядро урана распадается на два меньших и выделяет энергию. Фриш провёл эксперимент, подтвердил расчёты, и 11 февраля 1939 года в журнале Nature вышла статья, в которой впервые прозвучало: «Ядерное деление сопровождается высвобождением примерно 200 миллионов электрон-вольт энергии»
Они рассчитали, что при делении высвобождается огромное количество энергии — согласно знаменитому уравнению Эйнштейна E=mc², масса, "потерянная" в процессе, превращается в энергию.
Цепная реакция
Самое важное: при делении одного ядра урана высвобождаются дополнительные нейтроны, которые могут столкнуться с другими ядрами урана и вызвать цепную реакцию. Если её не контролировать, она может привести к мощному взрыву. Данное понимание вызвало колоссальный интерес у всего мира, так как позволял вырабатывать электроэнергию в благих целях, и особый интерес в военном направлении. Не смотря на то, что данное открытие послужило вехой для двух параллельных направлений (ядерные реакторы и ядерное оружие), в данной статье я бы хотел пойти в сторону ядерного оружия и для этого предлагаю погрузиться кратко в историю изучения и разработки.
Для справки первый ядерный реактор построен и запущен в декабре 1942 года в США.
Проект "Манхэттен"
Начало
С началом Второй мировой войны возникла реальная угроза, что нацистская Германия может первой создать ядерное оружие. В 1939 году Альберт Эйнштейн и Лео Силард написали письмо президенту США Франклину Рузвельту, предупреждая о потенциальной опасности и в 1942 году США официально запустили Манхэттенский проект — строго засекреченную программу по созданию атомной бомбы. Название пошло от первоначального местоположения штаб-квартиры в Манхэттене (Нью-Йорк), хотя сами работы велись в разных частях страны.
В самом же начале проект столкнулся с колоссальными техническими проблемами. Для создания атомной бомбы требовалось получить делящийся материал в нужной концентрации — уран-235 или плутоний-239.
Но где же брался уран и плутоний для проекта?
В самом начале уран добывался с рудника Шинколобве в Конго. Однако к началу работ по проекту рудник был затоплен и закрыт. Бельгийский промышленник Эдгар Сенжье успел перевезти в США достаточное количество руды из Шинколобве и разместить её на складе в Статен-Айленде.
Также в рамках проекта использовались урановые руды из других источников: плато Колорадо, Канада и «разные источники», включая объёмы, извлечённые из Европы миссией Alsos Манхэттенского проекта.
Обогащение урана происходило в городе Ок-Ридж (Теннесси). Это был сложный процесс: в природном уране только 0,7% урана-235, остальное — неэффективный уран-238.
Плутоний добывался на двух объектах: в Ок-Ридже (штат Теннесси) и в Хэнфорде (штат Вашингтон). Получали его путём облучения урана нейтронами в ядерном реакторе.
Масштабы
Проект был крупнейшим научно-инженерным предприятием своего времени. Он объединил более 130 000 человек и стоил около $2 млрд (около $30 млрд по современным меркам). Возглавил проект генерал Лесли Гроувс, а научным руководителем стал физик Роберт Оппенгеймер.
В рамках проекта были построены научные лаборатории (в Лос-Аламосе), заводы по обогащению урана (в Ок-Ридже) и производству плутония (в Хэнфорде). Именно в Лос-Аламосе команда под руководством Оппенгеймера разрабатывала конструкцию самих бомб.
Создавались два типа бомб:
- "Малыш" (Little Boy) — бомба на основе урана-235, срабатывающая по принципу "пушечного" соединения двух частей.
- "Толстяк" (Fat Man) — бомба на основе плутония, использующая более сложную схему имплозии (взрывной сжатия).
Испытание: операция "Тринити"
16 июля 1945 года в 5:29:45 утра по местному времени в пустыне близ Аламогордо, Нью-Мексико, было проведено первое в истории испытание атомной бомбы — операция "Тринити". Тогда было применено плутониевая бомба имплозионного типа с кодовым названием "Gadget" (прототип «Толстяка»).
- Взрыв был эквивалентен 20 000 тонн тротила.
- Грибовидное облако поднялось на высоту более 12 км.
- Песок под эпицентром расплавился в стекло (тринитит).
Реакция учёных была смешанной: от научного восторга до морального потрясения. Оппенгеймер вспоминал:
«Мы знали, что мир уже не будет прежним… Я вспомнил слова из Бхагавад-гиты: "Теперь я стал Смертью, разрушителем миров."»
Почему «Тринити»?
Название «Trinity» предложил Роберт Оппенгеймер. Вдохновением послужила поэзия английского метафизического поэта Джона Донна, а именно его стихотворение «Святая Сонета XIV», в котором Бог описывается как сила, что может разрушить и воссоздать душу. Это название символично отражает двойственную природу проекта — научного и разрушительного одновременно.
Бомбардировки Хиросимы и Нагасаки
Завершением проекта принято считать применение ядерного оружия в реальных условиях и после колоссального успеха от испытаний и очевидной мощи нового оружия 6 и 9 августа 1945 года США сбросили ядерные бомбы на японские города Хиросиму и Нагасаки. Это были первые и единственные случаи боевого применения ядерного оружия. Погибло более 200 000 человек, большинство — мирные жители.
Япония капитулировала 15 августа, завершив Вторую мировую войну. Эти события вызвали как чувство облегчения от окончания войны, так и глубокий моральный шок по поводу цены победы.
Заключение
Успешное создание ядерного оружия в рамках Манхэттенского проекта не только поставило точку во Второй мировой войне, но и стало отправной точкой нового глобального противостояния — Холодной войны между США и СССР.
История создания ядерного оружия — это не просто рассказ о научном прорыве или военной технологии. Это рубеж, за которым человечество вступило в новую эру — эру, где сила одной бомбы может изменить судьбу миллионов.
Манхэттенский проект, испытание «Тринити», бомбардировки Хиросимы и Нагасаки — всё это стало частью огромного и противоречивого наследия. С одной стороны, это триумф инженерной мысли и пример того, на что способна наука. С другой — напоминание о том, как далеко может зайти человек, если поставит силу выше человечности.
Сегодня, спустя почти 80 лет, ядерное оружие остаётся в арсеналах ведущих держав и продолжает служить символом как сдерживания, так и угрозы. Чтобы понять современный мир, мы должны помнить, как всё началось.
История атомной бомбы — это история выбора. И этот выбор, в той или иной форме, стоит перед человечеством до сих пор.