Считается, что разработки атомной бомбы ускорили окончание Второй мировой войны. Но они развязали еще одну войну - холодную. Она могла уничтожить всю планету. С момента взрыва атомной бомбы в Хиросиме, который произошел 6 августа 1945 года, прошло 75 лет. Но до сих пор актуальной является тема об истории создания опасного оружия.
История появления атомной бомбы
Не так-то просто точно определить дату, когда начали создавать атомную бомбу. Ядерное деление (источник энергии бомбы) было открыто в 1938 году. Но наука, стоящая за атомной энергетикой, возникла на десятилетия раньше. За дату основания науки некоторые ученые берут 1905 год, когда Эйнштейн вывел свою самую знаменитую формулу E = mc2.
Другие специалисты считают, что отсчет лучше начать с открытия Антуаном Анри Беккерелем явления радиоактивности в 1896 году. Именно это послужило открытием нового вида энергии, скрытой в крошечных компонентах материи, называемых атомами.
Путь от фундаментальной науки до бомбы
Путь от фундаментальной науки до бомбы не был прямым. У ученых не было ключа к тому, как можно использовать субатомную энергию.
В 1921 году физик Роберт Милликен написал в журнале Science News Bulletin, что при распаде грамма радия выделяется в 300 000 раз больше энергии, чем при сжигании грамма угля. Он также добавил, что эти цифры не должны пугать людей, поскольку в мире не так много запасов этого элемента. Но он предупредил, что подобными запасами энергии обладают и атомы, которые не являются радиоактивными.
В 1923 году редактор журнала Science News-Letter Эдвин Слоссон также отметил, что все элементы обладают одинаковыми запасами энергии, но пока люди не знают, как ее высвободить. На тот момент ученым удавалось высвободить атомную энергию только путем использования большей энергии из другого источника.
К тому времени физики поняли, что богатейшая энергия атома хранится в ядре, открытом Эрнестом Резерфордом в 1911 году. Но доступ к ней для практического использования казался невозможным. В 1932 году Джеймс Чедвик открыл инструмент для высвобождения ядерной энергии в форме субатомной частицы, названной нейтроном. Именно он способен проникнуть в ядро и дестабилизировать его.
Эксперимент Энрико Ферми
В результате экспериментов, проведенных Энрико Ферми в 1930-х годах, удалось получить деление урана. Но ученый считал, что он создал новые химические элементы. Он понятия не имел, что ядро урана раскололось. Ферми пришел к выводу, что произвел новый элемент под номером 93. Он более тяжелый, чем Уран (элемент 92).
Не все согласились с выводами ученого. Немецкий химик и физик Ида Ноддак утверждала, что доказательства не слишком убедительны. Она говорила, что Ферми, возможно, произвел более легкие фрагменты ядра урана.
Как писал много лет спустя немецкий химик Отто Хан, идея расщепления ядра урана на более мелкие части была совершенно несовместима с законами атомной физики. Расщепление тяжелых атомных ядер на более легкие считалось тогда невозможным.
Австрийские физики Ган и Лиза Мейтнер продолжали бомбардировать уран нейтронами. Вскоре Мейтнерам пришлось бежать в Швецию, чтобы избежать нацистских преследований евреев. Ган продолжил работу с химиком Фрицем Штрассманом. В декабре 1938 года они обнаружили, что элемент, который они считали радием, нельзя химически отличить от бария. Ган и Штрассман не могли объяснить, как это могло случиться.
Ган написал о результате Лизе Мейтнер, которая обсудила данные со своим племянником Отто Фришем, физиком, учившимся в институте Нильса Бора в Копенгагене. Мейтнер и Фриш выяснили, что произошло. Оказывается, нейтрон вызвал расщепление ядра первоначального элемента. Барий был одним из получившихся кусков.
Невероятное открытие
Фриш поделился информацией с физиком Нильсом Бором (на фото слева). Тот понял, что деление подтверждает его убеждение о том, что атомное ядро ведет себя аналогично капле жидкости. В Соединенных Штатах Бор начал сотрудничать с Джоном Арчибальдом Уилером (на фото справа), чтобы объяснить процесс деления. Они быстро обнаружили, что деление происходит гораздо быстрее в уране-235 (редкой форме), чем в более распространенном уране-238. Их анализ показал, что еще не обнаруженный элемент (номер 94) также будет особенно эффективен при делении. Статья ученых появилась 1 сентября 1939 года. В этот день Германия вторглась в Польшу. Началась Вторая мировая война.
Рассуждения ученых 20 века о создании атомной бомбы
Новость об открытии физиков распространилась достаточно быстро. В конце января весть достигла Беркли, где ведущим физиком был Дж.Роберт Оппенгеймер, который стал ученым, возглавившим Манхэттенский проект по созданию бомбы.
Среди участников семинара в Беркли, посвященного делению, был Гленн Сиборг, молодой преподаватель химии (в 1941 году он открыл неизвестный элемент 94, предсказанный Бором и Уилером, назвав его плутонием). Сиборг вспомнил, что поначалу Оппенгеймер не верил в существование деления. "Но через несколько минут он решил, что это возможно", - сказал Сиборг в интервью 1997 года.
Физики быстро установили, что деление является ключом к открытию энергетического хранилища атома. Ученые подтвердили следующее: когда уран бомбардируется нейтронами, происходит процесс, который высвобождает огромное количество энергии.
Создание атомной бомбы
В начале 1939 года физики, собравшиеся для обсуждения деления, пришли к единому мнению, что атомная бомба может быть создана.
Опасения, что Германия может разработать ядерную бомбу, побудили Альберта Эйнштейна написать знаменитое письмо президенту Франклину Рузвельту, отправленное в августе 1939 года, которое привело к созданию Манхэттенского проекта. Стало ясно, что для создания бомбы потребуется получить цепную реакцию. Сам процесс деления должен будет высвободить нейтроны, способные вызвать дальнейшее деление. В декабре 1942 года Ферми возглавил группу в Чикагском университете, которая продемонстрировала устойчивую цепную реакцию, после чего работа над бомбой продолжилась в Лос-Аламосе (штат Нью-Йорк) под руководством Оппенгеймера.
Некоторые физики думали, что бомбу невозможно разработать быстро. Однако к апрелю 1943 года Оппенгеймеру удалось завербовать физика Ханса Бете. К тому времени путь к проектированию и созданию бомбы был достаточно прост. "Все, что нам нужно было сделать, это убедиться, что никаких непредвиденных трудностей не возникло", - сказал Бете.
Наука ответственна за создание оружия массового поражения
Прототип атомного оружия был взорван на полигоне "Аламогордо" в июле 1945 года (примерно за три недели до применения бомбы против Японии).
Это было оружие более ужасное, чем все, с чем человечество когда-либо сталкивалось. И наука была ответственна за его создание.
Совершенно невозможно было предвидеть, что открытие радиоактивности, атомного ядра или даже нейтрона в конечном счете позволит создать оружие массового поражения. Как только стало известно, что создание бомбы возможно, ее появление стало неизбежным.
Немецкие ученые не думали, что создание атомной бомбы возможно
После капитуляции Германии во Второй мировой войне союзники задержали нескольких ведущих немецких ученых, включая Вернера Гейзенберга, руководителя нацистского проекта создания бомбы. Было ясно, что немцы не смогли создать оружие, потому что не думали, что это практически возможно.
В случае с атомной бомбой фундаментальные исследования в поисках секретов природы инициировали цепную реакцию новых знаний, которые невозможно было контролировать. Грибовидное облако, образование которого сопровождает взрыв бомбы, символизирует один из самых тревожных успехов науки.
