Глава 1. Предыстория проекта создания атомного оружия в СССР.

Первая атомная бомба в СССР

Содержание

Введение

XXI век – это век новых технологий, эпоха быстроразвивающегося общества и прогресса. Все то, что мы имеем на сегодняшний день является достижением науки и ученой мысли XX века. В том числе, вооружение, гаджеты, связь и т.д.

Не будет преувеличением упомянуть, что прорывы в науке, в основном, развиваются за счет противостояния, и любое движение является итогом разрешения каких-либо противоречий. Возникновение ядерного оружия, его эволюция, характер – всё это следствие тех проблем и явлений с которыми было связано человечество в XX веке.

Вторая мировая война разрушила версальскую систему международных отношений, и, как следует из объективного исторического развития, крах системы международных отношений: вестфальской, венской и к 1939 году версальской, влечет за собой существенные тенденции к пересмотру мировых границ, и их защите. С победой над нацистской Германией в 1945 году, установилась новая система международных отношений: Ялтинско-Потсдамская, и манипулирование ядерными запасами стало одним из методов решения противоречий сложившихся в этой системе.

Вообще, актуальность исследования ядерного вооружения, особенно в свете последних событий: Украина, Крым, выход нашумевшего фильма «Крым. Путь на Родину» стоит достаточно остро. Любой конфликт между мировыми державами может стать отправной точкой для нажатия на красную кнопку, и тотального уничтожения всего живого на Земле. Особенно требуется обратить внимание на утверждение Владимира Владимировича Путина о событиях в Крыму, где четко оговаривалась возможность нанесения ядерного удара по войскам противника[1]. Таким образом, актуальность «ядерной проблемы» на сегодняшний день не требует детального описания, а напротив, требует решительного действия.

Целью данной работы стало выявление основных факторов и закономерностей, которые позволили создать ядерное оружие на территории Советского Союза. Задачи работы – обозначить основные особенности постройки атомного оружия в СССР в период с 1920-х по 1949г.

Объект исследования – ядерный проект СССР 1920-1949г. Предмет – создание первой атомной бомбы, её испытание и мировая реакция.

Литература по данной проблематике обширно представлена в виде научных трудов по ядерной физике, химии, и биографий известных ученых-физиков. Труд Погодина С. А., Либмана Э. П. «Как добыли советский радий», посвящен созданию атомной промышленности в СССР, освоению залежей полезных ископаемых на территории советского союза. В частности, в нём имеется масса постановлений правительства СССР относительно развития атомной промышленности, что только добавляет ценности данной работе. Работа Гринберга А.П., Френкеля В.Я. «Игорь Васильевич Курчатов в Физико-техническом институте (1925-1943 гг.), разумеется описывает жизнь и деятельность И.В.Курчатова и его весомый вклад в создание советской атомной бомбы. Наиболее значимым научным трудом, который позволил собрать фундаментальные сведения по атомному проекту СССР стал труд Андрюшина И. А., Чернышева А. К., Юдина Ю. А. «Укрощение ядра». Эта работа наполнена фактологическим, хронологическим, источниковедческим, сугубо-физическим материалом, которые в полной мере раскрывает всю историю, включая её особенности, возникновения атомного оружия в СССР. Требуется отметить, что этот труд стал наиболее важным для написания данной работы.

Источниковую базу работы составили документы периода 1920-1949 года: постановления ГКО, постановления СНК, докладные записки. В том числе, современные газетные статьи, публикуемые в интернете. Одним из важных трудов, который даёт возможность ознакомиться с документами советского правительства относительно ядерного проекта - «Укрощение ядра»[2]. Этот труд по большей части включает в себя уже проработанный материал исследователей по тому или иному источнику, однако сам источник цитируется, и есть возможность с его ознакомлением в ходе исследования. Именно отсюда были взяты: «Постановление Президиума АН СССР по организации работ в АН СССР по исследованию атомного ядра …»[3], «Постановление СНК СССР о строительстве циклторона в Москве…»[4].

Другим, уже исключительно сборником документов, является многотомная публикация «Атомный проект СССР. Документы и материалы»[5]. В работе был использован второй том второй книги данной работы. Книга включает документы периода 1945-1954 гг., отражающие становление атомной промышленности и создание в СССР первых атомных бомб. В книгах тома II представлены документы, освещающие деятельность Правительства СССР, Специального комитета, Первого главного управления (позднее Министерства среднего машиностроения СССР), научных и промышленных организаций, разведывательных органов СССР, видных ученых и специалистов по осуществлению советского атомного проекта. Вторая книга тома II содержит документы периода с августа 1945 г. по август 1946 г., относящиеся к созданию и развитию в СССР атомной промышленности и организации научно-исследовательских работ.

Данные по курсовому проекту также встречаются и в газетных статьях, университетских вестниках, интернет-сайтах. Кстати говоря, почти всю информацию можно найти в свободном доступе интернета, что достаточно упрощает поиск литературы и источников, однако не упрощает работу исследователя, цель которого состоит в правильной интерпретации данных и информации, полученной из разных источников.

Таким образом, исходя из акутальности работы, её цели и задач была составлена структура работы. Работа состоит из трёх глав, в основе которых лежит хронологический принцип изложения информации. Безусловно, каждое событие имеет аналитическую базу, которая и была изложена в данной работе. Разделив историю атомного проекта на две части, в третьей особое внимание было уделено реакции на создание атомного оружия в СССР, в том числе реакции американцев, обладавших монополией на оружие массового поражения до 1949 года.

Подытоживая вышесказанное, нужно добавить, что ядерное оружие – это глобальная проблема, требующая подходящего решения. Безусловно, еще в 1940-х годах человечество осознало весь потенциал ядерного оружия, однако те меры, которые были приняты, не свели на нет возможность его применения. Ядерное оружие требует своей ликвидации, а все протоколы и договоренности, достигнутые в 70-80х годах, так или иначе не решили ядерную проблему. Поэтому главной целью человечества сегодня является уничтожение ядерной угрозы.

Глава 1. Предыстория проекта создания атомного оружия в СССР.

Первые советские разработки в области физики ядра начались задолго до 1949 года, в год, когда было произведено первое полигонное испытание советского ядерного оружия.

Работы в области ядерной физики в СССР начались в 20-е годы XX века, однако почти всё десятилетие пришлось на понимание физических процессов радиоэлементов. Именно в 20-е годы, в Советском союзе создаются целые институты и производственные базы по исследованию радиофизических и радиохимических явлений: Радиевый институт имени В.Г. Хлопина (1922) или РИАН, Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе РАН(1918), Московский завод редких элементов (1927), Харьковский физико-технический институт (1928).

Первое заседание Атомной комиссии в котором принимали участие А.Ф. Иоффе, Д.С. Рождественский, А.Н. Крылов и другие выдающиеся учёные случилось 21.01.1920. Они наметили план работы по изучению атома и приняли ряд постановлений касательно хозяйственного обеспечения исследовательского процесса[6].

В. Г. Хлопиным и его учениками в 1920-30-е годы были установлены основные закономерности процессов соосаждения, сорбции и жидкостной экстракции радиоэлементов, позднее положенные в основу промышленных радиохимических технологий. Успешное познание физики ядра, в молодом советском государстве, безусловно нужно считать одним из важных показателей развития науки того периода. Важнейшими практическими результатами работ РИАН в первые годы его существования, были создание отечественной радиевой промышленности и Государственного фонда радия, что опять же пришлось на середину 20-х годов прошлого века.

Фундаментальные исследования были проведены советским химиком И. Е. Стариком и его школой по радиоколлоидам и адсорбции микроколичеств радионуклидов. Эти работы послужили основой последующих исследований по загрязнениям и дезактивации. В последствии, И.Е.Старик станет одним из первых участников испытания ядерного оружия на Семипалатинском полигоне.

15 апреля 1921 года была создана лаборатория Радия при Академии наук во главе с В.Г.Хлопиным. Факт создания, на тот момент абсолютно новой, научной структуры при высшем научном заведении страны свидетельствует о важности освоения атомной энергии.

К концу 1921 года была осуществлена разработка и внедрение И.Я. Башиловым технологии переработки урановой руды из Тюямуюнского месторождения для получения в заводском масштабе препаратов радия и урана. В декабре 1921 г. начальнику «Главхима» ВСНХ академику В. Н. Ипатьеву были представлены первые препараты советского радия, добытые И. Я. Башиловым. В конце декабря Иван Яковлевич был утвержден в должности заведующего радиевым заводом, избран в ученый совет Государственного радиевого института, директором которого стал В. И. Вернадский. Был утвержден и предложенный Башиловым оригинальный проект постоянной установки производительностью 1.5 г радия в год[7]. Такая мощность считалась по тому времени немалой; 1 мг радия стоил на мировом рынке сотни долларов[8].

1 января 1922 года - Преобразование Государственного рентгенологического и радиологического института в три самостоятельных научно-исследовательских учреждения: Рентгенологический и радиологический институт во главе с М.И. Неменовым; Физико-технический институт (ЛФТИ) во главе с А.Ф. Иоффе; Радиевый институт во главе с В.И. Вернадским. М.И. Неменов, доктор биологических и доктор медицинских наук первый, кто организовал на территории ещё Российской империи в 1905 году, рентгенологический кабинет. А в 1919, вместе с А.Ф.Иоффе организовал Ленинградский государственный рентгенологически и радиологический НИИ. К слову сказать, развитие физики находилось в руках высококвалифицированных специалистов.

