Реферат: Манхеттенский проект

На рубеже XIX и XX вв. расщеплением атома занимались главным образом европейские ученые.

В. Томсон предложил модель, согласно которой атом состоит из положительно заряженного вещества, внутри которого вкраплены электроны.

По Томсону, атом напоминает пудинг с изюмом. Томсоновскую модель атома нельзя было проверить непосредственно, но в ее пользу свидетельствовали некоторые аналогии.

А. Беккерель открыл радиоактивность в 1896 г. Он показал, что все соединения урана радиоактивны, причем активность примерно пропорциональна количеству содержащегося в них урана. П. и М. Кюри открыли радиоактивный элемент радий в 1896 г. Его радиоактивность примерно в миллион раз больше радиоактивности урана. Без открытия радия большая часть последующих работ была бы невозможна, и быть может, по сей день мы продолжали бы поиски объяснения радиоактивности. Э. Резерфорд в 1902г. разработал теорию радиоактивного распада, в 1911 г. открыл атомное ядро и в 1919 г. наблюдал искусственное превращение ядер. А. Эйнштейн в 1905 г. разработал принцип эквивалентности массы и энергии. Он связал воедино два понятия: массу и энергию. Определенному количеству материи соответствует определенное количество энергии. Между ними существует зависимость, определяемая формулой Е =mc ² . Энергия (Е), содержащаяся в теле, пропорциональна его массе (т), и множителем пропорциональности является скорость света, взятая в квадрате (с² ). Даже в крошечной массе заключена громадная энергия. Н. Бор в 1913 г. разработал теорию строения атомов, которая легла в основу физической модели устойчивого атома. В 1932 г. Дж. Чедвик открыл новую элементарную частицу — нейтрон. В 1932 г. Д. Д. Иванченко выдвинул гипотезу о строении атомного ядра из протонов и нейтронов.

Э. Ферми в 1934 г. первым использовал нейтроны для бомбардировки атомного ядра. С этого времени ядерная физика стала быстро развиваться. В 1937 г. И. Кюри открыла деление урана под действием медленных нейтронов. Решался вопрос, какие элементы рождаются, когда ядро атома урана захватывает нейтрон. До сих пор во всех ядерных реакциях, при естественном радиоактивном распаде, в опытах Резерфорда и в опытах по искусственной радиоактивности всегда образовывались элементы, стоящие в соседних клетках системы Д. И. Менделеева.

Бор, находившийся в США с января по май 1939 г., много сделал в этот период для быстрой разработки теории, которая впоследствии привела к доказательству особой способности урана-235 и плутония к расщеплению. Таким образом, к середине 1939 г. ученые мира располагали важными теоретическими сведениями в области ядерной физики, которые позволили выдвинуть обширную программу развития исследований. Эти открытия произвели в научном мире сенсацию. В физике началась новая, атомная эра!

С трудом убедив власти США, физики получили возможность в глубочайшей тайне, вдали от войны, работать над проблемой овладения энергией атомного ядра, над подготовкой ядерного реактора. Это был подлинный заговор науки против фашизма, но участники заговора не до конца представляли себе будущее.

Был создан Урановый комитет (Консультативный комитет по урану). В него вошли Л. Бриггс (председатель), два артиллерийских эксперта — капитан 3-го ранга Дж. Гувер и полковник К. Адамсом. Бриггс включил в Комитет еще нескольких человек, в том числе

Ф. Молера, А. Сакса, Л. Сциларда, Э. Вагнера, Э. Теллера, и Р. Робертса. Первое заседание уранового комитета состоялось в октябре 1939 г. 1 ноября 1939 г. Комитет представил президенту Рузвельту доклад, где говорилось о реальной возможности получения и атомной энергии и атомной бомбы.

17 июня 1942 г. Буш представил президенту доклад, в котором изложил план расширения проекта по атомной бомбе. Доклад содержал следующие положения:

1. Несколько килограммов урана-235 или плутопия-239 представляют собой взрывчатку, эквивалентную по мощи нескольким тысячам тонн обычных взрывчатых веществ. Такую бомбу можно взрывать в нужный момент времени.

2.Существует четыре практически осуществимых метода получения делящихся веществ: электромагнитное разделение урана, диффузионное разделение урана, разделение урана на центрифугах с получением в этих случаях делящегося изотопа урана-235, а также получение плутония -239 при помощи цепной реакции. Нельзя определенно утверждать, что какой-то один из этих методов окажется лучше других.

3.Можно проектировать и строить довольно крупные промышленные установки.
4.При наличии необходимых фондов и прерогатив всю программу действий, по-видимому, можно было начать достаточно быстро, чтобы она приобрела военное значение.

Материалы были возвращены Бушу с одобрением президента: Рузвельт отдал приказ немедленно начать работы по созданию атомной бомбы. Летом 1942 г. проект был передан в ведение армии. 18 июля 1942 г. полковник Дж. Маршалл получил указание образовать новый округ инженерных войск для выполнения специальной работы — огромный комплекс организационных мероприятий, исследовательских и промышленных работ, которому придаются кадры ученых, лаборатории, промышленные установки, разведывательные органы.

Все работы по созданию атомной бомбы протекали в обстановке абсолютной секретности. Очень немногие знали о том, что скрывается за вывеской Манхэттенского проекта. Даже госдепартамент США до начала Ялтинской конференции в феврале 1945 г. ничего не знал о проекте создания атомной бомбы. О целях проекта не было известно и объединенному комитету начальников штабов. Знали лишь отдельные лица, по выбору президента Ф. Рузвельта. Манхэттенский проект имел свою полицию, контрразведку, систему связи, склады, поселки, заводы, лаборатории, свой колоссальный бюджет. По размаху работ и размерам капиталовложений он был и поныне остается самым крупным научным проектом.

В США засекретили даже опубликованные ранее книги и статьи, где говорилось о возможности создания атомной бомбы. Так, из всех библиотек США были изъяты номера газет «Нью-Йорк Таймс» и «Сатерди ивининг пост» со статьями У. Лоуренса, в которых рассказывалось об атомной бомбе. Был отдан приказ записывать фамилию каждого, кто интересовался этими номерами газет, и ФБР затем выясняло его личность.

Руководил проектом американский физик Джулиус Роберт Оппенгеймер. Он уже имел труды по квантовой механике, физике атомного ядра и космических лучей, разделению изотопов, нейтронным звездам. Исследуя уравнения энергетического состояния атома, Оппенгеймер показал в 1930, что положительно заряженная частица с массой электрона может существовать. Эта частица была обнаружена в 1932 и называлась позитроном. Руководил (1943-45) созданием американской атомной бомбы (Манхеттенский проект). Председатель генерального консультативного комитета Комиссии по атомной энергии США (1946-52), директор (1947-66) Института фундаментальных исследований в Принстоне.
Учился в Гарварде, продолжил обучение в аспирантуре с физиками Эрнестом РЕЗЕРФОРДОМ в Кембридже, Англия, и Максом БОРНОМ в Германии. Между 1929 и 1942 он находился одновременно в штате Калифорнийского университета в Беркли и Калифорнийского Института Технологии. Во время Второй мировой войны он сообщил Федеральному Бюро Расследований о друзьях и знакомых, которые, как он думал, могли быть коммунистическими агентами, физик Давид БОХМ был один из них. Выступил против создания водородной бомбы, и в связи с этим в 1953 обвинен в "нелояльности" и отстранен от секретных работ.

Каждая операция в общем цикле работ была построена на принципе изолированности. Каждый работник знал только те детали проекта, которые касались его работы непосредственно. Даже в случае крайней необходимости для обмена информацией между разными отделами требовалось особое разрешение.

Для Лос-Аламосской лаборатории сделали исключение. В ее библиотеке появились отчеты других отделов и лабораторий, а с переводом в Лос-Аламос ученых из других подразделений поступило много новой ценной информации. Правда, за доступ к информации ученые заплатили ограничением личной свободы: с самого начала лаборатории были окружены оградой и охрана пропускала только имевших разрешение. Еще одна ограда окружала весь городок. При входе и выходе проводилась проверка. На все поездки требовалось разрешение, корреспонденция подвергалась цензуре. За каждым работающим велось тщательное наблюдение. Все районы Лос-Аламоса, Ок-Риджа и Хэнфорда находились под постоянным контролем служб безопасности, на его границах круглосуточно дежурили специальные патрули. Жители трех засекреченных городов могли отправлять и получать корреспонденцию только через цензуру, телефонные разговоры прослушивались. Ученым дали другие фамилии. В служебных помещениях и на многих частных квартирах были тайно установлены звукозаписывающие аппараты. К ведущим специалистам были представлены «телохранители», которые не спускали с них глаз.

Проблема привлечения нужных людей в Манхэттенский проект инженерный округ была довольно сложной. Кадры научных работников страны использовались на других важных оборонных работах. Помогло то обстоятельство, что, спасаясь от фашистского террора, многие выдающиеся ученые вынуждены были эмигрировать на американский континент. Эмиграция ученых объяснялась в основном усиленным проникновением нацистской идеологии на университетские кафедры Германии, где перестали уважать способности и таланты, а провозглашали верность фашизму, прославляли чистоту «арийского» происхождения.

Одновременно с поисками и отбором специалистов в своей стране американцы вели настоящую охоту за секретной научно-технической информацией, а также за учеными-атомниками в Европе.

Американцы весьма ревностно относились к работам по урановой проблеме, которые велись союзниками — Англией и Францией.

В самом начале Рузвельт и Черчилль пришли к следующему соглашению: большие атомные заводы будут строиться в США, где им не угрожают немецкие бомбы, но англичане внесут свой вклад в разработку атомной бомбы. Под этим подразумевалось участие английских ученых в работе по созданию бомбы и предоставление американцам результатов исследований. Но прошло немного времени, и от идеального замысла пришлось отказаться. Английским ученым начали чинить всяческие препятствия, их не допускали к проведению некоторых важных работ.

Гровс умышленно тормозил сотрудничество с ними, чтобы закрепить преимущество США в области производства атомного оружия на многие годы. Поэтому обмен информацией с англичанами допускался только в тех случаях, когда она могла чем-либо помочь созданию первых американских образцов атомного оружия. Как только англичане заговорили о собственной атомной бомбе, все двери для них наглухо закрылись.

3. Испытания атомного оружия

Наконец из Лос-Аламоса потянулся поток грузовиков и тягачей со специальным оборудованием. Они должны были проделать путь в 450 км по пустыне на уединенную авиационную базу Аламогордо в штате Нью-Мексика, избранную местом первого испытания первой атомной бомбы, которой дали кодовое название «троица». 12 июля 1945 г. туда доставили на армейской машине самую главную деталь атомной бомбы — плутониевый заряд.

В центре полигона Аламогордо была сооружена стальная башня высотой 30 м и массой 32 т. вокруг нее на большом расстоянии была размещена регистрирующая аппаратура. В 9 км к югу, северу и востоку от башни глубоко под землей были оборудованы три наблюдательных пункта. В 16 км от стальной башни находился командный пункт, откуда должна была поступить последняя команда. Еще дальше, в30 км был расположен базовый лагерь, откуда ученые и военные могли наблюдать за ядерным взрывом. Два дня продолжалось подготовительная работа. На башне была установлена аппаратура для контроля.