реферат, рефераты скачать
 

История создания атомного оружия


История создания атомного оружия

Министерство Науки и Образования Украины

Одесский Национальный  Университет   им.  И.И. Мечникова







Реферат  на тему:

    История создания атомного оружия.






Выполнил:

Студент 4-го курса

Шкоропадо М.С.









Одесса 2006г



                                                                  Содержание

1.     Введение

2.     Разработка  атомного оружия:

        a)   Франция 

        b)   Германия

        c)    Британия

        d)    США

e)         СССР

3.     Заключение

4.     Литература

                                            Введение

     В данном реферате я рассматриваю  историю  создания  атомного оружия в Германии, Британии, США, СССР и во Франции. Также мною рассмотрены проблемы, с которыми они столкнулись на пути  его создания или не создания.  Я не рассматриваю поражающие факторы и последствия, которые может вызвать  этот вид оружия.

 























                                  Развитие атомного оружия.


                                                         Франции                    

                          

      В данной главе рассмотрим, роль французов в создании и развитии атомного оружия. Что касается французов, то остается неясным, какое место занимала в их намерениях бомба, и какое место занимала – производство промышленной энергии. Каждый член коллектива, работавшего тогда в Коллеж де Франс, имел по этому поводу  свое мнение, так же как и правительственные  чиновники, ученые,  поддерживавшие предпринятое дело. Несомненно, что мысль, зародившаяся  у Халбана, О медленных  нейтронах, а не  о быстрых, вела скорее к ядерному реактору, а не к бомбе.

    Жолио-Кюри  со своим коллективом работал примерно в течение года (до лета 1940 г.) над проблемой самоподдерживающейся цепной реакции, которую хотел использовать как источник  промышленной энергии.

В течение всего лета 1939 года французы продолжали  эксперименты, используя блоки различной формы  и размера из окиси урана и размещая их по-разному. В качестве замедлителя  они сначала пробовали  применить простую воду, затем уголь и даже большие блоки из твердой углекислоты. В  августе 1939 года Жолио-Кюри  начал новый эксперимент, собрав блоки из окиси урана размером 3 на 15 дюймов в виде сферы. Вся сфера  поливалась водой, которая девствовала как замедлитель. Было обнаружено, что деление одиночного ядра  урана в середине всей такой сборки вызывало цепную реакцию. Но реакция  не поддавалась контролю с помощью  различных методов, доступных экспериментаторам. Тем не менее, этот эксперимент, проведенный в августе  1939 года (результаты его были опубликованы в следующем месяце), показал, что цепную реакцию можно вызвать искусственно. Жолио-Кюри и его коллектив готовы  взялись за разрешение этой проблемы, но до конца решить ее во Франции не смогут в связь с начавшейся войной. До полной оккупации Франции их коллектив будет работать. Первые эксперименты были не удачны, так как не было хорошего замедлителя. Одному из сотрудников коллектива, а именно Халбану пришла в голову мысль использовать в качестве замедлителя графит. Существенная особенность любого замедлителя – высокая степень чистоты. Так как именно графит выпускался в промышленности с  большой степенью  чистоты, чем какой-либо другой  материал. Тогда Жолио отправился  к  Дотри, французскому министру вооружений, и попросил  обеспечить  его коллектив графитом. Министр подыскал источник снабжения  графитом в Гренобле и получил  разрешения  пользоваться им. Вскоре после этого Халбан и его помощники работали в сердцевине глыбы  чистого графита десять футов высотой, и пять квадратных футов сечением. Ученые предполагали, что графит и уран, смешанный вместе в виде гомогенной (однородной) массы, не вызовут цепную реакцию, но такую реакцию можно получить в гетерогенной (неоднородной) системе – системе, в которой  урановые блоки были бы установлены внутри графитовой решетки. Относительно последнего предположения существовали некоторые  сомнения.

     Вскоре после  этого бесплотного эксперимента Халбану пришла  в голову мысль  использовать в качестве замедлителя тяжелую воду. Впервые  ее  получил проф. Г. Юри, награжденный за это Нобелевской премией. Тяжелая вода уменьшает скорость нейтронов, но редко поглощает их.  В обычной воде  на каждые 5000 атомов водорода содержится только один  более тяжелый  изотоп. К 1939 году  были разработаны различные методы отделения тяжелого водорода от обычного, и поэтому  в очень небольших количествах тяжелая вода  стала доступной для  исследований. Расчеты  показали, что тяжелая вода в качестве замедлителя была бы идеальным  веществом, так как она способна  замедлять свободные нейтроны до нужной степени, не поглощая их. Поэтому необходимо было получить тяжелую воду и при этом в достаточно большом количестве. Жолио-Кюри снова обратился к министру вооружений.