На волне исследований радия Башилова и Хлопина, 1 марта 1923 года принятием постановления Государственного Совета Труда и Обороны о учрежден учёт добычи радия на территории СССР, что официально закрепило радий как стратегически важное сырье для промышленности Советского Союза.

20-е годы XX века все-таки принято считать отправной точкой в изучении сложных радиофизических процессов, однако говорить с уверенностью о существовании ядерной программы с того времени – нельзя. Второе десятилетие прошлого века – это период становления советской физики, как фундаментальной науки, с присущей ей современной на тот момент методологией, и научным подходом к понимаю вызовов современности. Поэтому наиболее логичным и закономерным будет освещение лишь тех аспектов, которые послужили базой для возникновения проектов, пока только проектов, создания атомного оружия.

30-е годы XX века разумеется, стали более продуктивными в освоении ядерной энергии, и именно в это десятилетие у советских ученых появляется проект создания оружия массового поражения. В это десятилетие проводились наиболее ёмкие, сложные радиохимические исследования, без которых вообще немыслимо возникновения ядерного оружия, его развития, и, тем более - реализации.

Рассмотрение исследований в области физики ядра в 30-е годы будет более правильным, если представить его в форме логичной и закономерной последовательности событий.

На 1931 год пришлось создание в Ленинграде Института химической физики во главе с Н.Н. Семёновым. Требуется отметить, что Н.Н. Семёнов один из известнейших в мировой науке ученых в области химической физики. Также в 1931 году на базе института прикладной минералогии был создан Государственный научно-исследовательский институт редких металлов во главе с В.И.Глебовой. Заслуга В.И. Глебовой в переводе опытного «радиевого» производства в промышленное, плюс масса геологических и химических исследований[9].

В 1932 году, Д.Д. Иваненко поразил советскую науку революционной гипотезой строения ядер из протонов и нейтронов. Суть гипотезы заключалась в том, что до 1932 года в физике доминировала протон-нейтронная модель атомного ядра, в котором, согласно гипотезе Бора, электрон «теряет свою индивидуальность» - свой спин, а закон сохранения энергии выполняется только статистически. Однако еще в 1930 г. Д.Д. Иваненко и В.А. Амбарцумян предположили, что электрон рождается при бета-распаде[10]. То есть при протекании одного из основных процессов ядерной реакции. Новая, уже протон-нейтронная модель Иваненко по-новому поставила вопрос о ядерных силах.

Исследования Иваненко произвели настоящий фурор в советской науке. Поэтому в следующем, 1933 году, закономерным событием становится создание комиссии по изучению атомного ядра АН СССР. В её состав вошли лучшие умы страны: А.Ф. Иоффе, С.Э. Фриш, И.В. Курчатов, А.И. Лейпунский и А.В. Мысовский.

По инициативе А.Ф. Иоффе была созвана первая всесоюзная конференция по атомному ядру (1933). Советские физики могли представить на обсуждение в основном свои работы по космическим лучам и теоретическим вопросам ядерной физики. Одна из целей конференции состояла в том, чтобы ее участникам дать возможность послушать сообщения крупнейших иностранных физиков-ядерщиков[11].

Ленинградская конференция была первой ядерной конференцией, проведенной после открытий нейтрона и позитрона. На конференции обсуждались животрепещущие вопросы и последние новости молодой науки, причем участники получали их из первых рук[12]. Можно считать, что уже на этой конференции была утверждена как единственно правильная протонно-нейтронная модель строения ядра[13]. Один из самых острых вопросов ядерной физики того времени (аномальное рассеяние гамма-лучей) впервые получил правильное объяснение именно на этой конференции[14].

В 1934 году также ученый-химик А.И.Бродский получил первую «тяжелую» воду в СССР. Тяжелая вода – важный компонент ядерной промышленности. Тяжелая вода не поглощает нейтроны, а также вместо двух стандартных атомов водорода, в молекуле воды присутствуют 3 изотопа водорода – дейтерия. Дейтерий, в свою очередь – топливо ядерной реакции.

В 1935 году И.В.Курчатов открыл процесс ядерной изомерии. Однако ядерная изомерия была известна на Западе еще с 1921 года. Немецкий физик О.Ганн обнаружил до того времени неизвестный изотоп урана, который назвал уран-z. Интерес для науки он представлял тем, что период его полураспада был значительно дольше, чем у остальных изотопов. Изучение длительности периода полураспада веществ легло в основу изобретения «гафниевой бомбы», основанной на свойствах изотопа гафния.

