Как умами ученых и политиков овладела перспектива создания ядерного оружия

Наука и техникаHi-Tech

От древнеримских вилл до дальнего космоса

К 75-летию создания советского ядерного оружия

Якушкин Николай

Несмотря на то, что атомная эпоха не насчитывает и полутора веков, использование радиоактивных материалов восходит еще к древности, когда было подмечено, что некоторые присадки (оказавшиеся солями урана) придают стеклу изменяющиеся в зависимости от направления падающего на него света оттенки. Подобное, впоследствии названное урановым, стекло было использовано еще в первом веке нашей эры для создания витражей на виллах древнего Рима.

Посуда из уранового стекла

В 1896 году французский физик А. Беккерель (1852–1908) обратил внимание на то, что соли урана вызывают засветку находящихся в светонепроницаемых конвертах фотопластин и предположил, что причиной этого явления служат испускаемые данными солями невидимые лучи.

Принявшие у Беккереля эстафету исследований супруги Пьер и Мария Кюри выделили из отходов урановой руды новые интенсивно испускающие невидимые лучи химические элементы: радий и торий, а саму способность атомов химических элементов к испусканию невидимых лучей назвали радиоактивностью. За эти исследования супругам Кюри в 1903 году была присуждена Нобелевская премия по физике.

Супруги Кюри

В 1906 году было обнаружено, что атомы некоторых элементов, имея различные веса, обладают одинаковыми химическими свойствами и идентичными спектрами. В 1910 году британский химик Фредерик Содди (1877– 1956) предложил называть такие атомы изотопами.

Использование излучения радиоактивных элементов позволило в первом десятилетии прошлого века начать исследования процессов деления и самоуничтожения живых клеток, а также нашло широкий круг медицинских применений.

В 1910 году Эрнест Резерфорд (1871– 1937) предложил планетарную модель атома, согласно которой атом состоит из тяжелого ядра и вращающихся вокруг него относительно легких электронов. В следующем, 1911 году, Резерфорд, экспериментально обнаружив атомное ядро, получил подтверждение корректности своей модели.

Эрнест Резерфорд

В 1914 году супруги Кюри обнаружили почти стационарное энерговыделение радия, равное 0,16 Вт/г. Альберт Эйнштейн (1879– 1955) указал на схожесть данного процесса с высвобождением энергии в звездах.

Альберт Эйнштейн

В 1919 году Э. Резерфорд обнаружил, что, распадаясь под воздействием альфа-частиц, ядра атомов одних элементов могут превращаться в ядра атомов других элементов. Таким образом, давняя мечта алхимиков о получении золота из других элементов оказалась осуществимой.

В 1928 году советский химик Николай Семенов (1896–1986) создал общую теорию цепных реакций, применимую как к химическим, так и к ядерным процессам. В этом же году впоследствии бежавший из СССР в США физик Г.А. Гамов (1904–1968) создал теорию альфа-распада.

Николай Семенов

В начале 1932 года британский физик Джеймс Чедвиг (1891–1974) обнаружил, что порождаемые распадом полония альфа-частицы, воздействуя на атомы легких элементов, порождают новое излучение, представляющее собой поток частиц, обладающих массой атома водорода, но при этом лишенных заряда. Чедвиг назвал эти частицы нейтронами.

Джеймс Чедвиг

В том же году американский физик Гарольд Юри (1893–1981) впервые выделил тяжелую воду, за что через два года был удостоен Нобелевской премии по физике.

В 1938 году супруги Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, а также Отто Ганн (1879–1968) обнаружили, что в результате облучения нейтронами атомов урана, вопреки законам химии, возникают атомы бария, свинца и некоторых других элементов. В конце этого же года сотрудница Отто Ганна Лиза Мейтнер (1878– 1968), проведя простые расчеты, предположила, что возникновение атомов новых элементов является следствием деления ядер атомов урана под воздействием нейтронов. В следующем, 1939 году, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри обнаружили, что высвобождающиеся в ходе данного процесса нейтроны также могут расщеплять ядра атомов урана. Таким образом, было установлено, что при определенных условиях сопровождаемый колоссальным энерговыделением процесс деления ядер урана может быть цепной реакцией.

Отто Ган

Физика в своем развитии подошла к рубежу, когда, став вполне реальной, перспектива создания ядерного оружия овладевала умами ученых и политиков.

Обескровленная Первой мировой и гражданской войнами, преодолевающая разруху и созидающая новую жизнь Советская Россия не довольствовалась ролью изгоя в мировой науке, в частности в исследованиях атомного ядра. Усилиями В.И. Вернадского (1863–1945) в 1920-х годах в Среднюю Азию для поиска залежей урановых руд были отправлены первые советские экспедиции. Стараниями видных советских физиков П.Л. Капицы (1894–1984) и А.Ф. Йофе (1880–1960) из английского Кембриджа в СССР было поставлено современное оборудование для ядерных исследований. В то же время в СССР по инициативе И.В. Сталина был создан институт физических проблем, благодаря блестящему коллективу которого к началу 1940-х годов советские ядерные исследования вышли на мировой уровень.

Вернадский Владимир Иванович
П.Л. Капица (слева), А.Ф. Йофе (посередине) и Алексей Крылов (справа)

Столь динамичное развитие физики свидетельствует о том, что, несмотря на Первую мировую войну, условия Европы первой трети прошлого века в целом благоприятствовали развитию науки. Одна за другой в университетах Старого Света появлялись лаборатории для исследований атомного ядра, а свободный и почти молниеносный обмен научной информацией существенно ускорял познание нового, субатомного, мира.

Приход нацистов к власти в Германии в июне 1932 года не был поначалу воспринят тогдашней европейской научной элитой как признак надвигающейся мировой катастрофы, а намерения новых властителей Германии относительно мирового господства и решения еврейского вопроса не воспринимались всерьез.

Однако последовавшие увольнения евреев с государственных, в том числе университетских, должностей, еврейские погромы, сжигание «вредной» литературы и, наконец, объявление вне закона так называемой еврейской науки вынудило многих европейских ученых искать спасения в Англии и в Новом Свете.

1 сентября 1939 года, с нападения Германии на Польшу, началась Вторая мировая война. Через две недели видные немецкие физики были мобилизованы на службу Третьему рейху в рамках создаваемого уранового общества, главой которого был назначен великий немецкий физик Вернер Гейзенберг (1901–1976). В задачу ученых входило создание реактора на тяжелой воде, нарабатывающего оружейный плутоний для ядерных бомб.

Вернер Гейзенберг

Бежавшие от фашизма европейские физики, привезя с собой в Новый Свет страх перед возможностью создания немецкой атомной бомбы, задались целью – убедить президента США Ф. Рузвельта (1882–1945) в необходимости начать масштабные работы по созданию ядерного оружия.

2 августа 1939 года Альберт Эйнштейн в числе других ученых подписал письмо Ф. Рузвельту с призывом начать разработку ядерного оружия. 19 октября того же года в ответном письме президент США сообщал ученому о начале работ по созданию ядерного оружия, финансируемых государством в рамках манхэттенского проекта.

Руководителями манхэттенского проекта стали подающий надежды молодой физик Роберт Оппенгеймер (1904–1967) и бригадный генерал Лесли Гровс (1896–1970).

Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс

Местом для основного научного центра данного проекта, по предложению Р. Оппенгеймера, было выбрано расположенное в штате Нью-Мексико плато горы Лос-Аламос.

Став осенью 1939 года главой немецкого уранового общества, Вернер Гейзенберг быстро добился значительного, но, пожалуй, единственного успеха. Менее чем за два месяца под его руководством был спроектирован экспериментальный ядерный реактор на тяжелой воде.

В 1940 году, с захватом Вермахтом Бельгии, Норвегии и Франции, в распоряжении Третьего рейха оказались существенные запасы урана и тяжелой воды, а также находившийся в парижской лаборатории Фредерика Жолио-Кюри циклотрон.

Французским ученым удалось убедить оккупационные власти в нецелесообразности демонтажа и вывоза циклотрона в Германию. Вскоре в циклотроне обнаружились требующие длительного и серьезного ремонта неполадки, а в лаборатории Фредерика Жолио-Кюри было налажено подпольное изготовление взрывчатки для французского Сопротивления.

В конце 1941 года в берлинском физическом институте был собран первый в мире ядерный реактор. Однако осуществить управляемую цепную ядерную реакцию на нем не удалось. Как показали последующие расчеты В. Гейзенберга, масса урана в реакторе оказалась меньше критической, а участившиеся в 1942 году перебои в поставках ядерного сырья не позволяли немецким физикам форсировать исследования.

Реплика кубического ядерного реактора в музее Хайгейрлоха

Регулярные поставки в Третий рейх урана и тяжелой воды возобновились лишь в январе 1943 года. 17 февраля того же года, в результате успешной операции британских диверсантов, норвежский завод по производству тяжелой воды был на полгода выведен из строя, а 16 ноября того же года этот завод подвергся массированной бомбардировке британской авиацией, после чего было принято решение об эвакуации в Третий рейх оборудования для производства и запасов тяжелой воды.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

От редакции От редакции

Журнал «Наука и техника» приветствует своих читателей!

Наука и техника
На озеленение Красноярска: как устроен внебиржевой рынок «народных» облигаций На озеленение Красноярска: как устроен внебиржевой рынок «народных» облигаций

В чем особенность народных облигаций и почему они выгодны государству

Forbes
Лариса Малькова: «Главный вызов сегодня — способность адаптироваться к технологиям» Лариса Малькова: «Главный вызов сегодня — способность адаптироваться к технологиям»

Какие технологии станут завтра драйверами глобального развития?

РБК
Почему Луна не падает на Землю: 5 случайных фактов о мире, которые известны благодаря физике Почему Луна не падает на Землю: 5 случайных фактов о мире, которые известны благодаря физике

Что физика помогла нам узнать о мире вокруг нас?

ТехИнсайдер
Новое чувство космоса Новое чувство космоса

Теперь телескопы могут отслеживать колебания пространства-времени

ТехИнсайдер
Анна Горбунова: «Счастье – это я» Анна Горбунова: «Счастье – это я»

Когда стоит идти к психологу и как найти своего специалиста

Лиза
Образ собаки во сне: толкование сонников и психолога Образ собаки во сне: толкование сонников и психолога

Разбираемся, к чему снится собака с точки зрения сонников и психолога

Psychologies
Кетодиета Кетодиета

Кетодиета остаётся предметом изучения и споров

Здоровье
Засуха напомнила о сберегающих технологиях Засуха напомнила о сберегающих технологиях

Как проходит внедрение новаторского метода посева без вспашки поля

Монокль
Гробницы первых Гробницы первых

В чем уникальность формации Джоггинса?

Наука и техника
Пьет значит жив Пьет значит жив

Как запой оказался единственной живой темой «Живого трупа»

Weekend
Пули и дураки Пули и дураки

«Наемный убийца»: авторемейк Джона Ву, которого лучше бы не было

Weekend
3 упражнения Лоуэна: как работает телесная психотерапия 3 упражнения Лоуэна: как работает телесная психотерапия

Можно ли улучшить ментальное состояние с помощью работы над телом?

Psychologies
Респект Респект

Фотограф Максим Чуркин каждую съемку превращает в живопись музейного уровня

Собака.ru
7 вещей, которые нельзя мыть средством для окон, и 7, которые станут после него идеально чистыми 7 вещей, которые нельзя мыть средством для окон, и 7, которые станут после него идеально чистыми

Эта жидкость может больше, чем ты думаешь, но иногда ее лучше не использовать

VOICE
«Смешные» упражнения помогли при синдроме сухого глаза «Смешные» упражнения помогли при синдроме сухого глаза

«Смешные» упражнения эффективно облегчают симптомы синдрома сухого глаза

N+1
Тайны еды: исследования на тему питания Тайны еды: исследования на тему питания

Как узнать, что голоден, если нет мозгов? Как комар находит свою жертву?

СНОБ
«Плохая девочка»: как Николь Кидман учит женщин не бояться собственных желаний «Плохая девочка»: как Николь Кидман учит женщин не бояться собственных желаний

«Плохая девочка»: фильм о женщине, которая учиться жить в мире с самой собой

Forbes
Антикризисная программа Антикризисная программа

Кризис семейной жизни — дело житейское, но как к нему подготовиться?

Добрые советы
«Скажи «лыба»: как появился и почему растет бизнес логопедов «Скажи «лыба»: как появился и почему растет бизнес логопедов

Как развивается логопедический бизнес в России?

Forbes
Заговор «мертвого интернета»: правда ли, что ботов в сети больше, чем людей? Заговор «мертвого интернета»: правда ли, что ботов в сети больше, чем людей?

Кто доминирует в онлайн-пространстве: реальные пользователи или боты?

ТехИнсайдер
«Я не верю, что существуют тупиковые ситуации» «Я не верю, что существуют тупиковые ситуации»

«Шуйские ситцы» запускает уникальный проект по производству ткани из дерева

Монокль
Погода в доме: как знаки зодиака влияют на атмосферу в семье Погода в доме: как знаки зодиака влияют на атмосферу в семье

Как знак зодиака может повлиять на отношения внутри семьи?

VOICE
Елизавета Лихачева: «Искусство не делает людей лучше ни в какой степени» Елизавета Лихачева: «Искусство не делает людей лучше ни в какой степени»

«В музее не существует второстепенных профессий, каждый винтик важен»

Караван историй
Отпускная депрессия: что делать, если нет сил нормально работать после отдыха Отпускная депрессия: что делать, если нет сил нормально работать после отдыха

Что делать, если «сложно возвращаться на работу» превращается в «невыносимо»?

VOICE
«Это был последний шанс изменить жизнь» «Это был последний шанс изменить жизнь»

История о том, как жизнью человека управляли наркотики

Psychologies
Ученые заявили, что при стрессе на работе «надежда полезнее, чем осознанность» Ученые заявили, что при стрессе на работе «надежда полезнее, чем осознанность»

Во время стресса важнее «смотреть вперед», а не жить «здесь и сейчас»

ТехИнсайдер
Ученые впервые изучили состав породы с обратной стороны Луны Ученые впервые изучили состав породы с обратной стороны Луны

О чем могут рассказать базальтовые породы с дальней стороны Луны

ТехИнсайдер
Институт травмы: каждый третий элитный спортсмен пережил опыт насилия в детстве Институт травмы: каждый третий элитный спортсмен пережил опыт насилия в детстве

С насилием в той или иной сфере столкнулись 75% спортсменов

Forbes
Плакун-трава Плакун-трава

Яркий акцент пейзажа, как вызов цветовому постоянству — это зацвёл дербенник!

Наука и жизнь
Открыть в приложении