Атомная бомба малыш и толстяк мощность. Ядерная бомба – оружие, обладание которым, уже является сдерживающим фактором. Самая мощная бомба в мире
В поисках идеального оружия, способного одним щелчком испарить армию противника, бились сотни тысяч известных и забытых оружейников древности. Периодически след этих поисков можно найти в сказках, более или менее правдоподобно описывающих чудо-меч или лук, бьющий без промаха.
К счастью, технический прогресс двигался долгое время настолько медленно, что реальное воплощение сокрушительного оружия оставалась в мечтах и устных рассказах, а позже на страницах книг. Научно-технический скачок XIX века обеспечил условия для создания главной фобии века ХХ-го. Ядерная бомба, созданная и испытанная в реальных условиях, произвела революцию и в военном деле, и в политике.
История создания оружия
Долгое время считалось, что самое мощное оружие можно создать только с использованием взрывчатых веществ. Открытия ученых, работавших с самыми мелкими частицами, дали научное обоснование того, что с помощью элементарных частиц можно вырабатывать огромную энергию. Первым в ряду исследователей можно назвать Беккереля, в 1896 году открывшего радиоактивность солей урана.
Сам уран был известен еще с 1786 года, однако в то время о его радиоактивности никто не подозревал. Работа ученых на рубеже XIX и ХХ веков выявила не только особые физические свойства, но и возможность получения энергии из радиоактивных веществ.
Вариант изготовления оружия на основе урана впервые был подробно описан, опубликован и запатентован французскими физиками, супругами Жолио-Кюри в 1939 году.
Несмотря на ценность для оружейного дела, сами ученые были решительно против создания настолько сокрушительного оружия.
Пройдя Вторую мировую войну в Сопротивлении, в 1950-х супруги (Фредерик и Ирэн) понимая разрушительную силу войны, выступают за всеобщее разоружение. Их поддерживают Нильс Бор, Альберт Эйнштейн и другие видные физики того времени.
Между тем, пока Жолио-Кюри были заняты проблемой фашистов в Париже, на другом конце планеты, в Америке, разрабатывался первый в мире ядерный заряд. Роберту Оппенгеймеру, возглавившему работы, были предоставлены широчайшие полномочия и огромные ресурсы. Конец 1941 года ознаменовался началом проекта «Манхеттен», приведшего в итоге к созданию первого боевого ядерного заряда.
В городке Лос-Аламос, штат Нью-Мексико, были воздвигнуты первые производственные площади для получения оружейного урана. В дальнейшем такие же ядерные центры появляются по всей стране, например в Чикаго, в Ок-Ридже, штат Теннеси, производились исследования и в Калифорнии. На создание бомбы были брошены лучшие силы профессуры американских университетов, а так же бежавшие из Германии ученые-физики.
В самом же «Третьем Рейхе» работа по созданию нового типа оружия была развернута характерным для фюрера способом.
Поскольку «Бесноватого» больше интересовали танки и самолеты, и чем больше тем лучше, в новой чудо-бомбе он не видел особой нужды.
Соответственно не поддерживаемые Гитлером проекты в лучшем случае двигались черепашьим шагом.
Когда же стало припекать, и оказалось что танки и самолеты проглотил Восточный фронт, новое чудо оружие получило поддержку. Но было поздно, в условиях бомбежек и постоянного страха советских танковых клиньев создать устройство с ядерной составляющей не представлялось возможным.
Советский Союз более внимательно относился к возможности создания нового типа разрушительного оружия. В довоенный период физиками собирались и сводились общие знания о ядерной энергетике и возможности создания ядерного оружия. Усиленно работала разведка в течение всего периода создания ядерной бомбы как в СССР, так и в США. Значительную роль в сдерживании темпов разработки сыграла война, так как огромные ресурсы уходили на фронт.
Правда, академик Курчатов Игорь Васильевич, со свойственным упорством, продвигал работу всех подведомственных подразделений и в этом направлении. Забегая немного вперед, именно ему будет поручено ускорить разработки оружия перед лицом угрозы американского удара по городам СССР. Именно ему, стоявшему во граве громадной машины из сотен и тысяч ученых и работников будет присвоено почетное звание отца советской ядерной бомбы.
Первые в мире испытания
Но вернемся к американской ядерной программе. К лету 1945 года американским ученым удалось создать первую в мире ядерную бомбу. Любой мальчишка, сделавший сам или купивший в магазине мощную петарду, испытывает необычайные муки, желая взорвать ее поскорее. В 1945 году сотни американских военных и ученых испытывали то же самое.
16 июня 1945 года в пустыне Аламогордо, штат Нью-Мексико, были произведены первые в истории испытания ядерного оружия и один из самых мощных, на тот момент, взрывов.
Очевидцев, наблюдавших за подрывом из бункера, поразила сила, с которой заряд разорвался на вершине 30-метровой стальной башни. Сначала все залил свет, сильнее в несколько раз сильнее солнечного. Затем в небо поднялся огненный шар, превратившийся в столб дыма, оформившегося в знаменитый гриб.
На место подрыва, как только улеглась пыль, ринулись исследователи и создатели бомбы. Наблюдали они за последствиями из обвешанных свинцом танков «Шерман». Увиденное поразило их, ни одно оружие не наносило бы такого ущерба. Песок местами оплавился до стекла.
Найдены были и крошечные останки башни, в воронке огромного диаметра изуродованные и раздробленные конструкции наглядно иллюстрировали разрушительную мощь.
Поражающие факторы
Этот подрыв дал первые сведения о силе нового оружия, о том, с помощью чего он может уничтожить противника. Это несколько факторов:
- световое излучение, вспышка, способная ослепить даже защищенные органы зрения;
- ударная волна, плотный поток воздуха, движущийся от центра, уничтожающий большинство строений;
- электромагнитный импульс, выводящий из строя большую часть техники и не позволяющий пользоваться средствами связи первое время после взрыва;
- проникающая радиация, наиболее опасный фактор для укрывшихся от прочих поражающих факторов, делится на альфа- бета- гамма- облучение;
- радиоактивное заражение, способное отрицательно влиять на здоровье и жизнь в течение десятков, а то и сотен лет.
Дальнейшее применение ядерного оружия, в том числе в боевых действиях, показала все особенности влияния на живые организмы и на природу. 6 августа 1945 года стал последним днем для десятков тысяч жителей небольшого города Хиросима, известного тогда несколькими важными военными объектами.
Исход войны на Тихом океане был предрешен, однако в Пентагоне посчитали, что операция на японском архипелаге будет стоить более миллиона жизней морских пехотинцев армии США. Было принято решение убить сразу несколько зайцев, вывести Японию из войны, сэкономив на десантной операции, испытать в деле новое оружие и заявить о нем всему миру, и, прежде всего, СССР.
В час ночи самолет, на борту которого располагалась ядерная бомба «Малыш», вылетел на задание.
Бомба, сброшенная над городом, разорвалась на высоте примерно 600 метров в 8.15 утра. Все здания, располагавшиеся на расстоянии 800 метров от эпицентра, были разрушены. Уцелели стены всего нескольких строений, рассчитанных на 9-ти балльное землетрясение.
Из каждых десяти человек, находившихся в момент разрыва бомбы в радиусе 600 метров выжить смог только один. Световое излучение превращало людей в уголь, оставляя на камне следы тени, темный отпечаток места, на котором находился человек. Последовавшая взрывная волна была настолько сильна, что смогла выбить стекла на расстоянии 19 километров от места взрыва.
Одного подростка плотный поток воздуха выбил из дома через окно, приземлившись, парень увидел, как стены дома складываются как карты. За взрывной волной последовал огненный смерч, уничтоживший тех немногих жителей, уцелевших после взрыва и не успевших покинуть зону пожаров. Находившиеся на удалении от взрыва начали испытывать сильное недомогание, причина которой была первоначально неясна врачам.
Много позже, через несколько недель был озвучен термин «радиационное отравление», известный ныне как лучевая болезнь.
Жертвами всего одной бомбы, как непосредственно от взрыва, так и от последовавших болезней, стали более 280 тысяч человек.
На этом бомбардировки Японии ядерным оружием не закончились. По плану удару должны были быть подвергнуты всего от четырех до шести городов, но погодные условия позволили ударить еще только по Нагасаки. В этом городе жертвами бомбы «Толстяк» стали более 150 тысяч человек.
Обещания американского правительства наносить такие удары до капитуляции Японии привели к перемирию, а затем и к подписанию соглашения, окончившего Мировую войну. Но для ядерного оружия это было только начало.
Самая мощная бомба в мире
Послевоенное время ознаменовалось противостоянием блока СССР и союзников с США и НАТО. В 1940-х американцы всерьез рассматривали возможность нанесения удара по Советскому Союзу. Для сдерживания бывшего союзника пришлось ускорить работы по созданию бомбы, и уже в 1949 году, 29 августа с монополией Штатов в ядерном оружии было покончено. Во время гонки вооружений наибольшее внимание заслуживают два испытания ядерных зарядов.
Атолл Бикини, известный, прежде всего, легкомысленными купальниками, в 1954 году в буквальном смысле прогремел на весь мир в связи с испытаниями ядерного заряда особой мощности.
Американцы, решив опробовать новую конструкцию атомного оружия, не рассчитали заряд. В итоге взрыв получился в 2,5 раза мощнее, чем планировалось. Под ударом оказались жители близлежащих островков, а так же вездесущие японские рыбаки.
Но это была не самая мощная американская бомба. В 1960 году на вооружение принимается ядерная бомба В41, так и не прошедшая полноценных испытаний из-за своей мощности. Силу заряда рассчитали теоретически, опасаясь взрывать на полигоне такое опасное оружие.
Советский Союз, любивший во всем быть первым, испытал в 1961 году , прозванную по иному «Кузькина мать».
Отвечая на ядерный шантаж Америки, советские ученые создали самую мощную бомбу в мире. Испытанная на Новой Земле, она оставила свой след почти во всех уголках земного шара. По воспоминаниям, в самых удаленных уголках в момент взрыва ощущалось легкое землетрясение.
Взрывная волна, само собой, потеряв всю разрушительную силу, смогла обогнуть Землю. На сегодняшний момент это самая мощная ядерная бомба в мире, созданная и испытанная человечеством. Конечно, будь развязаны руки, ядерная бомба Ким Чен Ына была бы мощнее, но у него нет Новой Земли что бы испытать ее.
Устройство атомной бомбы
Рассмотрим очень примитивное, чисто для понимания, устройство атомной бомбы. Классов атомных бомб много, но рассмотрим три основные:
- урановая, на основе урана 235 впервые взорванная над Хиросимой;
- плутониевая, на основе плутония 239 впервые взорванная над Нагасаки;
- термоядерная, иногда называемая водородной, на основе тяжелой воды с дейтерием и тритием, к счастью, против населения не применявшаяся.
Первые две бомбы основаны на эффекте деления тяжелых ядер на более мелкие путем неконтролируемой ядерной реакции с выделением огромного количества энергии. Третья основана на слиянии ядер водорода (вернее его изотопов дейтерия и трития) с образованием более тяжелого, по отношению к водороду, гелия. При одинаковом весе бомбы разрушительный потенциал водородной в 20 раз больше.
Если для урана и плутония достаточно собрать воедино массу большую чем критическая (при которой начинается цепная реакция), то для водородной этого недостаточно.
Для надежного соединения нескольких кусков урана в один используется эффект пушки при котором более мелкие куски урана выстреливаются в более крупные. Можно применять и порох, но для надежности применяется маломощная взрывчатка.
В плутониевой бомбе для создания необходимых условий цепной реакции взрывчатку располагают вокруг слитков с плутонием. За счет кумулятивного эффекта, а также расположенного в самом центре инициатора нейтронов (бериллий с несколькими миллиграммами полония) необходимые условия достигаются.
Она имеет основной заряд, который сам по себе никак взорваться не может, и взрыватель. Для создания условий слияния ядер дейтерия и трития, нужны невообразимые для нас давления и температуры хотя бы в одной точке. Далее произойдет цепная реакция.
Для создания таких параметров в состав бомбы входит обычный, но маломощный, ядерный заряд, который и является взрывателем. Его подрыв создает условия для начала термоядерной реакции.
Для оценки мощности атомной бомбы применяют так называемый «тротиловый эквивалент». Взрыв это выделение энергии, самое известное в мире взрывчатое вещество – тротил (ТНТ – тринитротолуол), к нему и приравнивают все новые виды взрывчатки. Бомба «Малыш» – 13 килотонн ТНТ. То есть эквивалентна 13000 .