20-26 сентября 1937 года в Москве прошла уже вторая всесоюзная конференция по атомному ядру. На конференции поднимались пять главных тем: 1) прохождение у-лучей и быстрых электронов через вещество; 2) космические лучи; 3) бета-распад; 4) взаимодействие нейтронов с ядрами; 5) теория строения ядра[15].

За второй конференцией последовала и третья, проходившая с 1 по 5 октября 1938 года в Ленинграде. На совещание приехало 57 иногородних участников; заслушано 29 докладов, значительная часть которых была посвящена исследованиям по физике космических лучей, выполненным сотрудниками ФИАИа. Ряд докладов касался взаимодействия быстрых электронов и гамма-излучения с веществом[16].

25 ноября 1938 года - вышло Постановление Президиума АН СССР по организации работ в АН СССР по исследованию атомного ядра и созданию постоянной Комиссии по атомному ядру при Физико-математическом отделении АН СССР[17]. Это еще более углубило исследования в области ядерной физики, позволило советским ученым проводить мониторинг зарубежных исследований. К примеру, в феврале 1939 г. наши физики узнали из зарубежных журналов об открытии деления атомного ядра. После обсуждения на Президиуме АН СССР в Совет Народных Комиссаров СССР (Совнарком) было направлено письмо, где подчеркивалась актуальность проблемы атомного ядра, и говорилось о крайней недостаточности отечественной технической базы[18].

В том же году при АН СССР была образована Комиссия по тяжелой воде (позднее преобразованная в Комиссию по изотопам). В сентябре 1939г. началось строительство мощного циклотрона в Ленинграде.

Завершающим событием 30-х годов была четвертая конференция по физике атомного ядра, проведенная в Харькове с 15 по 20 ноября 1939 года. На совещании было представлено 36 докладов. Кроме научных работников Харькова в его работе приняло участие около 120 приезжих физиков и химиков. По своей тематике доклады группировались вокруг ряда основных проблем: космические лучи, свойства быстрых электронов и жестких γ-лучей, нейтроны и строение ядра. Некоторые проблемы рассматривались и на прошлых совещаниях, однако появились и новые темы. Прежде всего это физика деления ядер, в области которой, несмотря на короткий срок, прошедший со времени этого открытия (декабрь 1938 г.), уже было выполнено очень большое число работ. Это, далее, вопросы применения методов и результатов ядерной физики в технике, химии, медицине, а также ускорительная техника. Делению тяжелых ядер была посвящена существенная доля всех докладов[19].

Таким образом, в конце 30-х - начале 40-х годов многие физики уже представляли как примерно должна выглядеть атомная бомба. Понимание сути атомного оружия сводилось к тому, чтобы достаточно быстро сосредоточить в одном месте определенное количество делящегося под действием нейтронов материала. После чего в нем, то есть в делящемся материале, начнется масштабное нарастание числа распадов атомов, а именно цепная реакция с выделением огромного количества энергии, после которой произойдет взрыв. Проблема, которая постигла как советских так и западных разработчиков ядерного оружия состояла в получения достаточного количества делящегося вещества. Единственным таким веществом, встречающимся в природе в приемлемом количестве, является изотоп урана с массовым числом 235 (уран-235).

В природном уране содержание этого изотопа не превышает 0,71% (99,28% уран-238) к тому же содержание природного урана в руде в лучшем случае составляет 1%[20]. Выделение урана-235 из природного урана было достаточно сложной проблемой. Альтернативой урану, как скоро выяснилось, был плутоний-239. В природе он практически не встречается[21]. Получить плутоний-239 в требуемом количестве возможно только в ядерном реакторе, при облучении нейтронами урана. Перед разработчиками бомбы встала еще одна проблема – постройка реактора. Третьей проблемой было то каким образом возможно собрать в одном месте необходимую массу делящегося вещества[22]. В процессе даже очень быстрого сближения подкритичных частей в них начинаются реакции деления. Выделяющаяся при этом энергия может не позволить большей части атомов «принять участие» в процессе деления, и они разлетятся, не успев прореагировать[23]. Поэтому в 40-е годы советские ученые были целиком и полностью заняты реализацией условий для успешной постройки атомной бомбы.

Как видно, 30-е годы дали советской науке богатый опыт и фундаментальный научный материал, который позволил постепенно перейти от теории к практике использования ядерной энергии. Безусловно, разработки 20-х и 30-х годов в купе с Отечественной войной дали советским умам в максимально короткие сроки соорудить и воплотить в жизнь проект ядерного оружия.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: