Манхэттенский проект

Испытание первой атомной бомбы «Тринити» на полигоне Аламогордо, 16 июля 1945 года.

«Проект Манхеттен» (англ. Manhattan Project) — кодовое название программы США по разработке ядерного оружия, осуществление которой началось 17 сентября 1943 года. Перед этим исследования велись в «Урановом комитете» (S-1 Uranium Committee, с 1939 года). В проекте принимали участие учёные из Соединённых Штатов Америки, Великобритании, Германии и Канады.

В рамках проекта были созданы три атомные бомбы: плутониевая «Тринити» (взорвана при первом ядерном испытании), урановый «Малыш» (сброшена на Хиросиму 6 августа 1945 года) и плутониевый «Толстяк» (сброшена на Нагасаки 9 августа 1945 года).

Руководили проектом американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс.

Начало

В августе 1939 года, знаменитый физик Лео Силард и Юджин Вигнер составили так называемое письмо Эйнштейна Рузвельту, которое содержало предупреждение о возможной разработке чрезвычайно мощной бомбы нового типа. Оно побуждало США к получению урановой руды и ускорению исследований Энрико Ферми и других в области цепных ядерных реакций. Письмо было подписано Альбертом Эйнштейном и доставлено президенту Франклину Рузвельту. Рузвельт назначил Лаймана Бриггса из Национального Бюро Стандартов главой Уранового Комитета для исследования проблем, поднятых в письме. 21 октября 1939 года Бриггс созвал собрание, на котором присутствовали Силард, Вигнер и Эдвард Теллер. В ноябре комитет доложил Рузвельту, что уран обеспечит возможный источник бомбы с разрушительной силой, значительно превосходящей что-либо известное.

Бриггс предложил выделить 167 000 долларов США на исследования урана, в особенности изотопа уран-235, и недавно открытого плутония. 28 июня 1941 года Рузвельт подписал исполнительный приказ 8807 о создании Бюро научных исследований и развития (англ. en:Office of Scientific Research and Development) с Вэниваром Бушем в должности директора.

В июне 1939 года Отто Фриш и Рудольф Пайерлс в Бирмингемском университете (Великобритания) сделали прорывное исследование критической массы урана-235. Их расчеты показали, что она должна составлять порядка 10 килограммов.

Основные сведения

Проект был секретным. Предположительно, он начался в 1943 году, когда стало известно, что в нацистской Германии ведутся работы по созданию атомного оружия.^{[источник не указан 1305 дней]} К проекту были подключены многие крупные учёные, эмигрировавшие в 1933 году из Германии (Фриш, Бете, Силард, Фукс, Теллер, Блох и другие), а также Нильс Бор, вывезенный из оккупированной Германией Дании.

Ближе к лету 1945 году военное ведомство США сумело получить атомное оружие, действие которого было основано на использовании двух видов делящегося материала — либо изотопа урана-235 («урановая бомба»), либо изотопа плутония-239 («плутониевая бомба»). Основная сложность при создании ядерного взрывного устройства на основе урана-235 заключалась в обогащении урана — то есть в повышении массовой доли изотопа ²³⁵U в материале (в природном уране основным изотопом является ²³⁸U, доля изотопа ²³⁵U примерно равна 0,7 %), чтобы сделать возможной цепную атомную реакцию (в природном и низкообогащённом уране изотоп ²³⁸U препятствует развитию цепной реакции). Уран смогли обогатить методом газовой диффузии.

Получение плутония-239 для первого испытания ядерного устройства «Тринити» по Манхэттенскому проекту не связано напрямую со сложностями в получении урана-235, так как в случае с плутонием-239 используется специальный ядерный реактор и уран-238.

Первый взрыв атомной бомбы был произведён в штате Нью-Мексико 16 июля 1945 года (первое испытание ядерного взрывного устройства «Тринити» на основе плутония-239, Аламогордо, на юге штата Нью-Мексико). Во время этого первого испытания («Тринити») тестировалась именно плутониевая бомба имплозивного типа, но не урановая, то есть основанная на совершенно ином делящемся материале (плутоний-239) и других механизмах инициации и проведения цепной реакции, чем в случае использования урана-235.

В СССР разработкой ядерного оружия занимался Специальный комитет при Совете министров СССР под руководством Л. П. Берии. Первое испытание атомного оружия в СССР было осуществлено в 1949 году, спустя четыре года после первого ядерного испытания в США.

Правительство США, получив в 1945 году атомное оружие, произвело бомбардировку японских городов Хиросима и Нагасаки в августе 1945 года.

6 августа 1945 года на японский город Хиросима была сброшена урановая бомба «Малыш» (англ. Little Boy). В результате бомбардировки погибло около 140 тыс. человек. Мир впервые столкнулся с ядерной угрозой. На 9 августа был запланировал сброс плутониевой бомбы «Толстяк» (англ. Fat Man) на город Кокура, но из-за сильной облачности цель была изменена. Произошла бомбардировка второго японского города Нагасаки, погибло около 74 тыс. человек.

Уран

Ключевым сырьем для проекта был уран, который использовался в качестве сырья для реакторов.

Богатейшим источником урановой руды являлся рудник Шинколобве, но он был затоплен и закрыт.

Урановая руда

Нейтральный уран на 99.3% состоит из урана-238 и 0.7% урана-235, но лишь последний является расщепляемым. Химический идентичный уран-235 должен быть физически отделен от более обильного изотопа. Были рассмотрены различные методы обогащения урана, большинство из которых были проведены в Оук Ридж.

Применение наиболее очевидной технологии, центрифуги, провалилось, однако электромагнитное разделение, газовая диффузия и термодиффузия успешно применялись в проекте.

Разделение изотопов

Центрифуги

Электромагнитное разделение

Газовая диффузия

Газовая диффузия была наиболее обещающим и в то же время наиболее проблемным методом разделения изотопов. Закон Грэхема гласит, что скорость диффузии газа обратно пропорционально квадратному корню из его молекулярной массы, так что в контейнере, содержащем полупроницаемую мембрану и смесь двух газов, молекулы более легкого газа будут проходить через мембрану со скоростью, большей, чем молекулы более тяжелого.

В ноябре 1942 года Комитет по военной политике одобрил сооружение 600-этапной установки для газовой диффузии.

Установка K-25 в Оук-Ридж

Термодиффузия

Разработка оружия пушечного типа

Участники

В июне 1944 года в Манхэттенском проекте было задействовано около 129 000 служащих, из которых 84 500 были задействованы в строительных работах, 40 500 являлись операторами и 1800 военных.Позже число военнослужащих увеличилось до 5600. В проекте участвовали физики и другие учёные с мировым именем^[1]: Рудольф Пайерлс, Отто Фриш, Эдвард Теллер, Энрико Ферми, Нильс Бор, Клаус Фукс, Лео Силард, Джон фон Нейман, Ричард Фейнман, Джозеф Ротблат, Исидор Раби, Станислав Улам, Роберт Уилсон, Виктор Вайскопф, Герберт Йорк, Кеннет Бэйнбридж, Сэмюэл Аллисон, Эдвин Макмиллан, Роберт Оппенгеймер, Джон Лоуренс, Георгий Кистяковский, Ганс Бизе, Эрнест Лоуренс, Р. Робертс, Ф. Молер, Александр Сакс, Ханс Бете, Швебер, Буш, Эккерс, Халбан, Симон, Э. Вагнер, Филипп Хауге Абельсон, Джон Кокрофт, Эрнест Уолтон, Роберт Сербер, Джон Кемени, Альберт Бартлетт.

Ход проекта

Манхэттенский проект объединил учёных из Великобритании, Европы, Канады, США, в единый международный коллектив, решивший задачу в кратчайшие сроки (и, тем самым одарив мир проблемой атомного оружия).

Тем не менее Манхэттенский проект сопровождался напряжённостью в отношениях США и Великобритании. Великобритания считала себя обиженной стороной, так как США воспользовались знаниями учёных из Великобритании (комитет «Мауд Комитти»), но отказались делиться с Великобританией получаемыми результатами.

См. также

• Мауд Комитти
• Создание советской атомной бомбы
• Немецкая ядерная программа
• Юлиус и Этель Розенберги
• Фукс, Эмиль Юлиус Клаус
• Оук-Ридж
• Хэнфорд
• Ураган (ядерное испытание)
• Злотин, Луис Александер

Примечания

1. ↑ В приведённом списке участников Манхэттенского проекта имеются неточности. Многие участники впоследствии не афишировали своей работы в проекте по этическим соображениям, возникшим после применения атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки.

Ссылки

	Манхэттенский проект на Викискладе?

• Создание ядерного оружия
• Л. Гровс «Теперь об этом можно рассказать»

Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей.