Что то у нас затишье. Продолжим о скучном, но нужном для общей так сказать эрудиции

Самое начало можно почитать тут: Х-лучи или ядерная эра….самое начало
Предыдущую часть можно почитать тут: Радиация для дилетантов-5 (Ядерная печка)


Чёта странное с разделом РДД. Чем дальше, тем в міре страшнее….я думаю показалось, но кто знает…проклятіе писаки, если ты про это напишешь то точно не случится…я надеюсь…
Дык о чём енто мы, а ну да…Был в этой истории ещё один персонаж, которого уже в скользь упомянули.
Плутоний

Химический элемент №94, тот о существовании которого в принципе догадывались ещё с конца 1930-х, но получить который удалось только в 1941 году. При первых расчётах в немецкой имперской шарашке (да и не только) удалось понять что изотоп №239 запросто станет ещё более мощным едрёным горючим чем уран-235. Правда до того как Э.Ферми запустил свою поленицу получить хоть сколько больше 10 мкг не удавалось, а тут шо называется понесло…в смысле ядерный боезаряд можно сфурганить и из урана, но с появлением плутония оказалось что мощность таки ж можно повысить.
Правда это всё было предположение, которое пока было сложновато проверить. Физики догадвались что это можно использовать для создания бомбы небывалой мощности, но механизм был не до конца понятен.

Манхеттенский проект
Ещё до того как Э.Ферми и компания соорудили свою поленницу, весной 1942 года, некто Артур Комптон (тот самый который заведовал металлургической лабораторией в Чикаго) закончил предварительный расчёт величины критической массы для урана-235. При разных не всегда выполнимых условиях нужно было от 2 до 100 кг обагащённой ядерной начинки что бы запустить самоподдерживающуюся реакцию. Но даже ориентируясь на максимальное значение, даже на то что конечное устройство будет раз в 10-20 тяжелее, это был груз который как бэ бомбардировщики того времени в принципе уже куда-нибудь да утащить смогут (ну там Британский Ланкастер, или даже перспективный Б-29).

Президент Рузвельт был проинформирован об этом незамедлительно. И собственно санкционировал создание такого чудо-оружия.
Заведовать этим делом поставили бригадного генерала Лесли Р. Гроувса-младшего (ну, тогда он правда ещё не был генералом).

И завертелось….в начале 1943 года, руководитель будущего Манхэтонского проекта Л.Гровс создаёт Лос-Аламовскую лабораторию под нужды создания атомной бомбы. Принципы действия были уже более-менее понятны, делящийся материал (т.е. плутоний-239 или уран-235) худо-бедно но поступал. Руководить всем этим делом поставили Роберта Опенгеймера.

Джулис Роберт Опенгеймер
Дядька про которого вроде кино почти сняли.

Родился в 22 апреля 1904 (прям как Ленин) в семье еврейских эмигрантов из Германии. Семья его была не сказать что б бедной (ну да, в семье своя коллекция картин и 3 подленника ванГога), и он с младшим братом ни в чём особо не нуждались. Ребёнок родителей с деньгами, живи и радуйся, но нет, подался с головой в учёбу. А вот тут его что называется понесло, Гарвардский колледж с отличием, стал магистром по физике, затем поступил в Кембриджский колледж Христа, где пытался затесаться на учёбу в лабораторию к Резерфорду, но шота не попёрло. Правда удалось затесаться к мистеру электрону Дж.Томсону. Потом вышла очень стрёмная история с руководителем группы (если кратко то у них с Опенгеймером так обострились взаимоотношения, что Опенгеймер как то подсунул ему отравленное яблоко, к счастью жертва коня не двинула) и Опенгеймер в итоге чуть не загремел в дурку. К счастью отделались путёвкой на приёмы к психиатру. Тем более что товарисч стал проявлять явные депрессивные признаки. В итоге через некоторое время плюнул на Кембридж, и поступил в немецкий Гётингем, к Максу Борну (там ещё тогда была в последствии стрёмная компашка Гейзенберг, Ферми, Таллер) где как оказалось мог переспорить почти любого (и даже стал доктором по Философии).
То ли гений-социопат то ли позер (как про него вспоминали) по завершении учёбы-практики перебрался снова в США. Где помимо прочего помогал некому тов.Лоуренцу интерпретировать данные экспериментов с изобретённого последним циклотроном.
И когда в августе 1942 года был создан т.н. Манхеттенский инженерный округ (типа так называли сборище народу для решения нейкой крупной военно-инженерной проблемы), как то уж так получилось, что был рекомендован в эту компашку которой заведовал вышеупомянутый Лесли Р. Гроувс-младший.


