परिचय

मानव जाति के लिए परमाणु हथियारों के उद्भव और महत्व के इतिहास में रुचि कई कारकों के महत्व से निर्धारित होती है, जिनमें से, शायद, पहली पंक्ति में विश्व क्षेत्र में शक्ति संतुलन सुनिश्चित करने की समस्याओं का कब्जा है और राज्य के लिए एक सैन्य खतरे की परमाणु निरोध की प्रणाली के निर्माण की प्रासंगिकता। परमाणु हथियारों की उपस्थिति का सामाजिक-आर्थिक स्थिति और ऐसे हथियारों के "मालिक देशों" में शक्ति के राजनीतिक संतुलन पर प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से एक निश्चित प्रभाव होता है। यह, अन्य बातों के अलावा, अनुसंधान समस्या की प्रासंगिकता को निर्धारित करता है। हमने चुना है। सुनिश्चित करने के लिए परमाणु हथियारों के उपयोग के विकास और प्रासंगिकता की समस्या राष्ट्रीय सुरक्षाराज्य एक दशक से अधिक समय से घरेलू विज्ञान में काफी प्रासंगिक रहा है, और यह विषय अभी तक समाप्त नहीं हुआ है।

इस अध्ययन का उद्देश्य परमाणु हथियार है आधुनिक दुनियाँ, शोध का विषय है सृष्टि का इतिहास परमाणु बमऔर इसके तकनीकी उपकरण। काम की नवीनता इस तथ्य में निहित है कि परमाणु हथियारों की समस्या कई क्षेत्रों के दृष्टिकोण से कवर की गई है: परमाणु भौतिकी, राष्ट्रीय सुरक्षा, इतिहास, विदेश नीतिऔर बुद्धि।

इस कार्य का उद्देश्य सृष्टि के इतिहास और हमारे ग्रह पर शांति और व्यवस्था सुनिश्चित करने में परमाणु (परमाणु) बम की भूमिका का अध्ययन करना है।

इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, निम्नलिखित कार्यों को कार्य में हल किया गया था:

"परमाणु बम", "परमाणु हथियार", आदि की अवधारणा की विशेषता है;

परमाणु हथियारों के उद्भव के लिए पूर्वापेक्षाएँ मानी जाती हैं;

मानव जाति को परमाणु हथियार बनाने और उनका उपयोग करने के लिए प्रेरित करने वाले कारणों का पता चलता है।

परमाणु बम की संरचना और संरचना का विश्लेषण किया।

निर्धारित लक्ष्य और उद्देश्यों ने अध्ययन की संरचना और तर्क को निर्धारित किया, जिसमें एक परिचय, दो खंड, एक निष्कर्ष और उपयोग किए गए स्रोतों की एक सूची शामिल है।

परमाणु बम: संरचना, युद्ध की विशेषताएं और निर्माण का उद्देश्य

परमाणु बम की संरचना का अध्ययन शुरू करने से पहले, इस मुद्दे पर शब्दावली को समझना आवश्यक है। इसलिए, वैज्ञानिक हलकों में, विशेष शब्द हैं जो परमाणु हथियारों की विशेषताओं को दर्शाते हैं। उनमें से, हम निम्नलिखित पर प्रकाश डालते हैं:

परमाणु बम - एक विमानन परमाणु बम का मूल नाम, जिसकी क्रिया एक विस्फोटक परमाणु विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया पर आधारित होती है। तथाकथित के आगमन के साथ उदजन बम, थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन प्रतिक्रिया के आधार पर, उनके लिए एक सामान्य शब्द स्थापित किया गया था - एक परमाणु बम।

परमाणु बम- परमाणु आवेश वाले हवाई बम में बड़ी विनाशकारी शक्ति होती है। लगभग 20 kt के बराबर TNT के साथ पहले दो परमाणु बम अमेरिकी विमानों द्वारा क्रमशः 6 और 9 अगस्त, 1945 को जापानी शहरों हिरोशिमा और नागासाकी पर गिराए गए थे, और इससे भारी हताहत और विनाश हुआ था। आधुनिक परमाणु बमों का टीएनटी दसियों से लाखों टन के बराबर होता है।

परमाणु या परमाणु हथियार विस्फोटक हथियार हैं जो भारी नाभिक की श्रृंखला परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया या हल्के नाभिक की थर्मोन्यूक्लियर संलयन प्रतिक्रिया के दौरान जारी परमाणु ऊर्जा के उपयोग पर आधारित होते हैं।

जैविक और रासायनिक हथियारों के साथ सामूहिक विनाश के हथियारों (WMD) को संदर्भित करता है।

परमाणु हथियार- परमाणु हथियारों का एक सेट, लक्ष्य और नियंत्रण तक उनकी डिलीवरी के साधन। सामूहिक विनाश के हथियारों को संदर्भित करता है; जबरदस्त विनाशकारी शक्ति है। उपरोक्त कारणों से, अमेरिका और यूएसएसआर ने परमाणु हथियारों के विकास में भारी निवेश किया। आरोपों की शक्ति और कार्रवाई की सीमा के अनुसार, परमाणु हथियारों को सामरिक, परिचालन-सामरिक और रणनीतिक में विभाजित किया गया है। युद्ध में परमाणु हथियारों का इस्तेमाल पूरी मानव जाति के लिए विनाशकारी है।

एक परमाणु विस्फोट एक सीमित मात्रा में बड़ी मात्रा में इंट्रान्यूक्लियर ऊर्जा की तात्कालिक रिहाई की प्रक्रिया है।

परमाणु हथियारों की क्रिया भारी नाभिक (यूरेनियम -235, प्लूटोनियम -239 और कुछ मामलों में, यूरेनियम -233) की विखंडन प्रतिक्रिया पर आधारित होती है।

यूरेनियम -235 का उपयोग परमाणु हथियारों में किया जाता है, क्योंकि अधिक सामान्य आइसोटोप यूरेनियम -238 के विपरीत, यह एक आत्मनिर्भर परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया कर सकता है।

प्लूटोनियम-239 को "हथियार-ग्रेड प्लूटोनियम" भी कहा जाता है क्योंकि इसका उद्देश्य परमाणु हथियार बनाना है और 239Pu समस्थानिक की सामग्री कम से कम 93.5% होनी चाहिए।

एक प्रोटोटाइप के रूप में परमाणु बम की संरचना और संरचना को प्रतिबिंबित करने के लिए, हम जापानी शहर नागासाकी पर 9 अगस्त, 1945 को गिराए गए प्लूटोनियम बम "फैट मैन" (चित्र 1) का विश्लेषण करते हैं।

परमाणु परमाणु बम विस्फोट

चित्र 1 - परमाणु बम "फैट मैन"

इस बम का लेआउट (प्लूटोनियम एकल-चरण युद्ध सामग्री के लिए विशिष्ट) लगभग निम्नलिखित है:

न्यूट्रॉन सर्जक - लगभग 2 सेमी के व्यास के साथ एक बेरिलियम बॉल, येट्रियम-पोलोनियम मिश्र धातु या पोलोनियम -210 धातु की एक पतली परत के साथ कवर किया गया - महत्वपूर्ण द्रव्यमान में तेज कमी और शुरुआत के त्वरण के लिए न्यूट्रॉन का प्राथमिक स्रोत। प्रतिक्रिया। यह कॉम्बैट कोर को सुपरक्रिटिकल अवस्था में स्थानांतरित करने के समय आग लगती है (संपीड़न के दौरान, बड़ी संख्या में न्यूट्रॉन की रिहाई के साथ पोलोनियम और बेरिलियम का मिश्रण होता है)। वर्तमान में, इस प्रकार की दीक्षा के अलावा, थर्मोन्यूक्लियर दीक्षा (TI) अधिक सामान्य है। थर्मोन्यूक्लियर सर्जक (टीआई)। यह चार्ज के केंद्र में स्थित है (एनआई के समान) जहां थर्मोन्यूक्लियर सामग्री की एक छोटी मात्रा स्थित है, जिसके केंद्र को एक अभिसरण शॉक वेव द्वारा गर्म किया जाता है, और तापमान की पृष्ठभूमि के खिलाफ थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया की प्रक्रिया में जो उत्पन्न हुए हैं, एक महत्वपूर्ण मात्रा में न्यूट्रॉन का उत्पादन होता है, जो एक चेन रिएक्शन की न्यूट्रॉन दीक्षा के लिए पर्याप्त है (चित्र 2)।

प्लूटोनियम। शुद्धतम प्लूटोनियम-239 आइसोटोप का उपयोग करें, हालांकि स्थिरता बढ़ाने के लिए भौतिक गुण(घनत्व) और चार्ज की संपीड़ितता में सुधार प्लूटोनियम को थोड़ी मात्रा में गैलियम के साथ डोप किया जाता है।