Бомба «Толстяк» – 21 килотонна, «Царь-бомба» – 58 мегатонн ТНТ. Страшно подумать 58 миллионов тонн взрывчатки сосредоточенной в массе 26,5 тонн, именно столько весела эта бомба.
Опасность ядерной войны и катастрофы, связанные с атомом
Появившись в разгар самой страшной войны ХХ века, ядерное оружие стало самой большой опасностью для человечества. Сразу после Второй Мировой началась война Холодная, несколько раз едва не переросшая в полноценный ядерный конфликт. Об угрозе применения хотя бы одной стороной ядерных бомб и ракет стали говорить еще в 1950-х годах.
Все понимали и понимают, в этой войне победителей быть не может.
Для сдерживания предпринимались и предпринимаются усилия многих ученых и политиков. Чикагский университет, используя мнение приглашенных ядерщиков, в том числе Нобелевских лауреатов, ставит часы Судного Дня за несколько минут до полуночи. Полночь обозначает ядерный катаклизм, начало новой Мировой войны и уничтожение прежнего мира. В разные годы стрелки часов колебались от 17 до 2 минут до полуночи.
Известны и несколько крупных аварий, произошедших на атомных станциях. К оружию эти катастрофы отношение имеют опосредованное, АЭС все же отличаются от ядерных бомб, но они как нельзя лучше показывают результаты использования атома в военных целях. Самые крупные из них:
- 1957 год, Кыштымская авария, из-за сбоя в системе хранения произошел взрыв недалеко от Кыштыма;
- 1957 год, Британия, на северо-западе Англии не досмотрели за безопасностью;
- 1979 год, США, из-за несвоевременно обнаруженной утечки произошел взрыв и выброс из АЭС;
- 1986 год, трагедия в Чернобыле, взрыв 4-го энергоблока;
- 2011 год, авария на станции Фукусима, Япония.
Каждая из этих трагедий легла тяжелой печатью на судьбы сотен тысяч людей и превратила целые области в нежилые зоны с особым контролем.
Были инциденты, едва не стоившие начала атомной катастрофы. Советские атомные подводные лодки неоднократно имели на борту аварии, связанные с реакторами. Американцы уронили бомбардировщик «Суперкрепость» с двумя ядерными бомбами Мark 39 на борту, мощностью 3,8 мегатонн. Но сработавшая “система безопасности” не позволила зарядам сдетонировать и катастрофы удалось избежать.
Ядерное оружие в прошлом и настоящем
Сегодня любому ясно, что ядерная война уничтожит современное человечество. Между тем желание обладать ядерным оружием и войти в ядерный клуб, а точнее ввалиться в него, вышибив дверь, по-прежнему будоражит умы некоторых лидеров государств.
Самовольно создали ядерное оружие Индия и Пакистан, скрывают наличие бомбы израильтяне.
Для одних обладания ядерной бомбой – способ доказать важность на международной арене. Для других – гарантия невмешательства крылатой демократии или иных факторов извне. Но главное, чтобы эти запасы не пошли в дело, для чего они действительно были созданы.
Видео
Мы не будем оригинальными, если скажем, что с двух атомных бомб, сброшенных 6 и 9 августа 1945 г. на Хиросиму и Нагасаки, начался совершенно новый этап в развитии человеческой цивилизации. Глобальные мировые войны навсегда ушли в историю. Осознание этого факта пришло не сразу, но сейчас, после 45 лет холодной войны, стало уже ясно, что ядерное оружие вообще нельзя считать оружием в традиционном смысле этого слова, означающим техническое средство ведения войны. Являясь всё это время наиболее эффективным средством поддержания глобального мира, оно не способно уберечь своих обладателей от позорных поражений в малых войнах (Суэцкий и Карибский кризисы, Корея, Вьетнам, Афганистан и др.).
История создания атомного оружия до сих пор полна белых пятен и ещё ждёт своего летописца, мы же в рамках краткого обзора остановимся только на наиболее важных событиях.
РАЗРАБОТКА ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ В США
Особый драматизм этой истории придает тот факт, что явление деления ядра урана было открыто на рубеже 1938-1939 гг., когда скорое вооруженное столкновение в Европе стало уже практически неотвратимым, но мировое научное сообщество было ещё единым. Если бы это произошло всего на год-два раньше, а такое вполне могло случиться, очень вероятно, что атомное оружие было бы применено в Европе, причём наибольший научно-технический потенциал для его создания имела Германия. После начала Второй мировой войны, когда коллективный разум физиков был разделен линиями фронтов, а фундаментальная наука была отложена до лучших времен, это открытие вообще могло не состояться.
Как бы там ни было, деление ядер урана было открыто, что послужило толчком к развитию ядерной техники.
Сделаем небольшое отступление для читателей, слегка забывших курс общей физики. Для возникновения и развития цепной реакции деления необходимо, чтобы в данный момент времени число испускаемых нейтронов было больше числа поглощенных ядрами урана и других материалов, а также ушедших через поверхность образца, то есть коэффициент размножения нейтронов должен быть больше единицы. Количество испускаемых при делении нейтронов пропорционально плотности вещества и объёму, а количество уходящих нейтронов пропорционально площади поверхности образца, поэтому коэффициент размножения увеличивается с ростом его размеров. Состояние с коэффициентом размножения нейтронов, равным единице, получило название критического, а соответствующая масса вещества - критической массы. Величина критической массы зависит от формы образца, его плотности, наличия других материалов, играющих роль поглотителя или замедлителя нейтронов, поэтому состояния критичности можно достичь различными способами, иногда даже помимо желания экспериментатора.
Ко времени открытия деления ядер урана было уже известно, что природный уран представляет собой смесь двух основных изотопов - 99,3% 238U и 0,7% 235U. Вскоре было показано, что цепная реакция возможна в изотопе 235U.
Таким образом, задача овладения ядерной энергией сводилась к задаче промышленного разделения изотопов урана, технически очень сложной, но вполне разрешимой. В условиях начинавшейся большой войны вопрос создания атомной бомбы становился вопросом времени.
Ещё спустя некоторое время было установлено, что цепная реакция возможна в искусственном элементе - плутонии 239Рu. Его можно было получить, облучая природный уран в ядерном реакторе.
Пионером в разработке ядерного оружия, можно считать Францию. Имея отлично оснащённую лабораторию в Коллеж де Франс и государственную поддержку, французы выполнили много фундаментальных работ в ядерной области. В 1930-х гг. Франция скупила все запасы урановой руды в Бельгийском Конго, что составляло половину всего мирового запаса урана. В 1940 г., после падения Франции, эти запасы на двух транспортах были переправлены в Америку. Впоследствии вся американская ядерная программа базировалась именно на этом уране.
Немецкие оккупационные власти не обратили внимания на ядерную лабораторию - такие исследования не были в Германии приоритетными. Лаборатория благополучно пережила оккупацию и сыграла ведущую роль при создании французской бомбы после войны.
В последнее время появилось много публикаций о том, что немцы близко подошли к созданию ядерной бомбы или даже имели её. Данный эпизод показывает, что это не так. В конце войны американцы послали в Европу специальную комиссию, которая шла за наступающими войсками союзников и разыскивала следы немецких ядерных исследований. Её отчёт был опубликован, в том числе и на русском языке. Единственная существенная находка - образец недостроенного ядерного реактора. Его изучение показало, что критического состояния этот реактор достичь не мог. Так что до создания бомбы немцам было очень далеко...
В Англии работы по исследованию деления урана начались позже, чем во Франции, зато сразу с четкой направленностью на создания атомного оружия. Британцы выполнили расчёт, хотя и очень приближённый, критической массы урана 235, который не превышал 100 кг, а не тонн, как предполагалось ранее. Была предложена первая работоспособная схема ядерной бомбы пушечного типа. В ней критическая масса создаётся быстрым сближением двух кусков 235U в пушечном стволе. Скорость сближения оценивалась в 1000... 1800 м/с. В дальнейшем оказалось, что эта скорость была сильно завышена. В связи с уязвимым положением Великобритании под немецкими бомбами, работы были перенесены в Канаду, а потом и в США.
Работы над атомной бомбой в США начались под влиянием Англии, и физиков (как отечественных, так и эмигрировавших из Германии). Основным аргументом был вопрос - а вдруг Германия создаёт атомную бомбу? Деньги на исследования были выделены, и 2 декабря 1942 г в Чикаго был запущен первый атомный реактор на природном уране и графите, в качестве замедлителя, а 13 августа 1942 г. был создан Манхэттенский округ инженерных войск. Так возник Манхэттенский проект, увенчавшийся созданием атомной бомбы в 1945 г.
Главным вопросом при создании бомбы, было получение пригодных для неё делящихся материалов. Природные изотопы урана - 235U и 238U имеют совершенно одинаковые химические и физические свойства, поэтому разделить их известными на то время методами было невозможно. Разница состоит только в ничтожном различии атомной массы этих изотопов. Только используя эту разницу, можно было попробовать разделить изотопы. Исследования показали практическую осуществимость четырёх методов разделения изотопов урана:
- электромагнитное разделение;
- газодиффузионное разделение;
- термодиффузионное разделение;
- разделение изотопов на высокоскоростных центрифугах.
Все четыре метода требовали строительства огромных заводов с многоступенчатым производственным процессом, потребляющих большое количество электроэнергии, требующих больших объёмов глубокого вакуума и других тонких и сложных технологий. Финансовые и интеллектуальные затраты обещали быть огромными. Тем не менее, в США были построены обогатительные заводы по первым трём методам (высокоскоростные центрифуги в то время оставались лабораторными образцами).
К концу 1945 г. производительность американской промышленности составила 40 кг оружейного урана 235 - 80% (позже - 90%) обогащения. Для секретности оружейный уран назвали сплав Оралой. Обогащенный уран использовался не только для создания бомбы. Уран, обогащенный до 3%...4% нужен для создания реакторов.
В последнее время часто упоминается обеднённый уран. Здесь нужно понимать, что это уран, из которого извлекли какую то часть изотопа 235U. То есть, по сути дела, это отходы ядерного производства. Такой уран используют для легирования твёрдых сплавов, применяемых в бронебойных артиллерийских снарядах. Другое применение урана - создание некоторых красок.
Для производства оружейного плутония в Хэнфорде, шт. Вашингтон, был создан промышленный комплекс, включающий: атомные уран-графитовые реакторы, радиохимическое производство для выделения плутония из извлечённых из реакторов материалов, а также металлургическое производство. Плутоний - металл, и его нужно плавить и рафинировать.
В плутониевом цикле свои трудности: мало того, что атомный реактор сам по себе - сложнейший агрегат, требующий многих знаний и больших затрат, но и весь цикл - грязный. Всё оборудование и выпускаемая продукция были радиоактивными, что требовало применения особых методов производства и средств защиты.
Первую продукцию - металлический плутоний-239 - завод в Хэнфорде выдал в начале 1945 г. Его производительность в 1945 г. составляла около 20 кг плутония в месяц, что позволяло изготавливать в месяц до трех атомных бомб.
До середины 1942 г. разработке собственно атомной бомбы особого внимания не уделялось. Главным считалось получение для неё делящихся материалов - урана-235 и плутония-239. Для разработки и сборки атомных бомб в пустынном штате Нью-Мексико был построен закрытый научный городок Лос-Аламос (Лагерь V).
Весной 1945 г. в Лос-Аламосе действовали следующие подразделения: теоретической физики (директор X. Бете), экспериментальной ядерной физики (Дж. Кеннеди и С. Смит), военное (У. Парсонс), взрывчатых веществ (Г. Кистяковский), физики бомбы (Р. Бахер), перспективных исследований (Э. Ферми), химии и металлургии. Каждое подразделение делилось на группы по усмотрению их руководителей.
Создание американских атомных бомб обошлось недёшево. Общие затраты оцениваются суммой, превышающей 2 млрд. долл. Только в Лос-Аламосе на начальном этапе создания ядерного оружия произошло семь радиационных аварий с человеческими жертвами. Наиболее известна гибель от переоблучения молодого физика Луи Слотина, занимавшегося опасными экспериментами с подкритическими сборками.
«Теперь можно учитывать в наших оперативных планах существование бомбы пушечного типа, которая должна предположительно иметь мощность, эквивалентную взрыву 10000 т тринитротолуола (ТНТ). Если не производить настоящего испытания (нам это не кажется необходимым), первая бомба должна быть готова к 1 августа 1945 г. Вторая должна быть закончена к концу года, а последующие... через промежутки времени, которые предстоит уточнить.
Сначала мы надеялись, что к концу весны станет возможным создать бомбу компрессионного (имплозивного) типа, однако эти надежды не сбылись вследствие трудностей научного характера, которые пока не удалось преодолеть. В настоящее время эти осложнения приводят к тому, что нам необходимо большее количество материала, который будет использован с меньшей эффективностью, чем это предполагалось ранее. Мы будем располагать достаточным количеством сырья для изготовления бомбы компрессионного типа к концу июля. Эта бомба должна будет иметь мощность, эквивалентную примерно 500 т ТНТ. Можно надеяться, что во второй половине 1945 г. нам удастся изготовить... другие дополнительные бомбы. Они будут иметь большую мощность: по мере продолжения работ мощность каждой бомбы сможет достичь эквивалента 1000 т ТНТ; если нам удастся разрешить некоторые проблемы, мощность атомной бомбы сможет достичь 2500 т ТНТ.
Оперативный план, основанный в настоящее время на более надежном использовании мощной бомбы пушечного типа, предполагает также использований бомб компрессионного типа, когда их будет достаточное количество. Осуществление различных стадий нашего плана не должны препятствовать никакие трудности, за исключением тех, которые связаны с решением проблем, имеющих чисто научный характер».
Обращает на себя внимание уверенность генерала в успехе урановой бомбы и очень осторожное его отношение к бомбе плутониевой.
Здесь настало время перейти к конкретному описанию конструкции первых американских атомных бомб - знаменитых «Малыша» и «Толстяка», а также их послевоенных модификаций.
БОМБЫ «МАЛЫШ» И «ТОЛСТЯК»
В период разработки и в 1945 г. они назывались (совсем как у нас) скромным словом изделие (gadget), но после войны, с официальным принятием изделий на вооружение, они получили соответствующую маркировку. «Малыш» и «Толстяк» получили обозначение соответственно Mk.I и Mk.III, нереализованный проект плутониевой бомбы военного времени - Mk.II.
Конструкция бомбы пушечного типа Little Boy («Малыш») была разработана под руководством Уильяма Парсонса. Принцип её действия был основан на создании критической массы урана-235 путём сближения двух подкритических масс в орудийном стволе. Схема такой бомбы и основные методы разделения изотопов урана были изложены ещё в английском отчете Комитета Томсона, переданном американским специалистам осенью 1941 г., поэтому «Малыша» можно с полным основанием называть бомбой английского типа.
В отчёте Комитета Томсона указывалась основная трудность на пути реализации пушечной схемы – большая требуемая скорость сближения подкритических масс. Она необходима для того, чтобы не допустить преждевременного разлёта урана при начале цепной реакции. По оценкам английских специалистов, эта скорость составляла примерно 1000-1800 м/с, что близко к предельной для артиллерийских систем величине. Дальнейшие исследования показали, что эта оценка завышена, и при условии использования для начала цепной реакции нейтронного инициатора, скорость сближения подкритических масс может быть намного меньшей - порядка 300-500 м/с. Кроме того, задача существенно облегчалась тем, что конструкция была одноразовой, поэтому запас прочности ствола можно было принять близким к единице. Интересно, что по воспоминаниям Гровса, это было осознано разработчиками бомбы не сразу, поэтому первоначально её конструкция получалась сильно перетяжелённой.
Ядерный заряд из урана-235 - 80% обогащения состоит из двух подкритических масс - цилиндрического снаряда и мишени, помещённых в ствол из легированной стали. Мишень представляет собой три кольца диаметром 152 мм (6 дюймов) и общей длиной 203 мм (8 дюймов), установленных в массивном стальном отражателе нейтронов диаметром 610 мм (24 дюйма). Отражатель выполняет также роль инертной массы, препятствующей быстрому разлёту делящихся материалов при развитии цепной реакции. Масса стального отражателя составляет 2270 кг - больше половины всей массы бомбы.
Масса уранового заряда «Малыша» составляет 60 кг, из которых 42% (25 кг) приходятся на снаряд, а 58% (35 кг) - на мишень. Это значение примерно соответствует критической массе урана-235 - 80% обогащения. Для быстрого развития цепной реакции и, следовательно, высокого коэффициента использования делящихся материалов применён нейтронный инициатор, установленный на дне мишени.
В принципе, заряд пушечного типа может работать и без нейтронного инициатора, но тогда цепная реакция в массе, незначительно превышающей критическую, будет развиваться медленнее, что уменьшит коэффициент использования делящихся материалов.
Калибр пушечного ствола составляет 76,2 мм (3 дюйма - один из стандартных артиллерийских калибров), а его длина - 1830 мм. В хвостовой части бомбы помещается поршневой затвор, урановый снаряд и картузный заряд бездымного пороха, массой несколько фунтов (1 фунт - 0,454 кг). Масса ствола составляет 450 кг, затвора - 35 кг. При выстреле урановый снаряд разгоняется в стволе до скорости около 300 м/с. В популярных фильмах, посвященных ядерному оружию, показывают драматическую сцену, как в полёте, в бомбовом отсеке, специалист по ядерному оружию откручивает какие-то гайки и выполняет какие-то манипуляции с бомбой, тщательно пересчитывая гайки. Так он заряжает «Малыша» перед сбросом.
Корпус «Малыша» имел цилиндрическую форму и, по мнению летчиков, больше всего напоминал мусорный бак с хвостом. Для защиты от осколков зенитных снарядов он выполнен из легированной стали толщиной 51 мм (2 дюйма).
Требование защиты от зенитной артиллерии после войны было признано надуманным, приведшим лишь к неоправданному перетяжелению первых атомных бомб. Действительно, попасть в небольшую бомбу, падающую с околозвуковой скоростью, практически невозможно.
Бомба имеет стандартное для американских авиабомб Второй мировой войны довольно громоздкое хвостовое оперение. Длина «Малыша» составляет 3200 мм, диаметр - 710 мм, полный вес - 4090 кг. Бомба имеет один узел подвески. После отделения от самолёта бомба свободно падала по баллистической траектории, достигая у земли околозвуковых скоростей. Никакой парашютной системы, упоминаемой в некоторых популярных книгах, не было. Благодаря передней центровке и большому удлинению, «Малыш» выгодно отличался от «Толстяка» устойчивостью на траектории и, следовательно, хорошей точностью попадания.
Система подрыва бомбы должна была обеспечить её взрыв на высоте 500-600 м над землёй, оптимальной для образования у поверхности мощной ударной волны. Известно, что ядерный взрыв имеет четыре основных поражающих фактора: ударную волну, световое излучение, проникающую радиацию и радиоактивное заражение местности. Последнее максимально при наземном взрыве, когда большинство радиоактивных продуктов деления остается на месте взрыва. Система подрыва должна удовлетворять двум совершенно противоположным требованиям:
1. Бомба должна быть безопасной в обращении, поэтому несанкционированный ядерный взрыв должен быть совершенно исключён.
2. При сбросе над целью должен быть гарантирован взрыв на заданной высоте, в крайнем случае - самоликвидация бомбы при ударе о землю, чтобы она не попало в руки противника.
Основными компонентами системы подрыва являются четыре радиовысотомера, барометрический и временной предохранители, блок автоматики, источник питания (аккумулятор).
Радиовысотомеры APS-13 Арчи обеспечивают взрыв бомбы на заданной высоте. При этом для повышения надёжности блок автоматики подрыва срабатывает при получении сигнала от любых двух из четырех высотомеров. Малогабаритный высотомер Арчи был разработан ранее в лаборатории Альвареса по заказу ВВС как радиодальномер защиты хвоста самолёта, но в этом качестве он не нашёл широкого применения. Дальность действия Арчи составляла 600–800 м, используемый как радиовысотомер, он выдавал команду на подрыв бомбы на высоте 500-600 м. Так как носовая часть бомбы занята массивным стальным отражателем, характерные штыревые антенны Арчи размещаются на боковой поверхности корпуса. Антенны были весьма уязвимы, поэтому при хранении и транспортировке бомбы они снимались. Интересно, что 6 и 9 августа 1945 г., в дни атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, чтобы не помешать работе радиовзрывателей «Малыша» и «Толстяка», всей американской авиации, действовавшей над Японией, было запрещено ставить радиопомехи.
Для предотвращения несанкционированного взрыва бомбы служит барометрический предохранитель, который блокирует цепи подрыва на высотах, больших 2135 м. Давление к бародатчику подаётся через снабженные дефлекторами воздухозаборники, симметрично расположенные вокруг хвостовой части бомбы.
Временной предохранитель (таймер) предотвращает срабатывание радиовысотомера по сигналу, отражённому от самолёта-носителя в случае неисправности барометрического предохранителя. Он блокирует цепь подрыва в течение первых 15 с после отделения от самолёта.
Таким образом, автоматика бомбы работает следующим образом:
1. Сброс бомбы осуществляется с высоты 9500-10000 м. Через 15 с после отделения от самолёта-носителя, когда бомба удаляется от него примерно на 1100 м, временной предохранитель включает систему подрыва.
2. На высоте 2100-2200 м барометрический предохранитель включает радиовысотомеры и цепь зарядки высоковольтного конденсатора подрыва по схеме: аккумулятор - инвертор - трансформатор - выпрямитель - конденсатор.
3. На высоте 500-600 м при срабатывании двух из четырёх радиовысотомеров, блок автоматики подрыва разряжает конденсатор на электродетонатор пушечного заряда.
4. В случае полного отказа всех вышеперечисленных систем, бомба взрывается от обычного взрывателя, при ударе о землю.
Расчетный тротиловый эквивалент (ТЭ) «Малыша» составлял 10-15 кТ.
На изготовление первой атомной бомбы, сброшенной 6 августа 1945 г. на Хиросиму, ушёл практически весь полученный к тому времени оружейный уран, поэтому полигонные испытания бомбы не проводились, тем более, что работоспособность её несложной и хорошо отработанной конструкции сомнений не вызывала. Вообще разработка и доводка «Малыша» были практически закончены к концу 1944 г., и его применение задерживалось только отсутствием необходимого количества урана-235. Обогащенный уран с большими трудностями был получен только в июне 1945 г.
По разрушениям в Хиросиме была проведена приблизительная оценка мощности бомбы, которая реально составляла 12-15 кт тротилового эквивалента. Количество урана, вступившего в реакцию деления, не превышало 1,3%.
На производство 1 кг урана-235 80% обогащения по технологии 1945 г. требовалось около 600000 кВт-ч электроэнергии и более 200 кг природного урана, соответственно один «Малыш» с урановым зарядом массой 60 кг обходился в 36000 МВт-ч энергии, более 12 т урана и полтора месяца непрерывной работы промышленного гиганта в Ок-Ридже. Именно из-за неэкономичного использования крайне дорогостоящих делящихся материалов, ядерные заряды пушечного типа, впоследствии, были почти полностью вытеснены имплозивными.
После войны история «Малыша» не закончилась. Между августом 1945 г. и февралем 1950 г. было изготовлено пять урановых бомб типа Mk.l, все они были сняты с вооружения уже в январе 1951 г. Вновь о «Малыше» вспомнили, когда флоту США потребовалась малогабаритная атомная бомба для разрушения сильно защищенных целей. Модернизированный вариант «Малыша» получил обозначение Мк.8 и состоял на вооружении с 1952 по 1957 гг.
Другой путь создания атомной бомбы базировался на использовании плутония. Основная трудность в создании плутониевой бомбы заключалась в свойствах самого плутония. Он делится интенсивнее, чем уран, поэтому критическая масса для плутония существенно меньше, чем у урана (11 кг для 239Ри и 48 кг для 235U). Плутоний радиоактивен и ядовит, поэтому при работах с ним нужно использовать средства защиты.
Металлический плутоний имеет малую прочность, в диапазоне температур от комнатной до температуры плавления проходит шесть модификаций строения кристаллической решётки, с разной плотностью и подвергается интенсивной коррозии на открытом воздухе. Кроме того, он постоянно выделяет тепло, которое необходимо отводить. Для преодоления этих черт, детали из плутония приходится легировать другими металлами и наносить защитные покрытия.
Как было сказано ранее, критическое состояние можно получить не только быстрым сближением двух масс (для плутония этот путь не выгоден, в силу ряда причин), но и путём увеличения плотности подкритической массы делящегося материала. Плутоний для этого подходил лучше, чем уран.
Из школьного курса физики мы знаем, что твёрдые тела и жидкости несжимаемы. Для повседневной жизни - это действительно так. Но если приложить ОЧЕНЬ большое давление, то твёрдое тело (кусок плутония) можно сжать. Тогда он достигнет критического состояния, и произойдёт ядерный взрыв. Достичь этого давления можно при помощи взрыва обычной взрывчатки. Для этого нужно ядро из плутония поместить в сферу из обычного взрывчатого вещества (ВВ). По всей поверхности взрывчатки расположить детонаторы и одновременно их подорвать. Тогда внешняя поверхность сферы будет разлетаться в стороны, а детонационная волна пойдёт внутрь и сожмёт ядерный заряд.
Практически осуществить мы это не можем - ведь невозможно на поверхности сферы разместить огромное количество детонаторов. Решением проблемы стала нетривиальная идея имплозии (Implosion) - взрыва, направленного вовнутрь, предложенная Сетом Неддермейером. Процесс взрыва нам кажется мгновенным, но на самом деле процесс детонации ВВ происходит во фронте детонационной волны, которая распространяется в взрывчатке со скоростью 5200..7800 м/с. Для разных сортов взрывчатки скорость детонации разная.
Для получения сферически сходящейся волны, поверхность сферы была разделена на отдельные блоки. В каждом блоке детонация инициируется в одной точке, а затем расходящаяся из этой точки волна детонации преобразуется линзой в сходящуюся. Принцип действия линзы из ВВ совершенно аналогичен принципу действия обычной оптической линзы. Преломление фронта волны детонации осуществляется за счет различной скорости детонации в различных взрывчатых веществах. Чем больше разница скоростей детонации в элементах линзового блока, тем он получается компактнее. Из геометрических соображений, на поверхности сферы можно разместить 32, 60 или 92 линзы.
Чем больше линз в сферически симметричном заряде, тем он компактнее, а сферичность имплозии выше, но сложнее автоматика подрыва. Последняя должна обеспечить одновременный подрыв всех детонаторов с разбросом по времени не более 0,5-1,0 мкс.
В первые послевоенные годы, в печати часто обсуждался вопрос о секрете атомной бомбы. И хотя Вячеслав Молотов, в одной из своих речей сказал, что для нас никакого секрета не существует, мы должны понимать, что этот «секрет» распадается на множество составляющих секретов, каждый из которых важен для общего успеха. О трудностях получения делящихся материалов мы уже упоминали. Не менее важно было понимать свойства взрывчатки и процессов её детонации. Необходимо было обеспечить стабильность качества взрывчатки независимо от партии и внешних условий. Это потребовало проведения больших исследовательских работ.
Другой секрет - разработка системы подрыва и детонаторов, одновременно срабатывающих на всей сфере заряда. Это так же является технологическим секретом.
Центральный металлический узел ядерного заряда, состоит из концентрически установленных (от центра к периферии) импульсного источника нейтронов, ядра из делящихся материалов и отражателя нейтронов из природного урана. После войны, центральный узел усовершенствовали - между внутренним слоем отражателя нейтронов и ядром из плутония оставили некоторый зазор. Ядро оказывалось как бы «висящим» внутри заряда. При взрыве отражатель в этом зазоре успевает набрать дополнительную скорость до удара в ядро. Это позволяет существенно увеличить степень сжатия ядра и, соответственно, коэффициент использования делящихся материалов. Левитирующее ядро использовалось в зарядах послевоенных бомб Мк.4, Мк.5, Мк.6, Мк.7 и др.
Из сказанного выше вытекает один из способов обеспечения безопасности при хранении ядерных боеприпасов: нужно извлечь делящееся ядро из взрывающейся сферы, и хранить его отдельно. Тогда в случае аварии взорвётся обыкновенная взрывчатка, но ядерного взрыва не будет. Вводить ядро в боеприпас нужно непосредственно перед применением.
Отработка имплозивного заряда требовала большого объёма взрывных экспериментов с инертным веществом вместо плутониевого ядра. Конечной целью было добиться правильного сферического обжатия центрального ядра. После интенсивных работ, 7 февраля 1945 г. был испытан имплозивный заряд (без делящихся материалов) давший удовлетворительные результаты. Это открыло путь к созданию «Толстяка».
Принцип действия бомбы имплозивного типа и само слово имплозия оставались в США секретными даже после опубликования в 1946 г. известного официального отчета «Атомная энергия для военных целей». Впервые краткое описание имплозивной бомбы появилось только в 1951 г. в материалах судебного расследования по делу советского агента Дэвида Грингласса, работавшего механиком в Лос-Аламосе.
Вершиной второго, плутониевого, направления Манхэттенского проекта стала бомба Mk.III «Fat Man» («Толстяк»).
В центре заряда помещён источник нейтронов (инициатор), за характерный внешний вид получивший прозвище шарик для гольфа.
Активным материалом атомной бомбы является легированный плутоний-239 с плотностью 15,9 г/куб.см. Заряд изготовлен в виде полого шара, состоящего из двух половинок. Внешний диаметр шара 80-90 мм, масса - 6,1 кг. Это значение массы плутониевого ядра приведено в рассекреченном ныне докладе генерала Гровса от 18 июня 1945 г. о результатах первого ядерного испытания.
Плутониевое ядро установлено внутри полого шара из металлического природного урана с внешним диаметром 460 мм (18 дюймов). Урановая оболочка играет роль отражателя нейтронов и также состоит из двух полусфер. Снаружи урановый шар окружен тонким слоем боросодержащего материала, уменьшающего вероятность преждевременного начала цепной реакции. Масса уранового отражателя - 960 кг.
Вокруг центрального металлического узла размещается составной заряд взрывчатого вещества. Заряд ВВ состоит из двух слоев. Внутренний формируется двумя полусферическими блоками, изготовленными из мощной взрывчатки. Внешний слой ВВ образован линзовыми блоками, схема которых описана выше. Детали блоков изготовлены из ВВ с точными (машиностроительными) допусками размеров. Всего во внешнем слое составного заряда 60 блоков ВВ с 32 взрывными линзами.
Детонация составного заряда инициируется одновременно (±0,2 мкс) в 32 точках 64 высоковольтными электродетонаторами (для большей надёжности детонаторы дублированы). Профиль взрывных линз обеспечивает превращение расходящейся волны детонации в сходящуюся к центру заряда. К моменту окончания детонации линзовых блоков на поверхности внутреннего сплошного слоя ВВ формируется сферически симметричная сходящаяся детонационная волна с давлением во фронте несколько тысяч атмосфер. При прохождении её через ВВ давление возрастает ещё почти вдвое. Затем ударная волна проходит через урановый отражатель, сжимает плутониевый заряд и переводит его в надкритическое состояние, а поток нейтронов, возникающий при разрушении нейтронного инициатора, вызывает цепную ядерную реакцию. Степень сжатия ядра в первой имплозивной бомбе была относительно небольшой - порядка 10%.
Общая масса химического взрывчатого вещества составляла около 2300 кг, то есть примерно половину полной массы бомбы. Наружный диаметр составного заряда 1320 мм (52 дюйма).
Заряд взрывчатого вещества вместе с центральным металлическим узлом размещался в дюралевом корпусе сферической формы диаметром 1365 мм (54 дюйма), на наружной поверхности которого установлены 64 разъёма для крепления электродетонаторов. Корпус заряда собирался на болтах из двух полусферических оснований и пяти центральных сегментов. К фланцам корпуса крепились передний и задний конусы. На переднем конусе установлен блок автоматики подрыва (блок X), на заднем - радиодальномеры, барометрический и временной предохранители.
Эта сборка (без заднего конуса со всем его содержимым) и была, собственно, ядерным зарядом, взорванным в Аламогордо 16 июля 1945 г.
Тротиловый эквивалент заряда составлял 22±2 кт.
Ядерный заряд установлен в баллистическом корпусе эллиптической формы, напоминавшем дыню, отсюда и прозвище - «Толстяк». Чтобы противостоять осколкам зенитных снарядов, он выполнен из броневой стали толщиной 9,5 мм (3/8 дюйма). Масса корпуса составляет почти половину всей массы бомбы. Корпус имеет три поперечных разъёма, по которым разделяется на четыре секции: носовой отсек, передний и задний полуэллипсоиды, образующие отсек ядерного заряда, хвостовой отсек. На фланце носового отсека установлены аккумуляторные батареи. Носовой отсек и отсек ядерного заряда вакуумируются для защиты автоматики от влаги и пыли, а также для повышения точности бародатчика.
Максимальный диаметр бомбы составлял 1520 мм (60 дюймов), длина - 3250 мм (128 дюймов), полная масса - 4680 кг. Диаметр определялся размерами ядерного заряда, длина - протяженностью переднего бомбоотсека бомбардировщика В-29.
Интересно, что за время доводки имплозивного заряда изменялся и корпус бомбы. Первый его вариант (модель 1222) был признан неудачным. Окончательный вариант баллистического корпуса получил обозначение Модель 1561. После войны первый, неосуществлённый вариант плутониевой бомбы получил обозначение Mk.II, а её окончательный вариант, взорванный в Аламогордо, Нагасаки и на атолле Бикини - Mk.III.
Компоновку «Толстяка» и форму его эллиптического корпуса нельзя назвать удачными с точки зрения аэродинамики. Тяжелый ядерный заряд расположен в средней части корпуса, так что центр масс бомбы совпадает с центром давления, поэтому устойчивость бомбы на траектории можно было обеспечить только за счет развитого хвостового оперения.
Его доводка вызвала наибольшие (если не считать ядерных проблем) трудности. Эксперименты по сбрасыванию макетов бомбы проводились на авиабазе Мюрок Драй Лэйк в Калифорнии. Первоначально «Толстяк» имел изящный кольцевой стабилизатор. Испытания были неудачными: при падении с большой высоты бомба разгонялась до околозвуковых скоростей, картина обтекания нарушалась, и бомба начинала кувыркаться. Кольцевой стабилизатор заменили на обычный для американских бомб - коробчатый, большей площади, но и ему не удалось стабилизировать «Толстяка».
Ранее с той же проблемой столкнулся Барнс Уоллис, конструктор английских сверхтяжелых 5- и 10-тонных бомб «Толлбой» и «Грэнд Слэм». Уоллису удалось обеспечить их устойчивость за счёт большого удлинения корпуса (порядка 6) и вращения бомбы вокруг продольной оси.
Удлинение «Толстяка» составляло всего 2,1 и было лимитировано размерами ядерного заряда и бомбоотсека. Было предложено применить парашютную систему, но это было крайне нежелательно, так как увеличило рассеивание бомбы и её уязвимость от огня ПВО противника.
В конце концов, инженерам-испытателям авиабазы удалось найти приемлемую конструкцию коробчатого хвостового стабилизатора, известную как Калифорнийский парашют. Калифорнийский парашют представлял собой громоздкую дюралевую конструкцию массой 230 кг, состоящую из 12 плоскостей общей площадью 5,4 кв.м. Стабилизация осуществлялась не столько за счёт смещения центра давления, сколько за счёт эффекта воздушного тормоза.
Калифорнийский парашют не дал «Толстяку» кувыркаться, но его устойчивость на траектории оставляла желать лучшего. Колебания бомбы по углам рыскания и тангажа достигали 25°, при этом нагрузки на хвостовое оперение приближались к пределу его прочности. Соответственно, круговое вероятное отклонение бомбы достигало 300 м (для сравнения, у английской 5-тонной бомбы «Толлбой» - порядка 50 м). Непредсказуемость своей траектории Толстяк продемонстрировал на практике: по некоторым данным, в Нагасаки он взорвался в 2000 м от точки прицеливания («Малыш» в Хиросиме - всего в 170 м), на испытаниях в Бикини в 1946 г. он промазал на 650 м.
Состав и логика работы автоматики подрыва аналогичны таковым у «Малыша». Высоковольтные блоки, для повышения надёжности их было два, каждый со своей группой детонаторов, обеспечивали одновременный подрыв всех 32 линзовых блоков. Штыревые антенны радиовысотомеров Арчи устанавливались, как и у «Малыша», на боковой поверхности корпуса, воздухозаборники и коллектор бародатчика - в его хвостовой части.
Вокруг передней крышки корпуса установлены четыре стандартных ударных взрывателя AN 219, связанных с составным зарядом детонирующими трубками. Ударные взрыватели обеспечивали самоликвидацию бомбы при ударе о грунт даже в случае полного отказа всей автоматики. Конечно, ядерный взрыв, для которого требовался одновременный подрыв всех блоков ВВ, при этом исключался. Антенны радиовысотомеров и ударные взрыватели устанавливались непосредственно перед боевым вылетом, поэтому на большинстве фотографий «Толстяка» они отсутствуют.
Для отработки атомной бомбы был спроектирован массогабаритный макет «Толстяка». Такие макеты, получившие прозвище Pumpkinsi («Тыква»), были изготовлены в количестве около 200 штук и использовались для тренировок лётчиков и обслуживающего персонала. Для соблюдения секретности «Тыквы» считались прототипами фугасной бомбы большой мощности и снаряжались 2500 кг ВВ и тремя ударными взрывателями.
В отличие от «Малыша», плутониевая бомба «Толстяк» изготавливалась серийно, хотя в 1945 г. это был только экспериментальный образец, собранный «на коленке» физиками и техниками из Лос-Аламоса. К концу года они собрали ещё две такие бомбы.
После войны началось новое, очень опасное противостояние с бывшим союзником - Советским Союзом. Для гарантии безопасности Запада было принято решение иметь в готовности к боевому применению не менее 50 атомных бомб. «Толстяк» имел много недостатков, но альтернативы ему не было: «Малыш» требовал слишком много высокообогащённого урана, а новая модель имплозивной бомбы - Мк.4 - ещё только разрабатывалась.
«Толстяк», получивший в серийном производстве обозначение Mk.III, был доработан с точки зрения повышения технологичности конструкции и надёжности автоматики. Серийные Mk.III отличались от «Толстяка» 1945 г. новыми электродетонаторами и новым, более надёжным блоком автоматики подрыва.
Производство Mk.III началось в апреле 1947 г. и продолжалось до апреля 1949 г. Всего было выпущено около 120 бомб трёх незначительно отличавшихся модификаций Mod.0, Mod.1 и Mod.2. Часть из них, по некоторым данным, для экономии плутония имела составное ядро из плутония и урана-235.
Серийное производство Mk.III следует считать вынужденным решением. Неустойчивость на траектории была главным, но не единственным её недостатком. Свинцовые аккумуляторы имели срок службы в заряженном состоянии всего девять суток. Через каждые трое суток требовалась подзарядка батарей, а через девять суток - их замена, для чего нужно было разбирать корпус бомбы.
Из-за тепловыделения плутония, вызванного его радиоактивностью, время хранения ядерного заряда в собранном состоянии не превышало десяти суток. Дальнейший нагрев мог повредить линзовые блоки ВВ и электродетонаторы.
Сборка и разборка ядерного заряда были очень трудоёмкими и опасными операциями, в которых были заняты 40-50 человек в течение 56-76 ч. Наземное обслуживание бомбы Mk.III требовало много нестандартного оборудования: специальных транспортировочных тележек, подъёмников, вакуумных насосов, контрольно-измерительных приборов и т.п.
Сказанного достаточно, чтобы убедиться, что Mk.III нельзя считать боевой системой оружия.
Уже весной 1949 г. началась замена Mk.III на новую бомбу Мк.4. В конце 1950 г. была снята с вооружения последняя Mk.III. Такой короткий срок службы лишь недавно выпущенных изделий объясняется крайне ограниченным тогда запасом делящихся материалов. Плутоний из зарядов Mk.III мог быть использован гораздо более эффективно в Мк.4.
Первое испытание ядерного заряда плутониевой бомбы «Толстяк» состоялось в Аламогоро, примерно в 300 км к югу от Лос-Аламоса, 16 июля 1945 г. Испытание получило кодовое наименование Trinity («Троица»). Ядерный заряд бомбы и блоки автоматики без баллистического корпуса были установлены на 30-метровой стальной башне. В радиусе 10 км были оборудованы три наблюдательных пункта, а на расстоянии 16 км - блиндаж для пункта управления.
Так как уверенности в успехе первого испытания не было, поступило предложение взорвать бомбу в специальном сверхпрочном контейнере, который, в случае неудачи, не дал бы разлететься драгоценному плутонию. Такой контейнер, рассчитанный на взрыв 250 т тротила, был изготовлен и доставлен на полигон. Контейнер, получивший прозвище «Дамбо», имел длину 8 м, диаметр 3,5 м и массу 220 т. Взвесив все за и против, Оппенгеймер и Гровс отказались от его использования. Решение было благоразумным, ибо осколки этого монстра при взрыве могли натворить бед.
Перед испытаниями многие специалисты, в качестве пари, записали ожидаемую мощность взрыва. Вот их прогнозы: Оппенгеймер осторожно записал 300 т тротила, Кистяковский - 1400 т, Бете - 8000 т, Раби - 18000 т, Теллер - 45000 т. Альварес записал 0 т, успокоив присутствовавших рассказом о том, что разработанная им ранее система слепой посадки сработала только с пятого раза.
Сборка и подключение автоматики заряда были закончены Георгием Кистяковским и двумя его помощниками за полчаса до взрыва. Взрыв был произведен в 5 ч 30 мин утра. Его мощность превзошла ожидания большинства присутствовавших. Самое эмоциональное описание взрыва содержится, на наш взгляд, в докладе генерала Гровса, приведенном в книге его воспоминаний. Более всего поразила воображение генерала судьба контейнера «Дамбо», стоявшего в нескольких сотнях метров от эпицентра. 220-тонный гигант был выворочен из бетонного основания и изогнут в дугу.
Сразу после взрыва Ферми осмотрел из танка «Шерман» 400-метровую пологую воронку, покрытую расплавленным песком. Тротиловый эквивалент взрыва составил 22±2 кт. Коэффициент использования делящихся материалов превысил ожидаемый и составил 17% (напомним, у «Малыша» - всего 1,3 %). При этом примерно 80% энергии выделилось в плутониевом ядре, а 20% - в урановом отражателе нейтронов.
Для «технарей», которые составляют большинство читателей этой статьи, приведем физическую картину 20-килотонного взрыва:
При взрыве, эквивалентном 20 кт тротила, через 1 мкс радиус огненной сферы, состоящей из раскалённых паров и газов, составляет около 15 м, а температура - порядка 300000°С. Уже примерно через 0,015 с радиус увеличивается до 100 м, а температура падает до 5000-7000°С. Через 1 с огненный шар достигает максимальных размеров (радиус 150 м). Вследствие сильного разрежения огненный шар с большой скоростью поднимается вверх, увлекая за собой пыль с поверхности земли. Остывая, шар превращается в клубящееся облако, имеющее характерную для ядерного взрыва грибовидную форму.
Внешне похожую картину даёт взрыв большой ёмкости с бензином, чем и пользуются для имитации ядерного взрыва на военных учениях.
Ещё две бомбы Mk.III были взорваны в 1946 г. на атолле Бикини в рамках операции Кроссроудз. Оба взрыва, воздушный и, впервые, подводный, были проведены в интересах Военно-морских сил США, уже тогда начавших многолетнее соперничество с ВВС за первое место в стратегических силах.
Воздействию ядерного взрыва было подвергнуто большое количество боевых кораблей, в том числе 5 линкоров, 2 авианосца, 4 крейсера и 8 подводных лодок. На испытания были приглашены наблюдатели из государств-членов ООН, в том числе из Советского Союза.
1 июля 1946 г. был проведён воздушный ядерный взрыв «Эйбл» на высоте 400 м, а 25 июля - подводный взрыв «Бейкер» на глубине 30 м. В целом боевые корабли показали высокую боевую устойчивость к ядерному взрыву. При воздушном взрыве затонули всего 5 кораблей из 77, стоявших не далее 500 м от эпицентра. При подводном взрыве основные повреждения были получены при ударе кораблей днищами о грунт при прохождении под ними волны от взрыва. Высота волны на удалении от эпицентра 300 м достигала 30 м, на удалении 1000 м - 12 м и на 1500 м - 5-6 м. Если бы взрыв происходил не на мелководье, повреждения были бы минимальными.
Результаты испытаний на Бикини дали повод некоторым специалистам говорить о неэффективности ядерного оружия против соединения кораблей, идущего в противоатомном ордере, на расстоянии около 1000 м друг от друга. Однако это верно только в отношении ядерного взрыва относительно небольшой мощности - порядка 20 кт. Кроме того, то, что корабли остались на плаву, ещё не означало сохранения их боеспособности.
B-29 - НОСИТЕЛЬ ДЛЯ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ
Параллельно с организацией работ по созданию ядерного оружия генералу Гровсу пришлось задуматься о его носителе. Лучший бомбардировщик американских ВВС - Боинг В-29 «Суперфортресс» - был приспособлен для подвески бомб калибром не более 1814 кг. Единственным бомбардировщиком союзников, рассчитанным на применение 5-тонных бомб, если не считать советского Пе-8, был английский «Ланкастер».
Англо-американское соглашение о совместной разработке атомной бомбы не исключало, конечно, применения «Ланкастера», но Гровс был твёрдо убеждён, что в вопросах применения ядерного оружия Америка должна быть полностью независимой даже от союзников. Программа переоборудования бомбардировщика В-29 в носитель атомной бомбы получила шифр Silverplate Project. В рамках этого проекта было оборудовано 45 самолётов.
Основным их отличием от стандартного В-29 была установка в бомбоотсеке английского бомбодержателя F, использовавшегося в RAF для подвески сверхмощной 5443-килограммовой бомбы «Толлбой». Держатель был приспособлен для подвески плутониевой бомбы «Толстяк», а для крепления урановой бомбы «Малыш» требовался специальный переходник. С целью облегчения самолёта всё бронирование и оборонительное вооружение, кроме кормовой установки, было снято. Дополнительно были установлены аппаратура контроля автоматики бомбы, система электрообогрева бомбоотсека и радиовысотомер SCR-718.
Максимальное облегчение самолёта и установка более высотных двигателей и винтов позволила поднять потолок В-29 до 12000 м. Сложная и недостаточно надёжная автоматика бомбы потребовала включения в экипаж бомбардировщика дополнительного специалиста оператора бомбового вооружения.
Из-за большого диаметра «Толстяка» его загрузка в бомбоотсек В-29 проводилась над специальной ямой или при помощи подъёмника.
Первые 15 самолётов поступили на вооружение 509-й смешанной авиагруппы, сформированной 9 декабря 1944 г. В состав авиагруппы входили 393-я бомбардировочная эскадрилья на В-29 и 320-я транспортная эскадрилья на четырёхмоторных самолётах Дуглас С-54. Командиром 509-й авиагруппы был назначен 29-летний полковник Пол Тиббетс, опытнейший летчик, принимавший участие в налётах на Регенсбург и Швейфурт, а затем в испытаниях В-29.
509-я авиагруппа первоначально базировалась на аэродроме Уэндовер-Филд в штате Юта. Боевая подготовка заключалась в отработке прицельного высотного бомбометания одиночными авиабомбами большой мощности. После сброса бомбы на высоте 10000 м самолёт выполнял резкий разворот на 150-160° и на форсаже со снижением уходил от точки сброса. За 40 с падения бомбы по баллистической траектории он удалялся от эпицентра взрыва на 16 км. По расчетам, на таком расстоянии ударная волна 20-килотонного взрыва создавала перегрузку 2g при разрушающей для конструкции В-29 перегрузке 4g. Однако об этих расчётах знал только полковник Тиббетс. Остальной личный состав считал, что массогабаритные макеты бомб («Тыквы») и будут основным вооружением авиагруппы.
После окончания курса боевой подготовки в Уиндовере 509-я авиагруппа была переброшена на Кубу, где тренировалась в длительных полётах над морем. 26 апреля 1945 г. авиагруппа полковника Тиббетса была признана готовой к боевому применению и начала перебазироваться на аэродром Норд-Филд на острове Тиниан из группы Мари-
БОМБАРДИРОВКА ХИРОСИМЫ И НАГАСАКИ
Вопрос о боевом применении ядерного оружия встал уже в конце 1944 г. Создатели бомбы, политическое руководство и военные торопились: опасались появления ядерного оружия у Германии, поэтому ни у кого не было сомнений, что бомбу сбросят на Германию, причём хорошо бы в полосе наступления Советских войск... Но Германии повезло - она капитулировала 9 мая 1945 г. Единственным противником осталась Япония.
Была создана специальная группа, которая выработала рекомендации по выбору цели для ядерной бомбардировки. Вкратце эти рекомендации выглядят так: нужно сбросить по крайней мере 2 бомбы, чтобы противник подумал, что у США есть запас ядерных бомб. Цель должна иметь компактную застройку, преимущественно деревянными зданиями (все японские города имели такую застройку), иметь большое военно-стратегическое значение и не подвергаться до этого налётам бомбардировочной авиации. Это позволяло точнее определить эффект от ядерной бомбардировки.
В качестве объектов атомной бомбардировки были выбраны четыре японских города, удовлетворявших перечисленным требованиям: Хиросима, Ниигата, Кокура и Киото. Впоследствии Киото - город-памятник, древняя столица Японии, по решению военного министра Стимсона, была вычеркнута из чёрного списка. Его место занял портовый город Нагасаки.
Окончательное решение о применении было за президентом Трумэном (Рузвельт к тому времени уже умер) и оно было положительным. В своих мемуарах он пишет:
«Принимать окончательное решение о времени и месте применения бомбы должен был я. В этом не может быть никакого сомнения. Я считал атомную бомбу средством ведения войны и никогда не сомневался в необходимости пустить её в ход».
Генерал Гровс по этому поводу заметил: «Трумэн не так уж много сделал, сказав да. В те времена потребовалось бы огромное мужество, чтобы сказать нет».
Тем временем 509-я авиагруппа начала тренировочные полёты с острова Тиниан. При этом небольшие группы по 2-3 В-29 сбрасывали массо-габаритные макеты атомной бомбы («Тыквы») на соседние с объектами будущей атомной бомбардировки японские города. Полёты проходили практически в полигонных условиях: японцы, экономя горючее и боеприпасы, при появлении на большой высоте одиночных самолётов даже не объявляли воздушной тревоги. Личный состав авиагруппы, за исключением полковника Тиббетса, считал, что эти полёты, засчитывавшиеся экипажам как боевые вылеты, и есть их работа. Лётчики испытывали, правда, лёгкое разочарование, так как «Тыквы» по всем параметрам уступали английским сверхмощным 5- и 10-тонным бомбам, а о точности прицеливания с 10-километровой высоты и говорить нечего. Всего было выполнено 12 таких полётов, одной из целей которых было приучить японцев к виду тройки В-29 на большой высоте.
С этими полётами, возможно, связана одна легенда, о которой можно было и не говорить, если бы она не получила широкого распространения. В смутное время Перестройки в ряде изданий появилось, со ссылкой на какие-то документы из архивов внешней разведки, сенсационное утверждение, что на Японию было сброшено не две, а три атомные бомбы, но одна из них не взорвалась и попала в руки советских разведчиков. Зная, с какими трудностями и в какие сроки были получены делящиеся материалы для первых двух бомб, можно с уверенностью утверждать, что третьей бомбы не могло быть в принципе.
Бывший сотрудник посольства СССР в Токио, генерал-майор в отставке М.И. Иванов предполагает, что в этих документах речь идет о неразорвавшейся 250-килограммовой американской бомбе, упавшей вблизи советского консульства в Нагасаки. Рискнём высказать ещё одно предположение, в которое, впрочем, не очень верим сами. В ходе тренировочных полетов 509-й авиагруппы могла «не разорваться» одна из «Тыкв». «Наши люди» могли заинтересоваться бомбой необычной формы, что и нашло отражение в документах.
26 июля 1945 г. Уильям Парсонс на крейсере «Индианополис» доставил на Тиниан урановый заряд для первой бомбы. К тому времени японский флот был уничтожен практически полностью, и капитану III ранга Парсонсу морской путь доставки казался надёжнее воздушного. По иронии судьбы на обратном пути «Индианополис» был потоплен человекоторпедой, выпущенной одной из немногих уцелевших японских подводных лодок. Заряд для плутониевой бомбы был доставлен по воздуху самолётом С-54. Бомбы, самолёты и экипажи были готовы к 2 августа, но приходилось ждать улучшения погоды.
Первая атомная бомбардировка была намечена на 6 августа 1945 г. Основная цель - Хиросима, запасные - Кокура и Нагасаки. Тиббетс решил вести В-29 с тактическим номером 82 сам. Командир корабля капитан Льюис должен был занять правое кресло второго пилота. Места штурмана-навигатора и штурмана-бомбардира заняли старший штурман авиагруппы капитан Ван Кирк и старший бомбардир майор Ферреби. Остальные члены экипажа - бортмеханик ст. сержант Дазенбери, радист рядовой Нельсон, стрелки сержант Карон и сержант Шумард, оператор РЛС сержант Стиборик - были оставлены на своих местах. Кроме них в состав экипажа входили специалисты по полезной нагрузке из Лос-Аламоса - руководитель разработки Малыша капитан III ранга Парсонс, механик лейтенант Джеппсон и электронщик ст. лейтенант Бисер. Средний возраст экипажа не превышал 27 лет, выделялся только 44-летний Парсонс.
В операции «Сентеборд» должны были участвовать семь В-29. Три самолёта выполняли роль разведчиков погоды над Хиросимой, Кокурой и Нагасаки. В-29 полковника Тиббетса возьмёт на борт урановую бомбу «Малыш». Его сопровождают ещё две «Сверхкрепости», одна из которых сбрасывает над целью контейнер с измерительной аппаратурой, а вторая фотографирует результаты бомбардировки. Седьмой В-29 был заранее послан на остров Иводзима, лежащий на маршруте группы, для возможной замены одной из машин. На борту своего В-29 номер 82 Пол Тиббетс попросил написать имя своей матери - Энола Гэй (Enola Gay).
В дни, предшествовавшие вылету «Энолы Гэй», на Тиниане произошло несколько катастроф при взлёте перегруженных В-29 других авиагрупп. Насмотревшись на то, как они взрывались на собственных бомбах, Парсонс решил зарядить пушку «Малыша» в воздухе после взлёта. Эта операция не была предусмотрена заранее, но сравнительно несложная конструкция «Малыша» теоретически позволяла это сделать. После нескольких тренировок в бомбоотсеке стоящего самолёта, Парсонсу удалось, ободрав руки об острые кромки деталей и перепачкавшись в графитовой смазке, научиться выполнять эту операцию за 30 мин.
5 августа, накануне вылета, Тиббетс собрал экипаж «Энолы Гэй» и сообщил, что ему выпала честь сбросить первую в истории атомную бомбу, эквивалентную по мощности примерно 20 тыс. т обычной взрывчатки. Парсонс показал фотографии, сделанные три недели назад в Аламогоро.
6 августа в 1 ч 37 мин стартовали три самолёта метеоразведки: В-29 «Straight Flash», «Full House» и «Yabbit III». В 2 ч 45 мин поднялась в воздух ударная тройка: «Enola Gay» с «Малышом» в бомбоотсеке, «The Great Artist» с измерительной аппаратурой и «Necessary Evil» с фотоаппаратурой. На корпусе «Малыша» было написано: «За души погибших членов экипажа «Индианополиса». После взлёта Парсонс спустился в тёмный и негерметичный бомбоотсек, зарядил пушку бомбы урановым снарядом и подключил электродетонатор.
В 7 ч 09 мин высоко над Хиросимой появился метеоразведчик «Стрэйт Флэш» майора Изерли. В сплошной облачности как раз над городом оказался большой просвет диаметром около 20 км. Изерли передал Тиббетсу: «Облачность меньше трех десятых на всех высотах. Можно идти на основную цель».
Приговор Хиросиме был подписан. Это оказалось слишком сильным потрясением для майора Изерли; до конца своей жизни он так и не смог оправиться от психической травмы и кончил свои дни в больнице.
Полёт «Энолы Гэй» проходил на редкость спокойно. Воздушную тревогу японцы не объявляли, жители Хиросимы уже привыкли к пролётам одиночных В-29 над городом. Самолёт вышел на цель с первого захода. В 8 ч 15 мин 19 с местного времени «Малыш» покинул бомбоотсек «Сверхкрепости». «Энола Гэй» развернулась на 155° вправо и начала со снижением на полной мощности моторов уходить от цели.
В 8 ч 16 мин 02 с, через 43 с после сброса, «Малыш» взорвался на высоте 580 м над городом. Эпицентр взрыва находился в 170 м к юго-востоку от точки прицеливания - моста Аиой в самом центре города. Работа штурмана-бомбардира была безупречной.
Хвостовой стрелок сквозь тёмные очки наблюдал картину взрыва и две приближавшиеся к самолёту ударные волны: прямую и отражённую от земли. От каждой В-29 встряхивало, как от попадания зенитного снаряда. После 15 ч полёта все самолёты, участвовавшие в операции Сентеборд, вернулись на базу.
Результаты 15-килотонного взрыва превзошли все ожидания. Город с населением 368 тыс. человек был разрушен практически полностью. Убито 78 тыс. и ранено 51 тыс. человек. По японским, более достоверным, данным число погибших значительно больше - 140±10 тыс. человек. Основной причиной гибели людей были ожоги и, в меньшей степени, радиационное облучение.
Уничтожено 70 тыс. строений - 90% всего города. Хиросима навсегда стала пугающим символом Третьей мировой войны, возможно, не состоявшейся только благодаря ей. Вместо описания ужасов бомбардировки достаточно взглянуть на фотографии разрушенного атомным взрывом города.
Вторая атомная бомбардировка была запланирована на 12 августа, но внезапно перенесена на 9 августа. Трумэн спешил, возможно, он просто опасался, что Япония капитулирует раньше.
Многие историки, даже признавая целесообразность атомной бомбардировки Хиросимы для ускорения окончания войны и, в конечном счете, уменьшения её жертв, считают сброс второй бомбы преступлением. Между 6 и 9 августа прошло так мало времени, что американцы не могли даже узнать о реакции японцев на первую бомбу. Кстати, японское правительство, поначалу не поняло, что произошло в Хиросиме. Они получили доклад, что в Хиросиме произошло что-то ужасное, но что это было - оставалось неизвестным. Понимание пришло позже.
Что касается второй бомбардировки, то вероятно, помимо понятного желания испытать в боевых условиях бомбу более совершенного типа, американское руководство желало, чтобы японцы убедились: атомная бомба не одна, применяться они будут со всей решительностью, так что с капитуляцией следует поспешить. Об этом говорит любопытное послание, сброшенное с одного из самолётов сопровождения в день второй атомной бомбардировки. Оно было адресовано профессору - физику Сагане, известному как на Западе, так и в Японии, и подписано Альваресом и другими американскими физиками. В письме американские ученые просили Сагану употребить всё своё влияние, чтобы ускорить капитуляцию и избежать полного разрушения Японии атомными бомбами Возможно, истинными авторами этого послания были американские спецслужбы. Самое интересное, что оно действительно было доставлено адресату, но к тому времени война уже закончилась.
Как бы то ни было, 9 августа 1945 г. в 3 часа утра с Тиниана стартовал В-29 со второй атомной бомбой - плутониевым «Толстяком».
Это был «Bock`s car» под управлением майора Суини, который во время налета на Хиросиму управлял самолётом сопровождения «The Great Artist». Место командира «The Great Artist» занял штатный командир экипажа «Bock`s car» капитан Бок, которому самолёт был обязан своим прозвищем (игра слов: boxcar - товарный вагон). Конструкция «Толстяка» не допускала таких цирковых трюков, как сборка - разборка в полёте, поэтому самолёт взлетал с полностью снаряжённой бомбой. Основной целью была назначена Кокура, запасной - Нагасаки.
В отличие от рейда на Хиросиму, вторая атомная бомбардировка проходила очень тяжело. Началось с отказа бензонасоса, который делал невозможной выработку 2270 л топлива из дополнительного бака, подвешенного в заднем бомбоотсеке. Погода стремительно ухудшалась. В полёте над океаном исчез из видимости В-29 майора Гопкинса, который должен был фотографировать результаты взрыва. На этот случай было предусмотрено 15-минутное ожидание у берегов Японии. Суини кружил на месте встречи, соблюдая радиомолчание, целый час, пока в поле зрения не появился В-29, как выяснилось, - чужой... Самолёты метеоразведки сообщили о хорошей погоде как над Кокурой, так и над Нагасаки.
Так и не дождавшись Гопкинса, Суини повёл свой «Бокскар» на основную цель - Кокуру. Однако тем временем ветер над Японией изменил направление. Густой дым над горевшим после очередного налета металлургическим комбинатом Явата закрыл цель. Майор Суини сделал три захода на цель, но прицельное бомбометание было невозможно. Суини, хотя топлива было в обрез, принял решение идти на запасную цель - Нагасаки. Над ней тоже было облачно, но контуры залива всё же просматривались на экране радиолокационного прицела. Отступать было некуда, и в 11 ч 02 мин «Толстяк» взорвался на высоте 500 м над промзоной Нагасаки примерно в 2 км севернее точки прицеливания.
Хотя бомба была почти вдвое мощнее «Малыша», результаты взрыва были скромнее, чем в Хиросиме: погибли 35 тыс. человек, ранено 60 тыс. По японским данным, число жертв вдвое больше - 70±10 тыс. человек. Город пострадал меньше. Сыграла свою роль большая ошибка прицеливания и конфигурация города, расположенного в долинах двух рек, разделённых холмами.