Дык о чём это мы….Ну правда по началу Опенгеймеру поручали вполне незаурядные вопросы, которых в прочем тогда было с избытком.



С середины 1942 года там шота решали у себя в группе, и даже вроде накидали план действий. Ну типа «шо нужно сделать шоб получилась грандиозная вундервафля». И Гроуз то ли по приколу, то ли по каким то одному ему понятным причинам (типа «не смог переспорить») назначил Опенгеймера руководителем лаборатории секретного оружия….в ФБР просто начали рвать на себе волосы…
17 сентября 1943 года подкомитет Национального комитета оборонных исследований, так называемый Урановый комитет Бриггса, приступили к осуществлению Манхеттенского проекта. Фактически начав тайную разработку ядерного оружия.

А так как плутоний и уран худо-бедно но обогащаются, хоть и не в желаемых количествах, пора бы задуматся как быть дальше. Если до этого при создании ядерного реактора смотрели как сделать так, что бы он не взорвался от собственного энерговыделения, то теперь предстояло сделать нечто противоположное, создать ядерную установку которая бы взорвалась с максимальным энерговыделением.
Физика будущего устройства была более-менее понятна. Чем больше делящегося вещества в одном месте тем больше этим веществом производится нейтронов, тем больше реакций деления, тем выше энерговыделение….вплоть до момента пока установка не испарится попутно разметя по округе всё что рядом находится. Но как только делящегося вещества становится много – реакция стартует, и перегревает установку, не позволяя нарастающему энерговыделению перерости в что-нибудь по истине грандиозное. Отсюда выводы:
1) Установка не должна “испарятся” от перегрева как можно дольше;
2) За очень короткое время пока идёт нагрев установки должно произойти максимум делений;
Но как можно удержать бушующее Солнце в небольшой стальной коробке?
Стали думать…

Пушечная схема
Самое очевидное решение – 2 сферы из Урана-235 которые летят друг другу на встречу. Они врезаются друг в друга, образуется закритическая маса, уран-235 делится выделяя неимоверное количество энергии аж покуда вся эта хрень не испарится.
Сложность первая: нейтроны из 1-го куска урана начинают нагревать и испарять 2-й кусок урана ещё до того как 2 куска соеденятся в критическую массу (и наоборот). Решили просто ускорить скорость столкновения до 200-300 м/с.

Сложность вторая: из-за того что плутоний 239 обладает куда большим выделением нейтронов при реакции деления, то для плутония такая схема не годится. Ну или как то придумать, что б разогнать кусок плутония до 2-3 км/с…что как то сложно в условиях компактной бомбы (плутоний не выдерживает таких перегрузок и “рассыпается”). Изотоп плутоний-240 присуствовавший в реакторном плутонии выделял столько нейтронов на еденицу пространства, что пушечная схема ну никак не подходила. Короче максимум лёгкий ядерный пшик (шипучка в смысле).
Первая сложность решаема, а вот вторая….для подрыва плутония нужно что то другое.
Интересненький факт №1: в своё время была придумана бомба «Худыш». Примерно так бы выглядела бомба на пушечной схеме для заряда из плутония. Но из-за вышеперечисленных сложностей бомба так и осталась «полноразмерным макетом».

Правда схема пушечное ядро-мишень в принципе очень простая, и потому вероятность отказа бомбы будет ниже. Вощем Опенгеймер распорядился переключить внимание на имплозию, правда т.к. теоритических наработок по урану-235 было накопленно много, то части учёных предстояло допилить идею бомбы с пушечной схемой.
Интересненький факт №2: в марте 1944 года хотели предварительно взорвать ядерную шипучку в специально спроектированном большоом крытом ангаре. Но от идеи отказались. Опенгеймер убедил всех, что нужен полномасштабный бабах (а не устраивать Чернобыльскую аварию в отдельно взятом ангаре).