एक खोल (आमतौर पर यूरेनियम से बना) जो न्यूट्रॉन परावर्तक के रूप में कार्य करता है।

एल्यूमीनियम से बना संपीड़न म्यान। शॉक वेव द्वारा संपीड़न की अधिक एकरूपता प्रदान करता है, जबकि एक ही समय में चार्ज के आंतरिक भागों को विस्फोटकों और इसके अपघटन के गर्म उत्पादों के सीधे संपर्क से बचाता है।

विस्फोटक के साथ जटिल सिस्टमविस्फोट, पूरे विस्फोटक के तुल्यकालिक विस्फोट को सुनिश्चित करना। एक सख्ती से गोलाकार कंप्रेसिव (गेंद के अंदर निर्देशित) शॉक वेव बनाने के लिए सिंक्रोनसिटी आवश्यक है। एक गैर-गोलाकार तरंग अमानवीयता और एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान बनाने की असंभवता के माध्यम से गेंद की सामग्री की अस्वीकृति की ओर ले जाती है। विस्फोटकों और विस्फोटों के स्थान के लिए ऐसी प्रणाली का निर्माण एक समय में सबसे कठिन कार्यों में से एक था। "तेज" और "धीमे" विस्फोटकों की एक संयुक्त योजना (लेंस प्रणाली) का उपयोग किया जाता है।

ड्यूरलुमिन मुद्रांकित तत्वों से बना शरीर - दो गोलाकार आवरण और बोल्ट से जुड़ा एक बेल्ट।

चित्र 2 - प्लूटोनियम बम के संचालन का सिद्धांत

परमाणु विस्फोट का केंद्र वह बिंदु है जिस पर एक फ्लैश होता है या आग के गोले का केंद्र स्थित होता है, और उपरिकेंद्र पृथ्वी या पानी की सतह पर विस्फोट केंद्र का प्रक्षेपण होता है।

परमाणु हथियार सामूहिक विनाश के सबसे शक्तिशाली और खतरनाक प्रकार के हथियार हैं, जिससे सभी मानव जाति को अभूतपूर्व विनाश और लाखों लोगों के विनाश का खतरा है।

यदि कोई विस्फोट जमीन पर या उसकी सतह के काफी करीब होता है, तो विस्फोट की ऊर्जा का कुछ हिस्सा भूकंपीय कंपन के रूप में पृथ्वी की सतह पर स्थानांतरित हो जाता है। एक घटना होती है, जो इसकी विशेषताओं में भूकंप जैसा दिखता है। इस तरह के विस्फोट के परिणामस्वरूप भूकंपीय तरंगें बनती हैं, जो बहुत लंबी दूरी तक पृथ्वी की मोटाई के माध्यम से फैलती हैं। लहर का विनाशकारी प्रभाव कई सौ मीटर के दायरे तक सीमित है।

विस्फोट के अत्यधिक उच्च तापमान के परिणामस्वरूप, प्रकाश की एक तेज चमक होती है, जिसकी तीव्रता पृथ्वी पर पड़ने वाली सूर्य की किरणों की तीव्रता से सैकड़ों गुना अधिक होती है। एक फ्लैश भारी मात्रा में गर्मी और प्रकाश जारी करता है। प्रकाश विकिरण ज्वलनशील पदार्थों के स्वतःस्फूर्त दहन का कारण बनता है और कई किलोमीटर के दायरे में लोगों की त्वचा को जला देता है।

पर परमाणु विस्फोटविकिरण होता है। यह लगभग एक मिनट तक रहता है और इसमें इतनी अधिक भेदन शक्ति होती है कि निकट दूरी पर इससे बचाव के लिए शक्तिशाली और विश्वसनीय आश्रयों की आवश्यकता होती है।

एक परमाणु विस्फोट असुरक्षित लोगों, खुले तौर पर खड़े उपकरणों, संरचनाओं और विभिन्न सामग्रियों को तुरंत नष्ट या अक्षम करने में सक्षम है। परमाणु विस्फोट (पीएफवाईएवी) के मुख्य हानिकारक कारक हैं:

सदमे की लहर;

प्रकाश विकिरण;

मर्मज्ञ विकिरण;

क्षेत्र का रेडियोधर्मी संदूषण;

विद्युत चुम्बकीय पल्स (ईएमपी)।

वातावरण में एक परमाणु विस्फोट के दौरान, पीएनएफ के बीच जारी ऊर्जा का वितरण लगभग निम्न है: लगभग 50% प्रति शॉक वेव, प्रकाश विकिरण के हिस्से के लिए 35%, रेडियोधर्मी संदूषण के लिए 10% और मर्मज्ञ विकिरण और ईएमपी के लिए 5%।

परमाणु विस्फोट के दौरान लोगों, सैन्य उपकरणों, भूभाग और विभिन्न वस्तुओं का रेडियोधर्मी संदूषण आवेश पदार्थ (पु-239, यू-235) के विखंडन अंशों और विस्फोट के बादल से गिरने वाले आवेश के अप्राप्य भाग के कारण होता है, साथ ही न्यूट्रॉन-प्रेरित गतिविधि के प्रभाव में मिट्टी और अन्य सामग्रियों में बने रेडियोधर्मी समस्थानिकों के रूप में। समय के साथ, विखंडन के टुकड़ों की गतिविधि तेजी से कम हो जाती है, खासकर विस्फोट के बाद पहले घंटों में। इसलिए, उदाहरण के लिए, एक दिन में 20 kT की शक्ति वाले परमाणु हथियार के विस्फोट में विखंडन के टुकड़ों की कुल गतिविधि विस्फोट के एक मिनट से कई हजार गुना कम होगी।

परमाणु की दुनिया इतनी शानदार है कि इसकी समझ के लिए अंतरिक्ष और समय की सामान्य अवधारणाओं में आमूल-चूल परिवर्तन की आवश्यकता होती है। परमाणु इतने छोटे होते हैं कि यदि पानी की एक बूंद को पृथ्वी के आकार तक बड़ा किया जा सकता है, तो उस बूंद का प्रत्येक परमाणु एक नारंगी से छोटा होगा। दरअसल, पानी की एक बूंद 6000 अरब अरब (6000000000000000000000) हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं से बनी होती है। और फिर भी, अपने सूक्ष्म आकार के बावजूद, परमाणु की संरचना कुछ हद तक हमारे सौर मंडल की संरचना के समान होती है। इसके अतुलनीय रूप से छोटे केंद्र में, जिसकी त्रिज्या एक सेंटीमीटर के एक ट्रिलियनवें हिस्से से भी कम है, एक अपेक्षाकृत विशाल "सूर्य" है - एक परमाणु का नाभिक।

इस परमाणु "सूर्य" के चारों ओर छोटे "ग्रह" - इलेक्ट्रॉन - घूमते हैं। नाभिक में ब्रह्मांड के दो मुख्य निर्माण खंड होते हैं - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन (उनका एक एकीकृत नाम है - न्यूक्लियॉन)। एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटॉन आवेशित कण होते हैं, और उनमें से प्रत्येक में आवेश की मात्रा बिल्कुल समान होती है, लेकिन आवेश संकेत में भिन्न होते हैं: प्रोटॉन हमेशा धनात्मक रूप से आवेशित होता है, और इलेक्ट्रॉन हमेशा ऋणात्मक होता है। न्यूट्रॉन नहीं ले जाता है आवेशऔर इसलिए इसकी उच्च पारगम्यता है।

परमाणु माप पैमाने में, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान को एकता के रूप में लिया जाता है। इसलिए किसी भी रासायनिक तत्व का परमाणु भार उसके नाभिक में निहित प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, एक हाइड्रोजन परमाणु, जिसके नाभिक में केवल एक प्रोटॉन होता है, में होता है परमाणु भार 1 के बराबर। एक हीलियम परमाणु, जिसमें दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन के नाभिक होते हैं, का परमाणु द्रव्यमान 4 के बराबर होता है।

एक ही तत्व के परमाणुओं के नाभिक में हमेशा समान संख्या में प्रोटॉन होते हैं, लेकिन न्यूट्रॉन की संख्या भिन्न हो सकती है। ऐसे परमाणु जिनके नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या समान होती है, लेकिन न्यूट्रॉन की संख्या में भिन्नता होती है और एक ही तत्व की किस्मों से संबंधित होते हैं, समस्थानिक कहलाते हैं। उन्हें एक दूसरे से अलग करने के लिए, तत्व के प्रतीक को एक संख्या दी जाती है, योग के बराबरकिसी दिए गए समस्थानिक के केंद्रक में सभी कणों का।

सवाल उठ सकता है: परमाणु का नाभिक अलग क्यों नहीं होता है? आखिरकार, इसमें शामिल प्रोटॉन समान आवेश वाले विद्युत आवेशित कण होते हैं, जिन्हें एक दूसरे को बड़ी ताकत से पीछे हटाना चाहिए। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि नाभिक के अंदर तथाकथित इंट्रान्यूक्लियर बल भी होते हैं जो नाभिक के कणों को एक दूसरे की ओर आकर्षित करते हैं। ये बल प्रोटॉन के प्रतिकर्षण बलों की भरपाई करते हैं और नाभिक को अनायास अलग उड़ने नहीं देते हैं।

इंट्रान्यूक्लियर बल बहुत मजबूत होते हैं, लेकिन वे बहुत करीब से ही कार्य करते हैं। इसलिए, भारी तत्वों के नाभिक, जिनमें सैकड़ों नाभिक होते हैं, अस्थिर हो जाते हैं। नाभिक के कण यहां (नाभिक के आयतन के भीतर) निरंतर गति में हैं, और यदि आप उनमें कुछ अतिरिक्त मात्रा में ऊर्जा जोड़ते हैं, तो वे आंतरिक बलों को दूर कर सकते हैं - नाभिक भागों में विभाजित हो जाएगा। इस अतिरिक्त ऊर्जा की मात्रा को उत्तेजना ऊर्जा कहा जाता है। भारी तत्वों के समस्थानिकों में ऐसे भी हैं जो स्वयं-क्षय के कगार पर प्रतीत होते हैं। केवल एक छोटा "धक्का" पर्याप्त है, उदाहरण के लिए, परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए न्यूट्रॉन के नाभिक में एक साधारण हिट (और इसे उच्च गति तक तेज करने की भी आवश्यकता नहीं है)। इनमें से कुछ "विखंडनीय" समस्थानिकों को बाद में कृत्रिम रूप से बनाया गया था। प्रकृति में ऐसा केवल एक ही समस्थानिक है - वह है यूरेनियम-235।

यूरेनस की खोज 1783 में क्लाप्रोथ ने की थी, जिन्होंने इसे यूरेनियम पिच से अलग किया और हाल ही में खोजे गए ग्रह यूरेनस के नाम पर इसका नाम रखा। जैसा कि बाद में पता चला, यह वास्तव में यूरेनियम ही नहीं, बल्कि इसका ऑक्साइड था। शुद्ध यूरेनियम, एक चांदी-सफेद धातु, प्राप्त किया गया था
केवल 1842 में पेलिगोट। नया तत्वउनके पास कोई उल्लेखनीय गुण नहीं था और उन्होंने 1896 तक ध्यान आकर्षित नहीं किया, जब बेकरेल ने यूरेनियम लवण की रेडियोधर्मिता की घटना की खोज की। उसके बाद, यूरेनियम एक वस्तु बन गया वैज्ञानिक अनुसंधानऔर प्रयोग, लेकिन व्यावहारिक अनुप्रयोगअभी भी नहीं था।

जब 20वीं शताब्दी के पहले तीसरे में, भौतिकविदों के लिए परमाणु नाभिक की संरचना कमोबेश स्पष्ट हो गई, तो उन्होंने सबसे पहले कीमियागर के पुराने सपने को पूरा करने की कोशिश की - उन्होंने एक को चालू करने की कोशिश की रासायनिक तत्वदूसरे में। 1934 में, फ्रांसीसी शोधकर्ताओं, फ्रेडरिक और आइरीन जूलियट-क्यूरी की पत्नी ने निम्नलिखित प्रयोग के बारे में फ्रेंच एकेडमी ऑफ साइंसेज को सूचना दी: जब एल्यूमीनियम प्लेटों पर अल्फा कणों (हीलियम परमाणु के नाभिक) के साथ बमबारी की गई, तो एल्यूमीनियम परमाणु फॉस्फोरस परमाणुओं में बदल गए। , लेकिन साधारण नहीं, बल्कि रेडियोधर्मी, जो बदले में, सिलिकॉन के एक स्थिर समस्थानिक में बदल गया। इस प्रकार, एक एल्युमीनियम परमाणु, एक प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन को मिलाकर, एक भारी सिलिकॉन परमाणु में बदल गया।

इस अनुभव ने इस विचार को जन्म दिया कि यदि प्रकृति में मौजूद सबसे भारी तत्व यूरेनियम के नाभिक न्यूट्रॉन के साथ "गोलाकार" हैं, तो कोई ऐसा तत्व प्राप्त कर सकता है जो प्राकृतिक परिस्थितियों में मौजूद नहीं है। 1938 में, जर्मन रसायनज्ञ ओटो हैन और फ्रिट्ज स्ट्रैसमैन ने सामान्य शब्दों में एल्युमिनियम के बजाय यूरेनियम लेते हुए जूलियट-क्यूरी जीवनसाथी के अनुभव को दोहराया। प्रयोग के परिणाम उनकी अपेक्षा के अनुरूप बिल्कुल नहीं थे - यूरेनियम की तुलना में अधिक द्रव्यमान वाले एक नए अतिभारी तत्व के बजाय, हैन और स्ट्रैसमैन को मध्य भाग से हल्के तत्व प्राप्त हुए आवधिक प्रणाली: बेरियम, क्रिप्टन, ब्रोमीन और कुछ अन्य। प्रयोगकर्ता स्वयं प्रेक्षित परिघटना की व्याख्या नहीं कर सके। यह अगले वर्ष तक नहीं था कि भौतिक विज्ञानी लिसा मीटनर, जिसे हन ने अपनी कठिनाइयों की सूचना दी, ने देखी गई घटना के लिए एक सही स्पष्टीकरण पाया, यह सुझाव देते हुए कि जब यूरेनियम पर न्यूट्रॉन की बमबारी की गई थी, तो इसका नाभिक विभाजित (विखंडित) हो गया था। इस मामले में, हल्के तत्वों के नाभिक का गठन किया जाना चाहिए था (यह वह जगह है जहां से बेरियम, क्रिप्टन और अन्य पदार्थ लिए गए थे), साथ ही 2-3 मुक्त न्यूट्रॉन जारी किए जाने चाहिए थे। आगे के शोध ने जो हो रहा है उसकी तस्वीर को विस्तार से स्पष्ट करने की अनुमति दी।

प्राकृतिक यूरेनियम में 238, 234 और 235 के द्रव्यमान वाले तीन समस्थानिकों का मिश्रण होता है। यूरेनियम की मुख्य मात्रा 238 समस्थानिक पर पड़ती है, जिसके नाभिक में 92 प्रोटॉन और 146 न्यूट्रॉन होते हैं। यूरेनियम -235 प्राकृतिक यूरेनियम का केवल 1/140 है (0.7% (इसके नाभिक में 92 प्रोटॉन और 143 न्यूट्रॉन हैं), और यूरेनियम -234 (92 प्रोटॉन, 142 न्यूट्रॉन) यूरेनियम के कुल द्रव्यमान का केवल 1/17500 है ( 0 006% इन समस्थानिकों में सबसे कम स्थिर यूरेनियम-235 है।

समय-समय पर इसके परमाणुओं के नाभिक अनायास ही भागों में विभाजित हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप आवर्त प्रणाली के हल्के तत्व बनते हैं। प्रक्रिया दो या तीन मुक्त न्यूट्रॉन की रिहाई के साथ होती है, जो एक जबरदस्त गति से भागते हैं - लगभग 10 हजार किमी / सेकंड (उन्हें तेज न्यूट्रॉन कहा जाता है)। ये न्यूट्रॉन अन्य यूरेनियम नाभिक से टकरा सकते हैं, जिससे परमाणु प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं। इस मामले में प्रत्येक आइसोटोप अलग तरह से व्यवहार करता है। ज्यादातर मामलों में यूरेनियम -238 नाभिक बिना किसी और परिवर्तन के इन न्यूट्रॉन को आसानी से पकड़ लेते हैं। लेकिन पांच में से लगभग एक मामले में, जब एक तेज न्यूट्रॉन 238 आइसोटोप के नाभिक से टकराता है, तो एक जिज्ञासु परमाणु प्रतिक्रिया होती है: यूरेनियम -238 न्यूट्रॉन में से एक एक इलेक्ट्रॉन का उत्सर्जन करता है, जो एक प्रोटॉन में बदल जाता है, यानी यूरेनियम आइसोटोप अधिक में बदल जाता है
भारी तत्व नेपच्यूनियम-239 (93 प्रोटॉन + 146 न्यूट्रॉन) है। लेकिन नेपच्यूनियम अस्थिर है - कुछ मिनटों के बाद इसका एक न्यूट्रॉन एक इलेक्ट्रॉन का उत्सर्जन करता है, एक प्रोटॉन में बदल जाता है, जिसके बाद नेप्च्यूनियम आइसोटोप आवधिक प्रणाली में अगले तत्व में बदल जाता है - प्लूटोनियम -239 (94 प्रोटॉन + 145 न्यूट्रॉन)। यदि कोई न्यूट्रॉन अस्थिर यूरेनियम-235 के नाभिक में प्रवेश करता है, तो तुरंत विखंडन होता है - दो या तीन न्यूट्रॉन के उत्सर्जन के साथ परमाणु क्षय होते हैं। यह स्पष्ट है कि प्राकृतिक यूरेनियम में, जिसके अधिकांश परमाणु 238 समस्थानिक से संबंधित हैं, इस प्रतिक्रिया का कोई दृश्य परिणाम नहीं है - सभी मुक्त न्यूट्रॉन अंततः इस आइसोटोप द्वारा अवशोषित हो जाएंगे।

लेकिन क्या होगा अगर हम यूरेनियम के काफी बड़े टुकड़े की कल्पना करें, जिसमें पूरी तरह से 235 समस्थानिक हों?