В то время, в первую зиму войны, тяжелая вода производилась в промышленном масштабе  только в местечке Рьюкан (центральная Норвегия), где фирма «Норск Хайдро» в 1934 году пустила  завод  по ее выработке.  Производство росло медленно, и к началу войны было  изготовлено очень  небольшое количество этого продукта. Большую часть его фирма продала  в различные европейские лаборатории для  научных экспериментов. До конца лета 1939 года немцы закупили тяжелой воды очень немного, и казалось, проявляют  мало интереса к  ней.

      На  встречи  с министром Жолио-Кюри сказал, что, по его подсчетам, существующий в Норвегии запас  дал бы ему возможность выполнить «решающий эксперимент».

Но нужно было спешить, так как  в 1940 году   германские власти полностью изменили свое  отношение к ядерным исследованиям: если раньше они проявляли мало интереса к продукции Рьюкана, то теперь создалось впечатление, что они срочно решили обеспечить себя, наличным запасом  тяжелой води из Норвегии. И  заказ на  воду был уже получен от германских властей, но директор завод заказ не принял, и заключил договор, согласно которому  Франция  могла во время войны свободно пользоваться всей тяжелой водой (всего около 185 килограммов), имевшейся на заводе в Рьюкане.  Теперь возникла сложность с доставкой этой воды во Францию. В результате  спецоперации около тридцати канистр перевезли в  Британию самолетом, потом провезли через все страну поездом и доставили на побережье. К 16 марту в 1940 году весь мировой запас воды  был упрятан в подвалах  Колледж да Франс. Работа началась с новым  рвением. 

     Недолго  пришлось Жолио-Кюри и его коллегам работать с тяжелой водой в Колледж де Франс: им помешало наступление немцев. За шесть дней противник  заставил капитулировать Голландию  и продвигался через северную Бельгию по направлению к  Брюсселю. 15 мая  1940 года немцы пересекли  реку  Мез (Маас) в трех местах между Намюром и Мезьером. Тогда  министр вооружений Дотри приказал Жолио-Кюри сделать все необходимое, чтобы тяжелая вода не попала в руки немцев. В начале вода хранилась в подвалах Французского банка в Клермон-Ферране. Затем  Халбан перевез ее в Мон Доре –курорт в центральной Франции, где она были помещена в тюрьме, также была сделана небольшая  лаборатория из оборудования которое можно было быстро перевести.   Однако к  12 июня немцы форсировали Марну возле Шатто-Тьерри, всего в 50 милях от Парижа. В Коллеж де Франс  Жолио-Кюри, предупрежденный о решении объявить Париж открытым городом и уже знающий о неизбежности немецкой оккупации, готовился к отъезду.  Перед отъездом он  начал  отбирать   наиболее важную техническую документацию. Документы, необходимые  для дальнейших исследований, он положил в портфель, который  брал с собой. Другие, не столь необходимые для  дальнейших исследований, были сожжены. В связи с продолжающимся  отступлением  правительство приказало, перевести тяжелую воду в Бордо и оттуда в Англию.

       Воду с помощью судна перевезли в Британию вместе с некоторой частью коллектива Жолио-Кюри.  Он же сам остался во Франции  и продолжал работать в  Париже  в  лаборатории Колледж де Франс, которая  позднее была частично занята немцами.  Ученый исследовал одну из областей ядерной науки, которой давно собирался  уделить внимание, - применение  излучений и  меченых атомов в биологии. И под носом у немцев (соседняя дверь вела в комнату, занятую ими) он впоследствии помогал изготовлять радиостанции, зажигательные бомбы и другое оборудование для подпольного  Национального фронта, главой которого он  позднее стал. Дважды подвергался ученый арестам  гестапо (один раз после того, как провел в музее естественной истории встречу лидеров Сопротивления). Оба раза ему удалось освободиться. Позднее Жолио-Кюри первым  возглавил Французскую комиссию по атомной энергии. Этот пост он занимал до тех пор, пока его поддержка коммунистов не зашла слишком  далеко, и он был смещен.   

    Те ученые, которые сумели выехать в Британию, были радушно приняты. Английские ученые  выслушали их доклады,  при этом их ожидания не оправдались. Так  как не было еще достаточно ясно, что между  самоподдерживающейся цепной реакцией на медленных нейтронах и изготовлением  ядерного оружия могла существовать  прямая связь. В результате  среди английских ученых  возникли расхождения в том,  следует ли и каким образом использовать французов в британских исследованиях. Французским ученым, а именно  Халбану и Коварски сообщили, что они могут работать в Кавендишской лаборатории в Кембридже, куда уже была доставлена тяжелая вода. Условия в, которых они  работали, стараясь впервые в мире доказать возможность работы ядерного реактора, были тяжелыми. Так как не хватала  персонала, оборудования было не достаточное финансирование. Но  все равно  в этих тяжелых условиях был поставлен эксперимент, который показал что окись урана, применяемая  вместе с  тяжелой водой в качестве замедлителя, могла обеспечивать самоподдерживающуюся  цепную реакцию.  После доклада французских коллег английские  ученые стали приходить к выводу, что реактор, мог бы производить в своем «чреве» взрывчатое сырье, которое будет в такой же степени делящимся, как и уран-235.

     Позднее американские ученые познакомились с работами Халбаном и его коллегами. И  предложат ему сотрудничество. Об этом будет идти речь в следующих главах.

     Можно сказать, что французы внесли свой вклад как в разработку  ядерного реактора, так же  и в разработку  ядерной бомбы.  Если  бы не война, возможно, что во Франции был бы построен первый ядерный реактор, а значит и первое атомное оружие.











                                                       Германия

      В данной главе речь пойдет о разработках немецких ученых.  Ядерное деление впервые было открыли в лаборатории  Гана. Уже несколькими месяцами позже  Флюгге  обронил намек  относительно ядерного оружия. Германская наука  отличалась  методичностью  и серьезностью и обладала широкими возможностями. И государственная  философия, которая все подчиняла завоевательным целям, несомненно, поспешила бы использовать столь ценное потенциальное открытие Гана.  Все это вызывала тревожные мысли, поэтому  было приняты серьезные меры к выяснению того, как далеко продвинулись немцы в этом направлении.

    На официальном уровне широкой огласки не было. Только по небольшим  отрывкам можно было сказать, что разработки ведутся. В одном  германском журнале, выходившем  два раза в год, помещался перечень  лекций, из которого было видно, кто читал лекции, где и когда.  Большинство немецких физиков-ядерщиков  работало в своих обычных университетах, выполняя  обычную работу и публикуя  обычные  статьи, и ничего  особенно  важного там  не происходило. Несколько статей, касающихся атомной энергии, в том числе и написанные Флюгге, также было опубликовано, но их  содержание позволяло предполагать, что они не имели  особенного военного  значения для немцев.

    В  1940  году  появились некоторые признаки  работы над бомбой. Во-первых, создавалось впечатление, что Гейзенберг был занят чем-то необычным. Так как один из его сотрудников опубликовал  докторскую диссертацию, в конце которой автор благодарит за помощь нескольких  люде, но имени Гейзенберга  не называл, хотя диссертация относилась именно к его области.  Во-вторых  обратили внимание  на имена людей, составлявших  аннотации по тематике ядерной физики, и по проблеме разделения изотопов. Все это наводило на мысль что немцы  если и работают над каким-то проектом ядерного оружия, то они еще не взялись за него по-настоящему.  

    После  1940 года немцы дали указание руководству  фирмы “Норск Хайдро”  довести поставки тяжелой воды  до 3000 фунтов в год. В начале 1942 года это число было увеличено до 10000 фунтов. Йомар Друм , один из руководящих инженеров на заводе     “Норск Хайдро” , по  этому поводу выезжал в Германию. Он подтвердил, что тяжелая вода  нужна немцам для ядерных исследований, и сумел переслать в Лондон  доклад о современном состоянии норвежского завода. Это сообщение было очень важное  по следующей причине.  Так как в больших количествах тяжелая вода фактически не имела  промышленного применения, то  полученное сведения, казалось, подтверждали, что противник продолжает ядерные исследования. Поэтому  завод в Рьюкане  для Британии стал потенциальной  целью, которую она должна была уничтожить.  Первая попытка  уничтожения  этого завода  окончилась катастрофой. Никаких повреждений причинить не удалось, часть  людей  была  захвачена  в плен, и впоследствии расстреляна немцами. Вторая  попытка оказалась успешной.  К тому времени, когда завод отстроили  заново, советская авиация разбомбила его еще раз. В конце концов, поняв, что восстановление завода  почти невозможно, немцы отдали приказ переправить в Германию весь уцелевший запас  тяжелой воды.  На середине пароход   Тиннньсо-Фьорда, перевозивший драгоценный груз на юг, был потоплен бомбой замедленного действия. Целые  серии экспериментов в Германии были отложены из-за недостатка тяжелой воды; в конце концов, немцы были вынуждены   обратиться к обычной воде. Эта замена, конечно, сильно сократила их возможности.

     Неудача  германской науки в попытки изготовить ядерное оружие была следствием сложной комбинации различных фактов. Существует, например, распространенная  в послевоенные годы  среди немцев теория, согласна которой, германские ученые не хотели дать в руки Гитлеру столь чудовищное оружие. Кроме того, как стало известно теперь, некоторые физики, не поддавшиеся обольщению нацисткой философией, в течение войны не принимали участие в ядерных исследованиях, и их лаборатории дали мало ценных результатов. Также известно, что многие ученные пытались, даже усиленно пытались создать ядерное оружие, но потерпели неудачу. Одной из вероятных причин  неудачи был, если можно так выразиться,  интеллектуальный климат Германии, не  стимулировавший независимости мышления. Немцы добились успеха в создании многих хитроумных навигационных устройств, управляемые снарядов  и дальнобойных ракет.      Может интеллектуальный климат,  более важен для полного понимания новой идеи и менее важен, когда  проблема превращается  скорее в технологическую задачу.

     Кроме ограничений,  берущих начало  от политических догм, были и другие, связанные с тем, что у немецких физиков  существовала  тенденция жить в своем  собственном академическом  мирке, изолированном от остальных нации. Как бы там ни было, проблема изготовления урановой бомбы после 1941 года стала неразрешимой в Германии  из-за бомбежек и других военных ударов, а это вынудило Альберта Шпеера, германского министра вооружения, решительно ограничить ядерные исследования  после 1942 года.

До  1942  года, когда время было уже упущено, вся проблема никогда серьезно не рассматривалась ни Гитлером, ни германским  высшим командованием. Не допускалась сама  мысль, что германия армия могла нуждаться  в  поддержке ядерным оружием. Во  многом  по той же причине немцы никогда не создавали самостоятельной бомбардировочной  авиации, а вместо нее строили самолеты, прежде всего для взаимодействия  с пехотой не поле боя.  Хотя проекты четырехмоторных  бомбардировщиков  дальнего действия были разработаны. Но по разным причинам такие бомбардировщики так не были никогда пущены в производство.

     Изучение «урановой бомбы»  в Германии началось в 1939 году на довольно бессистемной основе двумя  отдельными группами, не знавшими даже о существовании друг друга. Одна из них возглавлялась проф. Эрихом  Шуманом. В начале весны 1939 году Шуман вместе с немногими немецкими физиками-ядерщиками попытался изготовить ядерный реактор на военном испытательном  полигоне. К началу войны был достигнут небольшой прогресс, вызвавший  некоторый интерес.  По славам Гейзенберга, в эту группу направляли более крупных ученых  включая,  Гана, Гейгера, фон Вейцзекера и Боте.  Тем  временем проф. Абрахам Эзау, ведавший  вопросами физики в германском министерстве просвещения, сформировал совершенно независимую группу. На некоторых людей, привлеченных для исследований в области ядерного деления, претендовал также и Шуман. В общем, однако, обе группы работали отдельно до тех пор, пока не вспыхнула войны, после чего между ними был достигнут компромисс по  таким  вопросам, как приоритет и обеспечение материалами.

     Можно выделить следующее. Первое, у немецких ученых и всех  других причастных  к работе над бомбой,  не было сознания жизненной необходимости этого дела.  Во-вторых,  немцы не знали, что ключ к бомбе  заключается скорее в быстрых, чем в медленных  нейтронах.  По немецким представлениям, первой задачей являлось создание реактора на медленных нейтронах; выполнив ее, можно было строить другой, не такой большой, но более активный реактор, который  и был бомбой. Поэтому немецкие физики, интернированные в 1945 году неподалеку  от  Кембриджа, считали сообщение о бомбе, сброшенной на Хиросиму, чистейшей пропагандой; позже они решили, что эта бомба представляла собой некоторую разновидность реактора на медленных нейтронах.

     В 1939 году Гейзенберг пришел к выводу что тяжелая вода - наилучший вид замедлителя, поэтому фирма  “Норск Хайдро”  и получила указание о расширении производства.

Благодаря спецоперациям Германия не смогла получить тяжелую воду в количествах, достаточных для серьезных экспериментов. Когда в 1945 году впервые стало известно, что тяжелая вода требовалась немцам только для  исследований, направленных на разработку реактора, то некоторым стало казаться напрасным уничтожение завода в Рьюкане. Это, как  установили позже, было не так. Проф. Эзау  утверждал, что решающие эксперименты, которые могли показать  осуществимость или, наоборот, неосуществимость цепной реакции с использование  оксида урана и тяжелой воды, не были проведены ввиду неполучения тяжелой воды из Норвегии. Имея в достаточном количестве  тяжелую воду, немцы могли успешно продвинуться вперед: построив реактор, они бы обнаружили, что шли  неправильным путем, и наверняка открыли бы возможность получения плутония, делящегося, так же как и уран-235. Теоретически положение  о получение ядреного взрывчатого вещества  в реакторе было выдвинуто в Германии летом  1940 году, но проверить его не удалось. Так же было и с разделением изотопов.


    К 1942 г. группы Шумана и Эзау пришли к выводу о невозможности изготовления ядерного оружия в ближайшем  будущем. Не смогли они  также доказать и осуществимость ядерного реактора, который  можно было бы рассматривать как первый шаг на пути к бомбе.

Некоторым практическим осуществлениям помешали три обстоятельства.

   Во-первых,  все  расширялся масштаб союзных бомбардировочных налетов, заставлял исследовательские  группы переезжать из города в город, поскольку здание и оборудование разрушались.

   Во-вторых, становилась все более ясной неспособность германской промышленности изготовить ядерное орудие.

    В-третьих,  Гитлер и его штаб признали целесообразность сконцентрировать все усилия на разработке только таких видов оружия, которые можно было быстро ввести в действие.

В течение двух лет немецкие исследователи были рассредоточены по центральной Германии и Баварии. Они еще продолжали примитивные эксперименты с обогащенным естественным  ураном, в котором  содержание  урана-235 слегка превышало природное; в условиях растущего хаоса упрямо старались построить свой первый ядерный реактор.

   Но они  не сделали то, что задумывали. Если бы немцы первыми сделали бомбу, возможно,  что исход войны был бы другой. Над вопросам могли или нет немцы создать атомное оружие, спорят до сих пор.




























                                                  Британия

    Возможно, что  Британия могла стать первой ядерной  державой.  В апреле 1940 года был создан комитет Томсона, его субсидировало правительство (правда, не очень щедро), этой  организации было поручено заниматься  специально бомбой, с этого момента начинается официальное работа британских ученых. Комитет Томсона в одном очень важном отношении отличался от всех остальных исследовательских коллективов военного времени в Британии. Большая часть работ носила  характер усовершенствования  военной техники – танков, средств борьбы с ними, пушек, зенитных снарядов и т.п. Здесь на лицо была прочная база не только теоретическая, но и практических знаний  и опыта, опираясь на которую мог работать конструктор оружия. В случае с урановой бомбой, как ее называли, такой прочной базы не существовало. Многие еще не могли точно сказать, что собой представляет урановая бомба, что она сможет сделать и какой будет силы взрыв. Это неведенье в 1940 г. того, что в действительности представляет  собой ядерная энергия, - неведения, которое в то время было почти всеобщим среди ученых, начальников родов войск, промышленных и государственных деятелей.

Члены комитета впервые собрались в помещении Королевского общества. Одним из первых надо было решить вопрос о названии комитета. В разговорной речи его уже называли «комитетом Томсона» или «комитетом проф. Томсона», но такие названия не годились. Прямое  указание на то, что Томсон возглавляет такую группу, говорило любому мало-мальски осведомленному человеку о работе англичан над проблемой деления урана. Нужно было придумать условное наименование в чисто военном стиле. Кто-то из присутствующих на заседании предложил назвать британскую группу «Мауд Комитти» (Комитет Мауд), т.е. словами, не имеющими никакого значения.  Комитет, которому присвоили столь курьезное название, проводил свое организационное заседание в Барлингтон-Хаузе. Комитет состоял не только из постоянных членов, но также и из ученных, которых приглашали на одно - два заседания для выяснения их мнения по специальным вопросам; на отдельных заседаниях присутствовали и промышленники,  от которых требовались те или иные советы, или ученые из союзной страны. Приглашение «гостей» на эти секретные совещания было очень важно для всестороннего обмена идеями, без чего проект бомбы никогда бы не смог осуществиться.

Страницы: 1, 2, 3


ИНТЕРЕСНОЕ



© 2009 Все права защищены.