Имплозия
После написания горы расчётов, долгих вычислений и кое-каких эксперементов, была “достана с полки” немного перевёрнуто-даработанная схема. Идея была в том, что бы не сталкивать 2 полусферы, а спресовать их. Было известно, что величина критической массы тем меньше чем выше окружающее давление.
Суть забытой ещё в сентябре 1943 году идеи (некого Дж. Фон Неймана) была в том, что сборку из плутония-239 равномерно обжимало со всех сторон направленными взрывными волнами. Ну например обложить шар из плутония шаром из взрывчатки. Химическая взрывная линза…иль как то так. Требовалась супер точная настройка детанаторов, но теория говорила что результат того стоит.
Ну чтож, ещё гора вычислений от специалистов по гидро-газодинамике, мучительные поиски нужной взрывчатки…да даже задержка одного из сигналов взрывателю на 0,01 секунду могла завалить всё дело (сначала плутоний бы выдавило из бомбы в сторону несработавшего заряда, который в свою очередь окончательно раскидал бы его по округе).


Где жахнем?
А в самом деле где?
Значится нужно было такое место которое:
• Малонаселено
• Пустынно
• Равнина (экперемент должен быть чистым, без всяких вторичных отражений ударной волны от скал или чего ещё);
Было предложено 8 площадок, но выбрали северную оконечность бомбардировочного полигона Аламогордо.
Там отгрохали полевой военный городок.
Интересненький факт №3: Гроуз как то поинтересовался у руководства, мол а как комплекс в Аламогордо проходит по документам, ну чисто официально. Гражданский комплекс на военные средства с гражданским персоналом, на территории закрытой ото всех военной базы, в обстановке строгой секретности разрабатывает для военных супермощное оружие которое по всей видимости могут использовать опять же военные. Ох как всё запутанно, решили по старинке записать всех в армию США. Многие в армию не хотели (хоть и явно не рядовыми), а Опенгеймера и вовсе признали негодным и комиссовали (по медицинским показателям)…решили считать что у вояк просто взяли комплекс в аренду.

Интересненький факт №4: так как южную часть полигона всё ещё использовали как полигон для тренировок экипажей бомбардировщиков, то как то так получилось, что ночью в мае 1945 года, военно-полевой испытательный городок в Аламогордо чуть не разбомбили нафиг по ошибке. А через некоторое время чуть не разбомбили ещё раз.
Интересненький факт №5: Джамбо – так назвали стальную посудину весом 190 тонн в которую по первоначальной идее должна была быть помещена ядерная бомба перед взрывом.

Дело в том, что Л.Гроуза замучали конгресмены с вопросм ради чего плутоний на мильярд бакарей разлетится по пустыне если бомба сработает как шипучка? Опенгеймер негодовал, ибо бомба в стальном противовзрывном корпусе это как-то не научно. К счастью от идеи с Джамбо отказались (запустили ещё один реактор для плутония, и вроде как все забили).

Тестовый взрыв
Как то Кенет Бейнбридж (чувак который просчитывал сценарии с энерговыделением) поинтересовался у Опенгеймера мол как будем измерять силу взрыва? Не на глаз же. Ну в смысле на глаз конечно, но нужно иметь пример для сравнения…да и откалибровать приборы на чём то нужно было. Бейнбридж предложил жахнуть вагон тротила для сравнения. Гровс подсуетился и добыл 3 вагана добра на 108 тонн тротила в эквиваленте.

Решили сложить кубиком и жахнуть.

Правда пару ящиков с “добром” случайно упавшие с грузового лифта чуть было не начали тест досрочно, но обошлось.

7 мая с утреца жахнули…облако от взрыва виднелось на 100 км. Напечатали фоточек, измерили глубину воронки, степень разрушения строений по округе….короче пришли к выводу как выглядит взрыв в 0.1 КТ тротила.
Ну всё, теперь можно было с чем сравнить будующий большой бабах.
Время шло, и уже в июне 1945 года технологи отчитались, что у них есть расчётное количество плутония-239 для первого заряда.

Y-1561
Y-1561, он же Trinity Gadget. 2 галий-плутониевых полусферы (ну как бэ плутоній не сказать шоб стабилен на воздухе, от того и смесь), нейтронный инициализатор в центре, кое чего по мелочи, и стальной корпус ко всему этому делу. Если не считать что полусферы из плутония постоянно грелись до 40 градусов шо называется сами по себе….
3 июля детали от Бомбы прибыли на полигон.

И тут оказалось шо комплекты «взрывных линз» оставляют желать лучшего, и идеальной имплозии не получится. Принялись поправлять на месте…

13 июля начали сборку. Ну, сборку это конечно сильно сказано, боезаряд был конечно готов, но много чего на соплях…только синей изоленты и не хватает, в том смысле что кое-что было доделано буквально накануне (и есественно некоторые сомневались что всё сработает как надо). Но устройство кое-как впихнутое в бомбовый корпус всё же готово.
Как сказал один дядька в кине:

Германия к тому времени правда уже капитулировала, но вот у самих США на тихоокеанских фронтах клеилось не всё гладко.

Японцы явно не желали отдавать навоёванное.

Отвлёкся. Короче к 16 часам сборку-бомбу Gadget подвесили внутри 30-метровой испытательной башни, ну для имитации сбрасывания с самолета.

Последние блоки-взрыватели (вывинтили заранее ну что б если-чего…все ж помнили что на тротиловом тесте таки уронили пару ящиков с динамитом) ввинтили уже когда бомба была на башне.

Метеорологи прогнозировали отличную погоду на 18-21 июля, и почти нормальную на 16-17 июля. Но т.к. собиралась Потсдамская конференция, то Гарик Трумен попросил жахнуть по раньше. Фигня вопрос…

В преддверии
ViP-ложа была на холме в 32 км от эпицентра, кое кто засел в бункерах на отметке 9 100 метров (4 бункера по периметру от эпицентра).

Выдали всем зрителям сварочные очки. На всякий случай предупредили губернатора штата, о том, что у нас тут испытание вундервафли, и если шо не так, то сразу вводите военное положение и эвакуируйте всех нафиг. Два B-29 уже кружили над полигоном, следя за всем что происходит и будет происходить (правда частота связи с В-29 была той же что и у местных железнодорожников, кои иногда влазили в эфир). Последний раз проверили все приборы и датчики, проверили как там обшитый свинцом танк (после взрыва – ездить по округе и замеры делать, ну и забрать датчики с отметки «720 метров от эпицентра»).

Некоторые подоставали тайно принесённые фото-видео камеры (секретные испытания, ну да, канешне, кстать самое качественное цветное фото взрыва было сделано на «тайно» пронесённую камеру). И стали ждать…
Воще жахнуть хотели в 4 утра по гринвичу, но пошёл дождь. Перенесли на 5:30.
Пока ждали, страдали всякой фигнёй. Ну вот например начали спорить о энерговыделении. Просто несмотря на все предварительные расчеты и тесты, уверенности в эффективности бомбы имени «кое-что подлатали с утра для надёжности» не было. Вовлеченные в проект «Манхэттен» ученые пытались предугадать, как пройдет испытание: Норман Рамси считал, что взрыва не произойдет, Роберт Оппенгеймер оценил мощность взрыва в 300 тонн тротилового эквивалента, а Эдвард Теллер сделал самое оптимистичное предположение — 45 тысяч тонн. Энрико Ферми, как местный оптимист задавался чисто философскими вопросами в стиле: каков шанс на то что атмосфера выгорит нафиг, и если да, то пострадает только США или вся планета (при этом перепугав некоторых рядом находящихся солдат)? А если щас молния в башню с бомбой шарахнет интересно она детонирует? А если бомба всё ж не сработает, как понять что можно безопасно подняться на башню дабы посмотреть в чём дело?
В 5:29 по гринвичу жахнули…