О возвращении на базу не могло быть и речи. Горючего могло хватить только до запасного аэродрома на Окинаве. Когда остров показался на горизонте, стрелки бензиномеров стояли уже на нулях. Выпустив фейерверк ракет, Суини сумел обратить на себя внимание. Полосу освободили, и «Бокскар» совершил посадку с прямой. На уход с полосы топлива уже не хватило...
Уже после войны стало известно, что японская служба радиоперехвата вела В-29 на всём его пути до Нагасаки. Дело в том, что несмотря на режим радиомолчания, бомбардировщик обменивался с базой на Тиниане кодированными радиосигналами. Эти сигналы были зафиксированы японцами при первом налёте на Хиросиму, а при втором они позволили отслеживать путь самолёта. Однако японская ПВО уже была в таком плачевном состоянии, что не смогла поднять на перехват ни одного истребителя.
Чем считать атомную бомбардировку Хиросимы и Нагасаки: воинским подвигом, остановившим войну, или преступлением? Конечно, как и в случае ночных ковровых бомбардировок городов Германии и Вьетнама, гордиться особенно нечем, да и была ли эта бомбардировка необходимой?
Известно, что к весне 1945 г. правящие круги Японии уже осознали, что война проиграна, и начали готовить почву для заключения перемирия на приемлемых для себя условиях. Но правительство Трумэна оставляло эти усилия без внимания, готовясь положить на стол свой главный, атомный, козырь. Потсдамская декларация требовала от Японии, по сути, безоговорочной капитуляции. После Хиросимы и Нагасаки условия капитуляции были Японией приняты.
Допустим, что Америка в 1945 г. не имела бы атомного оружия. Тогда американцам пришлось бы проводить высадку непосредственно на Японские острова. Эта компания, по оценке некоторых экспертов, могла стоить американцам потери до 1 миллиона солдат. Японские солдаты и камикадзе уже доказали свою самоотверженность, а общественное мнение Америки уже было шокировано огромными потерями на Иводзиме и Окинаве. Правда, в 1945 г. американская бомбардировочная авиация была уже в состоянии сравнять с землей все японские города и промышленные предприятия с помощью обычных бомб, но это обернулось бы гораздо большим количеством жертв среди мирного населения, чем в Хиросиме и Нагасаки.
Таким образом, отказавшись от применения атомного оружия, американское руководство вынуждено было либо принять японские условия перемирия, либо продолжать утюжить японские города, приумножая число жертв.
На наш взгляд, самое большое влияние ужасная судьба Хиросимы и Нагасаки оказала на ход послевоенной истории. Вид этих японских городов, мы думаем, не раз вставал в воображении Сталина, Эйзенхауэра, Хрущева и Кеннеди, так и не дав 45-летней Холодной войне перерасти в Третью мировую...
Подготовка к применению ядерного оружия продолжалась и после Хиросимы и Нагасаки. По утверждению Гровса, третья плутониевая бомба могла быть готова после 13 августа, другие источники называют значительно более поздние сроки - не ранее осени 1945 г. Так или иначе, при планировании возможной высадки на Японские острова осенью 1945 г. Комитет начальников штабов США планировал использование девяти атомных бомб. Трудно сказать, насколько эти планы были реальными. Капитуляция Японии резко затормозила все работы - к концу года имелось в наличие всего две бомбы.
Оба атомных бомбардировщика, «Enola Gay» и «Bockscar», сохранились до наших дней. Первый выставлен в экспозиции Национального музея авиации и космонавтики в Вашингтоне, второй - в музее ВВС США на авиабазе Райт-Паттерсон в штате Огайо.
(К. Кузнецов, Г. Дьяконов, «Авиация и космонавтика»)
Малыш (бомба) – ядерная бомба, которая была сброшена на японский город Хиросима американским военным бомбардировщиком В-29, пилотируемым полковником армии США Полом Тиббетсом. Это была первая в мире ядерная бомба, которая была использована по своему непосредственному назначению. Бомба «Малыш» разрабатывалась в рамках тайного военного «Манхэттенского проекта» на протяжении Второй мировой войны и была создана на основе урана 235. Около 600 миллиграмм этого вещества превратилось в энергию, мощность которой составила от 13 до 18 тысяч тонн тротила. Бомба уничтожила около 140 000 жителей города Хиросима. Через три дня после взрыва «Малыша» на город Нагасаки была сброшена вторая бомба под кодовым названием «Толстяк».
Особенности конструкции
Вес бомбы составлял 4 тонны, размер 3 метра в длину, 71 сантиметр в диаметре. Уран для её начинки был добыт в Бельгийском Конго (ныне Демократическая Республика Конго), в Канаде (Большое Медвежье озеро) и в США (штат Колорадо). В отличие от большинства современных бомб, сделанных принципу использования эффекта имплозии, «Малыш» был бомбой другого, пушечного типа. Пушечная бомба проще в расчетах и в изготовлении, при этом практически не знает отказов. Именно поэтому точные чертежи бомбы всё ещё засекречены. Недостаток такой конструкции - низкий КПД.
Как известно, ядерное топливо имеет критическую массу. Докритическое количество урана просто радиоактивно, сверхкритическое всегда взрывается. Но если соединить два куска урана, будет достаточно слабый взрыв, способный разве что разрушить саму бомбу. Нужно быстро довести топливо до сверхкритического состояния и как можно дольше удержать его в этом состоянии, при этом не давая бомбе разлететься раньше времени. В «Малыше» эта задача решена следующим образом. Основная деталь бомбы - обрезанный ствол флотской пушки, на дульном конце которого находятся мишень в виде уранового цилиндра и бериллий-полониевый инициатор. В казённой части ствола - кордитный порох и снаряд из карбида вольфрама. К головной части снаряда прикреплена урановая труба. Выстрел из такой «пушки» соединяет трубу и цилиндр, так что они образуют сверхкритическую массу. Инициатор сжимается и начинается ядерный взрыв. Бомба содержала 64 килограмма урана, из них около 700 граммов или чуть больше 1 % непосредственно участвовало в цепной ядерной реакции (ядра оставшихся атомов урана остались нетронутыми, так как остальной урановый заряд был размётан взрывом и не успел поучаствовать в реакции).
Был использован укороченный до 1,8 м ствол морского орудия калибра 16,4 см, при этом урановая «мишень» представляла собой цилиндр диаметром 100 мм и массой 25,6 кг, на который при «выстреле» надвигалась цилиндрическая «пуля» массой 38,5 кг с соответствующим внутренним каналом. Такой «интуитивно непонятный» дизайн был сделан для снижения нейтронного фона мишени: в нём она находилась не вплотную, а на расстоянии 59 мм от нейтронного отражателя («тампера»). В результате риск преждевременного начала цепной реакции деления с неполным энерговыделением снижался до нескольких процентов. Несмотря на низкий КПД, радиоактивное загрязнение от взрыва было незначительным, так как взрыв был произведён в 600 м над землёй, а не прореагировавший уран является слаборадиоактивным по сравнению с продуктами собственно ядерной реакции. В эту бомбу взрыватели вставляли непосредственно в на борту самолета, в бомбовом отсеке, незадолго до сброса. При этом была высокая вероятность того, что она может сработать непредвиденно для тех, кто осуществляет её сброс.
Утро - лучше некуда, но любоваться некогда
Пейзажем улиц и крыш.
Заглушить пришла пора эхо Пёрл-Харбора -
Мягкой посадки, «Малыш»…
Олег Медведев, «Малыш»
Уже в сорок четвёртом году стало ясно, что ничем хорошим для Японии война не закончится. Однако это не только не уменьшило боевого порыва японских военных, но напротив - только укрепило его. В конце концов, как гласит старинная японская поговорка, солдат, вернувшийся из боя живым, не любит своего Императора. В результате за неполные три месяца между фактическим завершением войны в Европе в конце апреля 1945 года и серединой июля, когда началось обсуждение планов завершения войны на Тихоокеанском фронте, японская армия и флот нанесли американцам лишь вдвое меньше потерь, чем за предшествующие три года войны. И это тогда, когда японский флот представлял лишь бледную тень себя самого, а авиация практически перестала существовать.
В таких условиях планировавшаяся высадка на Японские острова должна была обойтись очень дорого - американские военные рассчитывали на потери в размере от полутора до четырёх миллионов человек, из которых 400–800 тысяч будут убиты. Именно тогда и возникла мысль использовать любые средства, способные «размягчить» оборону японцев. На острове Лусон собрали огромное количество хлорциана, фосгена и ряда других боевых отравляющих веществ, которые собирались обрушить на Японию перед высадкой. Были планы использовать биологическое оружие. Среди прочего возникла и идея запугать японское руководство демонстрацией результатов Манхэттенского проекта, в рамках которого разрабатывалось ядерное оружие.
Многие военачальники, включая знаменитого генерала Дугласа Макартура, с недоверием относились к идее отдать ключевую роль в завершении войны какому-то непонятному «супероружию», действующему на весьма туманных для человека тех лет физических принципах и толком не испытанному. Взорвано на тот момент было лишь одно ядерное устройство, причём на земле. Никто не мог дать гарантии, что то испытание не было просто удачным совпадением и последующие устройства будут взрываться столь же успешно. Также никто не мог дать гарантии, что устройство, нормально сработавшее, будучи жёстко закреплённым на вершине испытательной вышки, сработает после долгих часов тряски на борту самолёта, в состоянии падения - не выйдет ли так, что американцы просто подарят японским военным кучу дорогостоящих радиоактивных материалов, сбросив их на город? Приводились резонные доводы о том, что уже и так производятся регулярные бомбёжки японских городов обычными боеприпасами, что технология таких налётов отработана и что возникающие в их результате пожары успешно уничтожают как застройку, так и население темпами, вполне устраивающими командование. Однако решающим стал довод о том, что новое оружие позволит оказать ни с чем не сравнимое запугивающее воздействие не только на японцев, но и на прочие страны мира, тем самым укрепив политическое положение Соединённых Штатов.
Письмо генерала Томаса Хэнди, в котором он официально даёт «добро» на применение атомных бомб
Учёные поначалу предлагали мирную демонстрацию бомбы - взорвать её на каком-нибудь пустынном острове, пригласив представителей Японии понаблюдать за процессом. Однако это предложение было отвергнуто - не будучи полностью уверенными в том, что устройство вообще сработает, военные не хотели рисковать. Если бы они заранее объявили на весь мир о новом супероружии, а оно дало бы сбой при демонстрации, ущерб репутации был бы катастрофическим, и после этого возможности завершить войну с помощью психологического давления уже не было бы. По этой же причине о сбросе атомной бомбы не сообщалось заранее в агитационных листовках - до этого все массовые бомбёжки японских городов предварялись сбросом листовок с угрозами.
Для бомбёжки было выбрано четыре цели: Хиросима, Кокура, Ниигата и Киото. Все четыре города были достаточно крупными и имели как значимые военные объекты, так и обширную гражданскую застройку, что позволило бы в полной мере оценить повреждения, произведённые новым боеприпасом. Впоследствии военный секретарь Генри Стимсон настоял на исключении Киото из списка, так как в своё время провёл там медовый месяц, и город ему очень понравился. В итоге место Киото занял Нагасаки. Воздушное командование согласилось не проводить на эти города обычные налёты с тем, чтобы эксперимент по оценке возможностей нового оружия был более «чистым».
Бомбардировщики 509-го смешанного полка на стоянке, август 1945 г. Слева направо: «Вонючка» (Big Stink), «Великий художник» (The Great Artiste), «Энола Гэй» (Enola Gay)
Для выполнения задания ещё в декабре 1944 года был создан 509-й смешанный авиаполк. В его состав входили 15 бомбардировщиков B-29, а также транспортные самолёты C-47 и C-54. Все бомбардировщики были доработаны для несения новой бомбы, заметно более тяжёлой, чем всё, что они перевозили до этого: усиленные двигатели, новые пропеллеры, изменённая конструкция бомболюков. Любопытен тот факт, что все бомбардировщики также имели имена собственные. Имена были присвоены им уже на месте, после того, как их собрали из разных бомбардировочных полков, и потому в большинстве своём они оказались связаны с предстоящим заданием: «Совершенно секретный» (Top Secret), «Странный груз» (Strange Cargo), «Необходимое зло» (Necessary Evil), «Атомный наездник» (Up An" Atom). Для бомбардировки Хиросимы был выбран самолёт с номером 82 и именем, присвоенным ему буквально накануне – «Энола Гэй». Назван так он был в честь Энолы Гэй Тиббетс – матери командира экипажа, полковника Пола Тиббетса.
В ночь с пятого на шестое августа, без пятнадцати два, с аэродрома на острове Тиниан поднялась группа самолётов. «Энола Гэй» несла ядерное устройство «Малыш» (Little Boy) мошностью около 16 килотонн. Бомбардировщик с названием «Совершенно секретный» являлся запасным самолётом. «Великий художник» нёс научную аппаратуру, которая должна была зафиксировать параметры взрыва и его последствия. «Необходимое зло» нёс фото- и киноаппаратуру. За час до этой группы в воздух были подняты три бомбардировщика («Джебит III», «Фулл-хаус» и «Стрит-флэш»), которые исполняли роль метеоразведчиков - они направились к трём намеченным целям и должны были оценить погодные условия над ними. Чистое небо было важно не только для того, чтобы обеспечить попадание, но и для того, чтобы произвести необходимые съёмки. Бомба при взлёте была не снаряжена - командование, которому не раз и не два приходилось наблюдать аварии B-29, происходившие при взлёте, меньше всего хотело, чтобы супероружие в случае чего стёрло с лица земли вместо японского города их аэродром. Лишь спустя пятнадцать минут пребывания в воздухе, когда «Энола Гэй» отдалилась на достаточное расстояние, капитан Парсонс, командующий миссией и специалист-оружейник, приступил к установке взрывателя и приведению бомбы в рабочее состояние.
Бомба «Малыш» в хранилище, непосредственно перед установкой в самолёт
Метеоразведчики доложили, что над Нагасаки и Кокурой значительная облачность, в то время как над Хиросимой облачный покров почти отсутствовал. Было решено бомбить именно Хиросиму. За полчаса до выхода на цель с «Малыша» были сняты предохранители. В 8:09 «Энола Гэй» вышла на боевой курс, управление взял на себя бомбардир, майор Фереби. В 8:15 «Малыш» покинул бомбовый отсек и отправился вниз. Он был оснащён парашютом - чтобы самолёты успели отдалиться на безопасное расстояние перед тем, как радиовысотный взрыватель скомандует подрыв. Сорок четыре целых четыре десятых секунды длился полёт «Малыша», на высоте 580 метров над поверхностью он сдетонировал.
Из-за поперечного ветра бомба не попала в заранее намеченную точку - мост Айой, который был выбран за свою характерную Т-образную форму, хорошо заметную с воздуха. Отклонение составило около 250 метров, и взрыв произошёл точно над крышей госпиталя Сима.
Жители Хиросимы, разумеется, не могли не обратить внимания на то, что их город уже давно не бомбят. Ходили разнообразные слухи - от самых завиральных (что город щадят потому, что некий высокопоставленный американский военачальник в своё время имел роман с одной из местных женщин, или потому, что живущие в США родственники местных жителей написали петицию американскому президенту) до вполне здравых и правдоподобных (что город назначен американцами в качестве резиденции оккупационной администрации, потому его и не хотят превращать в руины). Городские власти, не полагаясь на то, что тишина будет продолжаться до бесконечности, ещё с 1944 года много внимания уделяли мерам защиты. В частности, проводился частичный снос зданий для предотвращения распространения пожаров - как и большинство японских городов того времени, Хиросима была очень уязвима к огню, поскольку практически вся застройка, включая промышленные цеха, была деревянной, лишь в центре имелось несколько зданий из камня и железобетона. Эти противопожарные «просеки» в застройке создавали и расширяли до самой бомбардировки - но на подобный масштаб разрушительного воздействия они оказались совершенно не рассчитаны.
С военной точки зрения Хиросима представляла собой заманчивую цель - в ней располагалось несколько штабов, в том числе штаб Второго командования (сухопутной группировки, занимающейся обороной непосредственно Японских островов), базирующийся в местном замке, и большое количество складов с военным имуществом. Более сорока тысяч человек из примерно трёхсотпятидесятитысячного населения города составляли военнослужащие.
На момент, когда «Малыш» покинул бомболюк «Энолы Гэй», город тревожно смотрел в утреннее небо. Воздушную тревогу в нём объявили второй раз за ночь - в первый раз её спровоцировала армада бомбардировщиков, идущая на другие города, но в пять минут первого, когда стало ясно, что к Хиросиме ни один из них не направляется, объявили отбой. Второй раз сирена зазвучала, когда посты наблюдения обнаружили «Стрит-флэш», разведывающий погодные условия.
Центр связи военного округа Тюгоку, расположенный в подвале хиросимского замка, подавал и отменял воздушную тревогу в городе. Старшеклассница Иоси Ока, мобилизованная в качестве связистки, как раз объявляла тревогу, когда прогремел взрыв. Несколько минут спустя она подняла трубку специального телефона для связи с командованием и сообщила: «Хиросима атакована бомбой нового типа. Города больше не существует».
Хиросима после взрыва
Это не было большим преувеличением. Взрыв практически смёл центр города с лица земли. Общая площадь разрушений составила 12 кв. км, было уничтожено и повреждено три четверти зданий города. Погибло более семидесяти тысяч человек, из которых около двадцати тысяч - военные. Мэр города погиб, так что руководство спасательными работами принял на себя фельдмаршал Синроку Хата, глава Второго командования, чудом выживший и отделавшийся лишь лёгкими ранениями. Так как информацией о радиоактивном заражении японцы не располагали (собственно, ей на тот момент не располагали и американцы), мер по эвакуации населения с места бомбардировки не предпринималось - ограничились обычным в таких случаях тушением пожаров, разбором завалов и вывозом трупов. Оказывать медицинскую помощь пострадавшим было некому и негде - все медицинские заведения Хиросимы располагались в центре и были уничтожены взрывом, погибло более 90% врачей и санитаров. Всё это привело к тому, что от ран, ожогов и радиационного отравления погибли ещё около семидесяти тысяч человек.
Среди погибших было около двадцати тысяч корейцев, пригнанных на принудительные работы в Японию - фактически, каждый седьмой, погибший в Хиросиме, был корейцем. Долгое время среди жертв бомбардировки числились и двенадцать пленных американских лётчиков, которых держали в управлении кемпейтай (японской военной полиции). Позднее выяснилось, что от взрыва погибли лишь двое из них - восемь были казнены ранее и записаны японцами в жертвы бомбардировки в пропагандистских целях, а двоих оставшихся сотрудники кемпейтай притащили к мосту Айой после взрыва, где бросили на растерзание толпе. У жителей Хиросимы в тот день было очень мало причин любить американских лётчиков.
На следующий день после бомбардировки президент Трумен выступил с речью, в которой оповестил мир о наличии у Соединённых Штатов атомной бомбы и о её применении в Хиросиме. Японское правительство не отреагировало. В тот же день в Хиросиме побывал доктор Ёсио Нисина, глава японской ядерной программы. Исследовав следы бомбардировки, он подтвердил, что город действительно разрушен атомным взрывом. По оценкам японских специалистов, Америке хватило бы ресурсов на производство ещё трёх или четырёх бомб, не больше, в силу чего было решено, что это слишком мало, чтобы ради такого сдаваться - страна, мол, сможет пережить подобное без особого труда. Это решение было перехвачено американской разведкой, и стало понятно, что план с запугиванием не удался. После краткого обсуждения было решено продолжать бомбардировки до тех пор, пока не кончатся материалы для их производства, либо пока японцы не капитулируют. Как известно, произошла ещё одна такая бомбардировка - города Нагасаки, двумя днями позже, 9 августа. Это единственные случаи боевого применения атомного оружия в истории. Какую роль они сыграли в капитуляции Японии и окончательном завершении Второй мировой войны - споры не прекращаются до сих пор.
Двенадцатого числа японский император Хирохито объявил приближённым о том, что намерен капитулировать, назвав основной причиной принятия этого решения вступление Советского Союза в войну против Японии. 14 августа в своём радиовыступлении с сообщением о капитуляции (транслировалось оно в записи на следующий день, 15 августа) император, среди прочего, упомянул «новое ужасное оружие наших противников» и сказал, что из-за него продолжение сопротивления невозможно, так как приведёт «к полному уничтожению не только японской нации, но и всего человечества». 17 августа в обращении к солдатам и матросам Хирохито вновь указал в качестве главной причины капитуляции советское наступление в Маньчжурии, а об атомных бомбах не упомянул вовсе. В беседе с Дугласом Макартуром 27 сентября император упомянул, что «бомба дала повод драматизировать ситуацию». Это, в общем, объясняет роль атомных бомбардировок - они произошли в удобный момент, предоставив императору вескую (в глазах общественности) причину для поднятия белого флага, что он собирался сделать уже давно.
Бомбардировщик «Энола Гэй», открывший атомную эру в истории, долгое время хранился в запасниках Смитсоновского института. В 1984 году были начаты работы по его реставрации. Фюзеляж самолёта (всё остальное на тот момент ещё не было восстановлено) демонстрировался в 1995–98 годах на выставке, посвящённой пятидесятилетнему юбилею бомбардировки, где вызвал неоднозначную реакцию публики. Гражданские активисты забрасывали фюзеляж пакетами с пеплом и кровью, обливали краской. Однако, несмотря на это, выставка функционировала в течение трёх лет. В 2003 году реставрация самолёта была завершена полностью, и сейчас его можно видеть в Центре Стивена Удвар-Хази (одном из филиалов авиамузея Смитсоновского института).
«Энола Гэй» в авиамузее Смитсоновского института
В Хиросиме, на месте эпицентра, разбит Парк Мира. Ряд зданий, пострадавших от взрыва, но не уничтоженных полностью, не восстанавливались и превращены в мемориалы, как, например, всемирно известный «Атомный купол» - самое, наверное, наглядное и пугающее визуальное воплощение того далёкого дня.
Вес бомбы составлял 4 тонны, размер 3 метра в длину, 71 сантиметр в диаметре. Уран для её начинки был добыт в Бельгийском Конго (ныне Демократическая Республика Конго), в Канаде (Большое Медвежье озеро) и в США (штат Колорадо).
В отличие от большинства современных бомб, сделанных по имплозивному принципу, «Малыш» был бомбой пушечного типа. Пушечная бомба проста в расчёте и изготовлении, практически не знает отказов (поэтому точные чертежи бомбы всё ещё засекречены). Оборотная сторона такой конструкции - низкий КПД.
Как известно, ядерное топливо имеет критическую массу: докритическое количество урана просто радиоактивно, сверхкритическое - взрывается. Но если соединить (например, руками) два куска урана, будет так называемый «пшик» - слабый взрыв, способный разве что разрушить бомбу. Нужно быстро довести топливо до сверхкритического состояния и как можно дольше удержать его в этом состоянии, не дав разлететься раньше времени. В «Малыше» эта задача решена так: основная деталь бомбы - обрезанный ствол флотской пушки, на дульном конце которого находятся мишень в виде уранового цилиндра и бериллий-полониевый инициатор. В казённой части ствола - кордитный порох и снаряд из карбида вольфрама. К головной части снаряда прикреплена урановая труба. Выстрел из такой «пушки» соединяет трубу и цилиндр, так что они образуют сверхкритическую массу. Одновременно инициатор сжимается, поток нейтронов от него многократно увеличивается, и начинается ядерный взрыв; прочность ствола и давление пороховых газов удерживают урановые части.
Бомба содержала 64 килограмма урана, из них около 700 граммов или чуть больше 1 % непосредственно участвовало в цепной ядерной реакции (ядра оставшихся атомов урана остались нетронутыми, так как остальной урановый заряд был размётан взрывом и не успел поучаствовать в реакции). Дефект массы в ходе ядерной реакции составил около 600 миллиграммов, то есть по формуле Эйнштейна E=mc^2 600 миллиграммов массы превратились в энергию, эквивалентную энергии взрыва (по разным оценкам) от 13 до 18 тысяч тонн тротила.
Был использован укороченный до 1,8 м ствол морского орудия калибра 16,4 см, при этом урановая «мишень» представляла собой цилиндр диаметром 100 мм и массой 25,6 кг, на который при «выстреле» надвигалась цилиндрическая «пуля» массой 38,5 кг с соответствующим внутренним каналом. Такой «интуитивно непонятный» дизайн был сделан для снижения нейтронного фона мишени: в нём она находилась не вплотную, а на расстоянии 59 мм от нейтронного отражателя («тампера»). В результате риск преждевременного начала цепной реакции деления с неполным энерговыделением снижался до нескольких процентов.
Несмотря на низкий КПД, радиоактивное загрязнение от взрыва было невелико, так как взрыв был произведён в 600 м над землёй, а сам непрореагировавший уран является слаборадиоактивным по сравнению с продуктами ядерной реакции.
Взрыватели в эту бомбу вставляли непосредственно в самолёте, в бомбоотсеке, перед самым сбросом. При этом была вероятность что она может сработать нештатно.