यहां प्रक्रिया अलग-अलग होगी: कई नाभिकों के विखंडन के दौरान जारी किए गए न्यूट्रॉन, बदले में, पड़ोसी नाभिक में गिरते हैं, उनके विखंडन का कारण बनते हैं। नतीजतन, न्यूट्रॉन का एक नया हिस्सा निकलता है, जो निम्नलिखित नाभिकों को विभाजित करता है। अनुकूल परिस्थितियों में, यह प्रतिक्रिया हिमस्खलन की तरह आगे बढ़ती है और इसे चेन रिएक्शन कहा जाता है। कुछ बमबारी कण इसे शुरू करने के लिए पर्याप्त हो सकते हैं।

दरअसल, यूरेनियम-235 पर केवल 100 न्यूट्रॉन बमबारी करते हैं। वे 100 यूरेनियम नाभिकों को विभाजित करेंगे। इस मामले में, दूसरी पीढ़ी के 250 नए न्यूट्रॉन जारी किए जाएंगे (औसतन 2.5 प्रति विखंडन)। दूसरी पीढ़ी के न्यूट्रॉन पहले से ही 250 विखंडन पैदा करेंगे, जिस पर 625 न्यूट्रॉन जारी किए जाएंगे। अगली पीढ़ी में यह 1562, फिर 3906, फिर 9670, और इसी तरह होगा। प्रक्रिया को नहीं रोका गया तो बिना किसी सीमा के मंडलों की संख्या बढ़ जाएगी।

हालांकि, वास्तव में, न्यूट्रॉन का केवल एक नगण्य हिस्सा परमाणुओं के नाभिक में प्रवेश करता है। बाकी, उनके बीच तेजी से भागते हुए, आसपास के स्थान में ले जाया जाता है। एक आत्मनिर्भर श्रृंखला प्रतिक्रिया केवल यूरेनियम -235 के पर्याप्त बड़े सरणी में हो सकती है, जिसे एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान कहा जाता है। (सामान्य परिस्थितियों में यह द्रव्यमान 50 किग्रा है।) यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि प्रत्येक नाभिक के विखंडन के साथ बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है, जो विखंडन पर खर्च की गई ऊर्जा से लगभग 300 मिलियन गुना अधिक होती है। ! (यह गणना की गई है कि 1 किलो यूरेनियम-235 के पूर्ण विखंडन के साथ, 3 हजार टन कोयले को जलाने पर उतनी ही गर्मी निकलती है।)

कुछ ही क्षणों में जारी ऊर्जा का यह विशाल उछाल खुद को राक्षसी शक्ति के विस्फोट के रूप में प्रकट करता है और परमाणु हथियारों के संचालन को रेखांकित करता है। लेकिन इस हथियार के एक वास्तविकता बनने के लिए, यह आवश्यक है कि चार्ज में प्राकृतिक यूरेनियम न हो, लेकिन एक दुर्लभ आइसोटोप - 235 (ऐसे यूरेनियम को समृद्ध कहा जाता है)। बाद में यह पाया गया कि शुद्ध प्लूटोनियम भी एक विखंडनीय पदार्थ है और इसे यूरेनियम-235 के बजाय परमाणु आवेश में इस्तेमाल किया जा सकता है।

ये सभी महत्वपूर्ण खोजें द्वितीय विश्व युद्ध की पूर्व संध्या पर की गई थीं। जल्द ही जर्मनी और अन्य देशों में परमाणु बम के निर्माण पर गुप्त कार्य शुरू हुआ। संयुक्त राज्य अमेरिका में, इस समस्या को 1941 में उठाया गया था। कार्यों के पूरे परिसर को "मैनहट्टन परियोजना" का नाम दिया गया था।

परियोजना का प्रशासनिक नेतृत्व जनरल ग्रोव्स द्वारा किया गया था, और वैज्ञानिक दिशा कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के प्रोफेसर रॉबर्ट ओपेनहाइमर द्वारा की गई थी। दोनों अपने सामने कार्य की विशाल जटिलता से अच्छी तरह वाकिफ थे। इसलिए, ओपेनहाइमर की पहली चिंता एक अत्यधिक बुद्धिमान वैज्ञानिक टीम का अधिग्रहण था। उस समय संयुक्त राज्य अमेरिका में कई भौतिक विज्ञानी थे जो वहां से आए थे नाज़ी जर्मनी. अपनी पूर्व मातृभूमि के खिलाफ निर्देशित हथियारों के निर्माण में उन्हें शामिल करना आसान नहीं था। ओपेनहाइमर ने अपने आकर्षण की पूरी ताकत का उपयोग करते हुए व्यक्तिगत रूप से सभी से बात की। जल्द ही वह सिद्धांतकारों के एक छोटे समूह को इकट्ठा करने में कामयाब रहे, जिसे उन्होंने मजाक में "चमकदार" कहा। और वास्तव में, इसमें भौतिकी और रसायन विज्ञान के क्षेत्र में उस समय के सबसे बड़े विशेषज्ञ शामिल थे। (उनमें से 13 पुरस्कार विजेता नोबेल पुरुस्कार, बोहर, फर्मी, फ्रैंक, चाडविक, लॉरेंस सहित।) उनके अलावा, विभिन्न प्रोफाइल के कई अन्य विशेषज्ञ थे।

अमेरिकी सरकार ने खर्च करने में कोई कंजूसी नहीं की, और शुरू से ही काम ने एक भव्य गुंजाइश ग्रहण की। 1942 में, लॉस एलामोस में दुनिया की सबसे बड़ी अनुसंधान प्रयोगशाला की स्थापना की गई थी। इस वैज्ञानिक शहर की आबादी जल्द ही 9 हजार लोगों तक पहुंच गई। वैज्ञानिकों की रचना के अनुसार, गुंजाइश वैज्ञानिक प्रयोगों, लॉस एलामोस प्रयोगशाला के काम में शामिल विशेषज्ञों और श्रमिकों की संख्या विश्व इतिहास में अद्वितीय थी। मैनहट्टन परियोजना की अपनी पुलिस, प्रति-खुफिया, संचार प्रणाली, गोदाम, बस्तियाँ, कारखाने, प्रयोगशालाएँ और अपना विशाल बजट था।

परियोजना का मुख्य लक्ष्य पर्याप्त विखंडनीय सामग्री प्राप्त करना था जिससे कई परमाणु बम बनाए जा सकें। यूरेनियम -235 के अलावा, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, कृत्रिम तत्व प्लूटोनियम -239 बम के लिए एक चार्ज के रूप में काम कर सकता है, यानी बम या तो यूरेनियम या प्लूटोनियम हो सकता है।

पेड़ोंतथा ओप्पेन्हेइमेरइस बात पर सहमत हुए कि काम दो दिशाओं में एक साथ किया जाना चाहिए, क्योंकि यह पहले से तय करना असंभव है कि उनमें से कौन अधिक आशाजनक होगा। दोनों विधियां एक दूसरे से मौलिक रूप से भिन्न थीं: यूरेनियम -235 के संचय को प्राकृतिक यूरेनियम के थोक से अलग करके किया जाना था, और प्लूटोनियम केवल यूरेनियम -238 को विकिरणित करके नियंत्रित परमाणु प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त किया जा सकता था। न्यूट्रॉन दोनों रास्ते असामान्य रूप से कठिन लग रहे थे और आसान समाधान का वादा नहीं करते थे।

वास्तव में, दो समस्थानिकों को एक दूसरे से कैसे अलग किया जा सकता है, जो अपने वजन में केवल थोड़ा भिन्न होते हैं और रासायनिक रूप से ठीक उसी तरह व्यवहार करते हैं? न तो विज्ञान और न ही प्रौद्योगिकी ने कभी ऐसी समस्या का सामना किया है। प्लूटोनियम का उत्पादन भी पहली बार में बहुत समस्याग्रस्त लग रहा था। इससे पहले, परमाणु परिवर्तन के पूरे अनुभव को कई प्रयोगशाला प्रयोगों तक सीमित कर दिया गया था। अब औद्योगिक पैमाने पर किलोग्राम प्लूटोनियम के उत्पादन में महारत हासिल करना, इसके लिए एक विशेष स्थापना विकसित करना और बनाना आवश्यक था - एक परमाणु रिएक्टर, और यह सीखना कि परमाणु प्रतिक्रिया के पाठ्यक्रम को कैसे नियंत्रित किया जाए।

और यहाँ और वहाँ जटिल समस्याओं के एक पूरे परिसर को हल करना पड़ा। इसलिए, "मैनहट्टन प्रोजेक्ट" में प्रमुख वैज्ञानिकों की अध्यक्षता में कई उप-परियोजनाएं शामिल थीं। ओपेनहाइमर स्वयं लॉस एलामोस विज्ञान प्रयोगशाला के प्रमुख थे। लॉरेंस कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में विकिरण प्रयोगशाला के प्रभारी थे। फर्मी ने शिकागो विश्वविद्यालय में परमाणु रिएक्टर के निर्माण पर शोध का नेतृत्व किया।

प्रारंभ में, सबसे महत्वपूर्ण समस्या यूरेनियम प्राप्त करने की थी। युद्ध से पहले, इस धातु का वास्तव में कोई उपयोग नहीं था। अब जब इसकी तुरंत बड़ी मात्रा में आवश्यकता थी, तो यह पता चला कि इसका उत्पादन करने का कोई औद्योगिक तरीका नहीं था।

वेस्टिंगहाउस कंपनी ने अपना विकास किया और जल्दी से सफलता हासिल की। यूरेनियम राल (इस रूप में यूरेनियम प्रकृति में होता है) की शुद्धि के बाद और यूरेनियम ऑक्साइड प्राप्त करने के बाद, इसे टेट्राफ्लोराइड (यूएफ 4) में परिवर्तित कर दिया गया, जिसमें से धातु यूरेनियम इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा पृथक किया गया था। यदि 1941 के अंत में अमेरिकी वैज्ञानिकों के पास उनके निपटान में केवल कुछ ग्राम धात्विक यूरेनियम था, तो नवंबर 1942 में वेस्टिंगहाउस संयंत्रों में इसका औद्योगिक उत्पादन 6,000 पाउंड प्रति माह तक पहुंच गया।

उसी समय, परमाणु रिएक्टर के निर्माण पर काम चल रहा था। प्लूटोनियम उत्पादन प्रक्रिया वास्तव में न्यूट्रॉन के साथ यूरेनियम की छड़ के विकिरण के लिए उबलती है, जिसके परिणामस्वरूप यूरेनियम -238 के हिस्से को प्लूटोनियम में बदलना पड़ा। इस मामले में न्यूट्रॉन के स्रोत यूरेनियम -238 परमाणुओं के बीच पर्याप्त मात्रा में बिखरे हुए यूरेनियम -235 परमाणु हो सकते हैं। लेकिन न्यूट्रॉन के निरंतर प्रजनन को बनाए रखने के लिए, यूरेनियम -235 परमाणुओं के विखंडन की एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू करनी पड़ी। इस बीच, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, यूरेनियम -235 के प्रत्येक परमाणु के लिए यूरेनियम -238 के 140 परमाणु थे। यह स्पष्ट है कि सभी दिशाओं में उड़ने वाले न्यूट्रॉन के रास्ते में उनसे मिलने की संभावना अधिक थी। यही है, बड़ी संख्या में जारी किए गए न्यूट्रॉन मुख्य आइसोटोप द्वारा बिना किसी लाभ के अवशोषित हो गए। जाहिर है, ऐसी परिस्थितियों में चेन रिएक्शन नहीं चल सकता था। हो कैसे?

पहले तो ऐसा लगा कि दो समस्थानिकों को अलग किए बिना, रिएक्टर का संचालन आम तौर पर असंभव था, लेकिन एक महत्वपूर्ण परिस्थिति जल्द ही स्थापित हो गई: यह पता चला कि यूरेनियम -235 और यूरेनियम -238 विभिन्न ऊर्जाओं के न्यूट्रॉन के लिए अतिसंवेदनशील थे। यूरेनियम -235 के एक परमाणु के नाभिक को अपेक्षाकृत कम ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन के साथ विभाजित करना संभव है, जिसकी गति लगभग 22 m/s है। इस तरह के धीमे न्यूट्रॉन यूरेनियम -238 नाभिक द्वारा कब्जा नहीं किए जाते हैं - इसके लिए उनके पास प्रति सेकंड सैकड़ों हजारों मीटर के क्रम की गति होनी चाहिए। दूसरे शब्दों में, यूरेनियम -238 यूरेनियम -235 में एक श्रृंखला प्रतिक्रिया की शुरुआत और प्रगति को रोकने के लिए शक्तिहीन है, जो न्यूट्रॉन की वजह से बेहद कम गति तक धीमी हो जाती है - 22 मीटर/सेकेंड से अधिक नहीं। इस घटना की खोज इतालवी भौतिक विज्ञानी फर्मी ने की थी, जो 1938 से संयुक्त राज्य अमेरिका में रहते थे और यहां पहले रिएक्टर के निर्माण पर काम की निगरानी करते थे। फर्मी ने ग्रेफाइट को न्यूट्रॉन मॉडरेटर के रूप में उपयोग करने का निर्णय लिया। उनकी गणना के अनुसार, यूरेनियम -235 से उत्सर्जित न्यूट्रॉन, 40 सेमी की ग्रेफाइट की एक परत से गुजरते हुए, अपनी गति को 22 मीटर / सेकंड तक कम कर देना चाहिए और यूरेनियम -235 में एक आत्मनिर्भर श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू कर देनी चाहिए।

तथाकथित "भारी" पानी एक और मॉडरेटर के रूप में काम कर सकता है। चूंकि इसे बनाने वाले हाइड्रोजन परमाणु आकार और द्रव्यमान में न्यूट्रॉन के बहुत करीब हैं, इसलिए वे उन्हें धीमा कर सकते हैं। (लगभग ऐसा ही तेज न्यूट्रॉन के साथ होता है जैसे गेंदों के साथ होता है: यदि एक छोटी गेंद एक बड़ी गेंद से टकराती है, तो यह लगभग गति खोए बिना वापस लुढ़क जाती है, लेकिन जब यह एक छोटी गेंद से मिलती है, तो यह अपनी ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा इसमें स्थानांतरित कर देती है - जैसे एक लोचदार टक्कर में एक न्यूट्रॉन एक भारी नाभिक से उछलता है, केवल थोड़ा धीमा होता है, और हाइड्रोजन परमाणुओं के नाभिक के साथ टकराने पर अपनी सारी ऊर्जा बहुत जल्दी खो देता है।) हालांकि, सामान्य पानी धीमा होने के लिए उपयुक्त नहीं है, क्योंकि इसका हाइड्रोजन झुकता है न्यूट्रॉन को अवशोषित करने के लिए। इसीलिए ड्यूटेरियम, जो "भारी" पानी का हिस्सा है, का उपयोग इस उद्देश्य के लिए किया जाना चाहिए।

1942 की शुरुआत में, फ़र्मी के नेतृत्व में, शिकागो स्टेडियम के पश्चिमी स्टैंड के तहत टेनिस कोर्ट में पहले परमाणु रिएक्टर पर निर्माण शुरू हुआ। सारे काम वैज्ञानिकों ने खुद किए। प्रतिक्रिया को एक ही तरीके से नियंत्रित किया जा सकता है - श्रृंखला प्रतिक्रिया में शामिल न्यूट्रॉन की संख्या को समायोजित करके। फर्मी ने बोरॉन और कैडमियम जैसे पदार्थों से बनी छड़ों के साथ ऐसा करने की कल्पना की, जो न्यूट्रॉन को दृढ़ता से अवशोषित करते हैं। ग्रेफाइट ईंटों ने एक मॉडरेटर के रूप में कार्य किया, जिसमें से भौतिकविदों ने 3 मीटर ऊंचे और 1.2 मीटर चौड़े स्तंभ बनाए। उनके बीच यूरेनियम ऑक्साइड के साथ आयताकार ब्लॉक स्थापित किए गए थे। लगभग 46 टन यूरेनियम ऑक्साइड और 385 टन ग्रेफाइट पूरे ढांचे में चला गया। प्रतिक्रिया को धीमा करने के लिए, कैडमियम और बोरॉन रॉड को रिएक्टर में पेश किया गया।

यदि यह पर्याप्त नहीं था, तो बीमा के लिए, रिएक्टर के ऊपर स्थित एक मंच पर, कैडमियम लवण के घोल से भरी बाल्टी के साथ दो वैज्ञानिक थे - यदि प्रतिक्रिया नियंत्रण से बाहर हो गई तो उन्हें रिएक्टर पर डालना चाहिए था। सौभाग्य से, इसकी आवश्यकता नहीं थी। 2 दिसंबर, 1942 को, फर्मी ने सभी नियंत्रण छड़ों को विस्तारित करने का आदेश दिया, और प्रयोग शुरू हुआ। चार मिनट बाद, न्यूट्रॉन काउंटर जोर से और जोर से क्लिक करने लगे। हर मिनट के साथ, न्यूट्रॉन फ्लक्स की तीव्रता अधिक होती गई। इससे संकेत मिलता है कि रिएक्टर में एक चेन रिएक्शन हो रहा था। यह 28 मिनट तक चला। फिर फर्मी ने संकेत दिया, और निचली छड़ों ने प्रक्रिया को रोक दिया। इस प्रकार, पहली बार, मनुष्य ने परमाणु नाभिक की ऊर्जा को मुक्त किया और साबित किया कि वह इसे अपनी इच्छा से नियंत्रित कर सकता है। अब इसमें कोई संदेह नहीं रह गया था कि परमाणु हथियार एक वास्तविकता थे।

1943 में, फर्मी रिएक्टर को नष्ट कर दिया गया और अर्गोनी नेशनल लेबोरेटरी (शिकागो से 50 किमी) में ले जाया गया। जल्द ही यहां एक और परमाणु रिएक्टर बनाया गया, जिसमें भारी पानी को मॉडरेटर के रूप में इस्तेमाल किया जाता था। इसमें एक बेलनाकार एल्यूमीनियम टैंक शामिल था जिसमें 6.5 टन भारी पानी था, जिसमें एक एल्यूमीनियम म्यान में संलग्न यूरेनियम धातु की 120 छड़ें लंबवत रूप से भरी हुई थीं। सात नियंत्रण छड़ें कैडमियम से बनाई गई थीं। टैंक के चारों ओर एक ग्रेफाइट परावर्तक था, फिर सीसा और कैडमियम मिश्र धातुओं से बना एक स्क्रीन। पूरी संरचना लगभग 2.5 मीटर की दीवार मोटाई के साथ एक ठोस खोल में संलग्न थी।

इन प्रायोगिक रिएक्टरों पर प्रयोगों ने संभावना की पुष्टि की औद्योगिक उत्पादनप्लूटोनियम

"मैनहट्टन प्रोजेक्ट" का मुख्य केंद्र जल्द ही टेनेसी नदी घाटी में ओक रिज का शहर बन गया, जिसकी आबादी कुछ ही महीनों में बढ़कर 79 हजार हो गई। यहां, कम समय में, समृद्ध यूरेनियम के उत्पादन के लिए पहला संयंत्र बनाया गया था। 1943 में तुरंत, एक औद्योगिक रिएक्टर लॉन्च किया गया जो प्लूटोनियम का उत्पादन करता था। फरवरी 1944 में इसमें से प्रतिदिन लगभग 300 किलोग्राम यूरेनियम निकाला जाता था, जिसकी सतह से रासायनिक पृथक्करण द्वारा प्लूटोनियम प्राप्त किया जाता था। (ऐसा करने के लिए, प्लूटोनियम को पहले भंग किया गया और फिर अवक्षेपित किया गया।) शुद्ध यूरेनियम को फिर से रिएक्टर में वापस कर दिया गया। उसी वर्ष, कोलंबिया नदी के दक्षिणी तट पर बंजर, उजाड़ रेगिस्तान में, विशाल हनफोर्ड प्लांट पर निर्माण शुरू हुआ। यहां तीन शक्तिशाली परमाणु रिएक्टर स्थित थे, जो रोजाना कई सौ ग्राम प्लूटोनियम देते थे।

समानांतर में, यूरेनियम संवर्धन के लिए एक औद्योगिक प्रक्रिया विकसित करने के लिए अनुसंधान जोरों पर था।

विचार करके विभिन्न प्रकार, ग्रोव्स और ओपेनहाइमर ने दो तरीकों पर ध्यान केंद्रित करने का फैसला किया: गैस प्रसार और विद्युत चुम्बकीय।

गैस प्रसार विधि ग्राहम के नियम के रूप में जाने जाने वाले सिद्धांत पर आधारित थी (इसे पहली बार 1829 में स्कॉटिश रसायनज्ञ थॉमस ग्राहम द्वारा तैयार किया गया था और 1896 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी रेली द्वारा विकसित किया गया था)। इस कानून के अनुसार, यदि दो गैसें, जिनमें से एक दूसरे की तुलना में हल्की है, को एक फिल्टर के माध्यम से नगण्य रूप से छोटे उद्घाटन के साथ पारित किया जाता है, तो भारी गैस की तुलना में थोड़ी अधिक हल्की गैस इसमें से गुजरेगी। नवंबर 1942 में, कोलंबिया विश्वविद्यालय में यूरे और डनिंग ने रेली पद्धति के आधार पर यूरेनियम समस्थानिकों को अलग करने के लिए एक गैसीय प्रसार विधि बनाई।

चूंकि प्राकृतिक यूरेनियम है ठोस, फिर इसे पहले यूरेनियम फ्लोराइड (UF6) में परिवर्तित किया गया। इस गैस को तब सूक्ष्मदर्शी से - एक मिलीमीटर के हजारवें भाग के क्रम में - फिल्टर सेप्टम में छेद से पारित किया गया था।

चूंकि गैसों के दाढ़ भार में अंतर बहुत कम था, इसलिए चकरा देने के पीछे यूरेनियम -235 की सामग्री में केवल 1.0002 के कारक की वृद्धि हुई।

यूरेनियम -235 की मात्रा को और भी अधिक बढ़ाने के लिए, परिणामी मिश्रण को फिर से एक विभाजन के माध्यम से पारित किया जाता है, और यूरेनियम की मात्रा को फिर से 1.0002 गुना बढ़ा दिया जाता है। इस प्रकार, यूरेनियम -235 की सामग्री को 99% तक बढ़ाने के लिए, गैस को 4000 फिल्टर के माध्यम से पारित करना आवश्यक था। यह ओक रिज में एक विशाल गैसीय प्रसार संयंत्र में हुआ।

1940 में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में अर्नस्ट लॉरेंस के नेतृत्व में, विद्युत चुम्बकीय विधि द्वारा यूरेनियम समस्थानिकों को अलग करने पर शोध शुरू हुआ। ऐसी भौतिक प्रक्रियाओं को खोजना आवश्यक था जो समस्थानिकों को उनके द्रव्यमान में अंतर का उपयोग करके अलग करने की अनुमति दें। लॉरेंस ने द्रव्यमान स्पेक्ट्रोग्राफ के सिद्धांत का उपयोग करके आइसोटोप को अलग करने का प्रयास किया - एक उपकरण जो परमाणुओं के द्रव्यमान को निर्धारित करता है।

इसके संचालन का सिद्धांत इस प्रकार था: पूर्व-आयनित परमाणुओं को त्वरित किया गया था विद्युत क्षेत्र, और फिर एक चुंबकीय क्षेत्र से होकर गुजरे जिसमें उन्होंने क्षेत्र की दिशा के लंबवत समतल में स्थित वृत्तों का वर्णन किया। चूँकि इन प्रक्षेप पथों की त्रिज्याएँ द्रव्यमान के समानुपाती थीं, इसलिए प्रकाश आयन भारी वाले की तुलना में छोटे त्रिज्या वाले वृत्तों पर समाप्त हो गए। यदि परमाणुओं के मार्ग के साथ जाल बिछाए जाते, तो इस तरह से अलग-अलग समस्थानिकों को अलग-अलग एकत्र करना संभव था।

वह तरीका था। प्रयोगशाला परिस्थितियों में, उन्होंने अच्छे परिणाम दिए। लेकिन एक ऐसे संयंत्र का निर्माण करना जिसमें औद्योगिक पैमाने पर आइसोटोप पृथक्करण किया जा सके, अत्यंत कठिन साबित हुआ। हालांकि, लॉरेंस अंततः सभी कठिनाइयों को दूर करने में कामयाब रहा। उनके प्रयासों का परिणाम कैल्यूट्रॉन की उपस्थिति थी, जिसे ओक रिज में एक विशाल संयंत्र में स्थापित किया गया था।

यह इलेक्ट्रोमैग्नेटिक प्लांट 1943 में बनाया गया था और यह मैनहट्टन प्रोजेक्ट का शायद सबसे महंगा दिमाग था। लॉरेंस की विधि के लिए बड़ी संख्या में जटिल, अभी तक विकसित उपकरणों की आवश्यकता नहीं थी उच्च वोल्टेज, उच्च निर्वात और मजबूत चुंबकीय क्षेत्र। लागत बहुत बड़ी थी। कैलुट्रॉन में एक विशाल विद्युत चुंबक था, जिसकी लंबाई 75 मीटर तक पहुंच गई और इसका वजन लगभग 4000 टन था।

इस इलेक्ट्रोमैग्नेट के लिए कई हजार टन चांदी के तार वाइंडिंग में चले गए।

पूरे काम (चांदी के $300 मिलियन मूल्य की लागत को छोड़कर, जिसे राज्य के खजाने ने केवल अस्थायी रूप से प्रदान किया था) की लागत $400 मिलियन थी। केवल कैलूट्रॉन द्वारा खर्च की गई बिजली के लिए, रक्षा मंत्रालय ने 10 मिलियन का भुगतान किया। ओक रिज कारखाने के अधिकांश उपकरण क्षेत्र में विकसित किसी भी चीज़ के पैमाने और सटीकता में बेहतर थे।

लेकिन ये सारे खर्चे व्यर्थ नहीं गए। कुल मिलाकर लगभग 2 बिलियन डॉलर खर्च करने के बाद, 1944 तक अमेरिकी वैज्ञानिकों ने यूरेनियम संवर्धन और प्लूटोनियम उत्पादन के लिए एक अनूठी तकनीक बनाई। इस बीच, लॉस एलामोस प्रयोगशाला में, वे बम के डिजाइन पर ही काम कर रहे थे। इसके संचालन का सिद्धांत लंबे समय तक सामान्य शब्दों में स्पष्ट था: विस्फोट के समय विखंडनीय पदार्थ (प्लूटोनियम या यूरेनियम -235) को एक महत्वपूर्ण स्थिति में स्थानांतरित किया जाना चाहिए था (एक श्रृंखला प्रतिक्रिया होने के लिए, द्रव्यमान का द्रव्यमान चार्ज क्रिटिकल से भी काफी बड़ा होना चाहिए) और एक न्यूट्रॉन बीम से विकिरणित होना चाहिए, जो एक श्रृंखला प्रतिक्रिया की शुरुआत है।

गणना के अनुसार, चार्ज का महत्वपूर्ण द्रव्यमान 50 किलोग्राम से अधिक था, लेकिन इसे काफी कम किया जा सकता था। सामान्य तौर पर, महत्वपूर्ण द्रव्यमान का परिमाण कई कारकों से काफी प्रभावित होता है। आवेश का सतह क्षेत्र जितना बड़ा होता है, उतने ही अधिक न्यूट्रॉन बेकार रूप से आसपास के स्थान में उत्सर्जित होते हैं। सबसे छोटा क्षेत्रसतह में एक गोला है। नतीजतन, गोलाकार चार्ज, अन्य चीजें समान होने के कारण, सबसे छोटा महत्वपूर्ण द्रव्यमान होता है। इसके अलावा, महत्वपूर्ण द्रव्यमान का मूल्य शुद्धता और विखंडनीय सामग्री के प्रकार पर निर्भर करता है। यह इस सामग्री के घनत्व के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है, जो उदाहरण के लिए, घनत्व को दोगुना करके, महत्वपूर्ण द्रव्यमान को चार के कारक से कम करने की अनुमति देता है। उप-क्रिटिकलता की आवश्यक डिग्री प्राप्त की जा सकती है, उदाहरण के लिए, परमाणु चार्ज के चारों ओर गोलाकार खोल के रूप में बनाए गए पारंपरिक विस्फोटक चार्ज के विस्फोट के कारण विखंडनीय सामग्री को संकुचित करके। न्यूट्रॉन को अच्छी तरह से परावर्तित करने वाली स्क्रीन के साथ आवेश को घेरकर क्रांतिक द्रव्यमान को भी कम किया जा सकता है। सीसा, बेरिलियम, टंगस्टन, प्राकृतिक यूरेनियम, लोहा, और कई अन्य का उपयोग इस तरह की स्क्रीन के रूप में किया जा सकता है।

परमाणु बम के संभावित डिजाइनों में से एक में यूरेनियम के दो टुकड़े होते हैं, जो संयुक्त होने पर महत्वपूर्ण से अधिक द्रव्यमान बनाते हैं। बम विस्फोट करने के लिए, आपको जितनी जल्दी हो सके उन्हें एक साथ लाने की आवश्यकता है। दूसरी विधि आवक-अभिसरण विस्फोट के उपयोग पर आधारित है। इस मामले में, एक पारंपरिक विस्फोटक से गैसों का प्रवाह अंदर स्थित विखंडनीय सामग्री पर निर्देशित किया गया था और इसे एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान तक पहुंचने तक संपीड़ित किया गया था। चार्ज का कनेक्शन और न्यूट्रॉन के साथ इसका तीव्र विकिरण, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, एक श्रृंखला प्रतिक्रिया का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप, पहले सेकंड में, तापमान 1 मिलियन डिग्री तक बढ़ जाता है। इस समय के दौरान, केवल 5% महत्वपूर्ण द्रव्यमान अलग होने में कामयाब रहे। प्रारंभिक बम डिजाइनों में शेष प्रभार बिना वाष्पित हो गया
किसी भी अच्छे।

इतिहास में पहला परमाणु बम (इसे "ट्रिनिटी" नाम दिया गया था) 1945 की गर्मियों में इकट्ठा किया गया था। और 16 जून, 1945 को अलामोगोर्डो रेगिस्तान (न्यू मैक्सिको) में परमाणु परीक्षण स्थल पर पृथ्वी पर पहला परमाणु विस्फोट किया गया था। बम को परीक्षण स्थल के केंद्र में 30 मीटर के स्टील टॉवर के ऊपर रखा गया था। इसके चारों ओर काफी दूरी पर रिकॉर्डिंग उपकरण रखे गए थे। 9 किमी पर एक अवलोकन पोस्ट था, और 16 किमी पर - एक कमांड पोस्ट। परमाणु विस्फोट ने इस घटना के सभी गवाहों पर जबरदस्त प्रभाव डाला। चश्मदीदों के विवरण के अनुसार, ऐसा लग रहा था कि कई सूर्य एक में विलीन हो गए और एक ही बार में बहुभुज को रोशन कर दिया। तभी मैदान के ऊपर आग का एक विशाल गोला दिखाई दिया, और धूल और प्रकाश का एक गोल बादल धीरे-धीरे और अशुभ रूप से उसकी ओर बढ़ने लगा।

जमीन से उड़ान भरने के बाद यह आग का गोला चंद सेकेंड में तीन किलोमीटर से ज्यादा की ऊंचाई तक उड़ गया। हर पल यह आकार में बढ़ता गया, जल्द ही इसका व्यास 1.5 किमी तक पहुंच गया, और यह धीरे-धीरे समताप मंडल में बढ़ गया। फिर आग के गोले ने घूमते हुए धुएं के एक स्तंभ को रास्ता दिया, जो एक विशाल मशरूम का रूप लेते हुए 12 किमी की ऊंचाई तक फैल गया। यह सब एक भयानक गर्जना के साथ था, जिससे पृथ्वी काँप उठी। विस्फोटित बम की शक्ति सभी अपेक्षाओं को पार कर गई।

जैसे ही विकिरण की स्थिति की अनुमति दी, कई शर्मन टैंक, अंदर से सीसा प्लेटों के साथ पंक्तिबद्ध, विस्फोट क्षेत्र में पहुंचे। उनमें से एक पर फर्मी था, जो अपने काम के परिणाम देखने के लिए उत्सुक था। उनकी आंखों के सामने मरी हुई झुलसी हुई धरती दिखाई दी, जिस पर 1.5 किमी के दायरे में सारा जीवन नष्ट हो गया। रेत एक कांच की हरी-भरी पपड़ी में बदल गई जिसने जमीन को ढँक दिया। एक विशाल गड्ढे में एक स्टील सपोर्ट टॉवर के कटे-फटे अवशेष रखे गए हैं। विस्फोट के बल का अनुमान 20,000 टन टीएनटी था।

अगला कदम जापान के खिलाफ परमाणु बम का युद्धक उपयोग था, जिसने नाजी जर्मनी के आत्मसमर्पण के बाद अकेले संयुक्त राज्य अमेरिका और उसके सहयोगियों के साथ युद्ध जारी रखा। तब कोई लॉन्च वाहन नहीं थे, इसलिए बमबारी को एक विमान से करना पड़ा। यूएसएस इंडियानापोलिस द्वारा दो बमों के घटकों को बहुत सावधानी से टिनियन द्वीप तक पहुँचाया गया, जहाँ अमेरिकी वायु सेना का 509वाँ समग्र समूह आधारित था। चार्ज और डिजाइन के हिसाब से ये बम एक दूसरे से कुछ अलग थे।

पहला परमाणु बम - "बेबी" - अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम -235 के परमाणु प्रभार के साथ एक बड़े आकार का हवाई बम था। इसकी लंबाई लगभग 3 मीटर, व्यास - 62 सेमी, वजन - 4.1 टन थी।

दूसरा परमाणु बम - "फैट मैन" - प्लूटोनियम -239 के चार्ज के साथ एक बड़े आकार के स्टेबलाइजर के साथ एक अंडे का आकार था। इसकी लंबाई
3.2 मीटर, व्यास 1.5 मीटर, वजन - 4.5 टन था।

6 अगस्त को, कर्नल तिब्बत के बी-29 एनोला गे बॉम्बर ने बड़े जापानी शहर हिरोशिमा पर "किड" गिराया। बम को पैराशूट द्वारा गिराया गया और जमीन से 600 मीटर की ऊंचाई पर, जैसा कि योजना बनाई गई थी, विस्फोट हो गया।

विस्फोट के परिणाम भयानक थे। खुद पायलटों पर भी, उनके द्वारा नष्ट किए गए शांतिपूर्ण शहर के दृश्य ने एक पल में निराशाजनक प्रभाव डाला। बाद में, उनमें से एक ने स्वीकार किया कि उन्होंने उस समय सबसे खराब चीज देखी जो एक व्यक्ति देख सकता है।

जो लोग पृथ्वी पर थे, उनके लिए जो कुछ हो रहा था वह एक वास्तविक नर्क जैसा लग रहा था। सबसे पहले एक गर्मी की लहर हिरोशिमा के ऊपर से गुजरी। इसकी क्रिया कुछ ही क्षणों तक चली, लेकिन यह इतना शक्तिशाली था कि इसने ग्रेनाइट स्लैब में टाइल और क्वार्ट्ज क्रिस्टल को भी पिघला दिया, 4 किमी की दूरी पर टेलीफोन के खंभों को कोयले में बदल दिया, और अंत में, मानव शरीर को इतना जला दिया कि केवल छाया रह गई उन्हें फुटपाथ पर डामर पर, या घरों की दीवारों पर। तभी हवा का एक राक्षसी झोंका आग के गोले के नीचे से भाग निकला और अपने रास्ते में सब कुछ बहाते हुए 800 किमी / घंटा की गति से शहर के ऊपर से गुजरा। जो घर उसके भयंकर हमले का सामना नहीं कर सके, वे ऐसे ढह गए जैसे उन्हें काट दिया गया हो। 4 किमी के व्यास वाले एक विशाल घेरे में एक भी इमारत बरकरार नहीं रही। विस्फोट के कुछ मिनट बाद, शहर के ऊपर एक काली रेडियोधर्मी बारिश गिर गई - यह नमी वातावरण की ऊंची परतों में संघनित भाप में बदल गई और रेडियोधर्मी धूल के साथ मिश्रित बड़ी बूंदों के रूप में जमीन पर गिर गई।

बारिश के बाद शहर में हवा का एक नया झोंका आया, जो इस बार उपरिकेंद्र की दिशा में बह रहा है। वह पहले की तुलना में कमजोर था, लेकिन फिर भी पेड़ों को उखाड़ने के लिए काफी मजबूत था। हवा ने एक विशाल आग को हवा दी जिसमें जो कुछ भी जल सकता था वह जल रहा था। 76,000 इमारतों में से 55,000 पूरी तरह से नष्ट हो गए और जल गए। इस भयानक तबाही के चश्मदीदों ने लोगों-मशालों को याद किया, जिनसे जले हुए कपड़े त्वचा के साथ-साथ जमीन पर गिरे थे, और व्याकुल लोगों की भीड़, भयानक जलन से ढँकी हुई थी, जो सड़कों पर चिल्लाते हुए दौड़ पड़े। हवा में जले हुए मानव मांस की दम घुटने वाली बदबू आ रही थी। लोग हर जगह लेटे हैं, मर रहे हैं और मर रहे हैं। बहुत से ऐसे थे जो अंधे और बहरे थे और, चारों दिशाओं में ताक-झांक करते हुए, चारों ओर राज करने वाली अराजकता में कुछ भी नहीं निकाल सकते थे।

दुर्भाग्यपूर्ण, जो 800 मीटर तक की दूरी पर उपरिकेंद्र से थे, शब्द के शाब्दिक अर्थों में एक दूसरे विभाजन में जल गए - उनके अंदरूनी भाग वाष्पित हो गए, और उनके शरीर धूम्रपान के कोयले की गांठ में बदल गए। उपरिकेंद्र से 1 किमी की दूरी पर स्थित, वे अत्यंत गंभीर रूप में विकिरण बीमारी से प्रभावित हुए थे। कुछ ही घंटों में उन्हें तेज उल्टी होने लगी, तापमान 39-40 डिग्री तक उछल गया, सांस लेने में तकलीफ और रक्तस्राव दिखाई दिया। फिर, त्वचा पर गैर-चिकित्सा अल्सर दिखाई दिए, रक्त की संरचना नाटकीय रूप से बदल गई, और बाल झड़ गए। भयानक पीड़ा के बाद, आमतौर पर दूसरे या तीसरे दिन मृत्यु हुई।

कुल मिलाकर, विस्फोट और विकिरण बीमारी से लगभग 240 हजार लोग मारे गए। लगभग 160 हजार ने विकिरण बीमारी को हल्के रूप में प्राप्त किया - उनकी दर्दनाक मृत्यु में कई महीनों या वर्षों तक देरी हुई। जब पूरे देश में तबाही की खबर फैली, तो पूरा जापान भय से लकवाग्रस्त हो गया। मेजर स्वीनी के बॉक्स कार विमान द्वारा 9 अगस्त को नागासाकी पर दूसरा बम गिराए जाने के बाद यह और बढ़ गया। यहां कई लाख निवासी भी मारे गए और घायल हुए। नए हथियारों का विरोध करने में असमर्थ, जापानी सरकार ने आत्मसमर्पण कर दिया - परमाणु बम ने द्वितीय विश्व युद्ध को समाप्त कर दिया।

युद्ध खत्म हो गया है। यह केवल छह साल तक चला, लेकिन दुनिया और लोगों को लगभग मान्यता से परे बदलने में कामयाब रहा।

1939 से पहले की मानव सभ्यता और मानव सभ्यता 1945 के बाद एक दूसरे से आश्चर्यजनक रूप से भिन्न हैं। इसके कई कारण हैं, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण में से एक परमाणु हथियारों का उदय है। यह अतिशयोक्ति के बिना कहा जा सकता है कि हिरोशिमा की छाया 20वीं शताब्दी के पूरे दूसरे भाग में पड़ी है। यह कई लाखों लोगों के लिए एक गहरी नैतिक जलन बन गया, दोनों जो इस तबाही के समकालीन थे और जो इसके दशकों बाद पैदा हुए थे। आधुनिक आदमीवह अब दुनिया के बारे में उस तरह नहीं सोच सकता जैसा उसने 6 अगस्त, 1945 से पहले सोचा था - वह बहुत स्पष्ट रूप से समझता है कि यह दुनिया कुछ ही क्षणों में कुछ भी नहीं हो सकती है।

एक आधुनिक व्यक्ति युद्ध को नहीं देख सकता, जैसा कि उसके दादा और परदादा देखते थे - वह निश्चित रूप से जानता है कि यह युद्ध अंतिम होगा, और इसमें न तो विजेता होंगे और न ही हारने वाले। परमाणु हथियारों ने सभी क्षेत्रों में अपनी छाप छोड़ी है सार्वजनिक जीवन, और आधुनिक सभ्यता साठ या अस्सी साल पहले के कानूनों के अनुसार नहीं रह सकती। इसे स्वयं परमाणु बम के रचनाकारों से बेहतर कोई नहीं समझ सकता था।

"हमारे ग्रह के लोग" रॉबर्ट ओपेनहाइमर ने लिखा, एकजुट होना चाहिए। आतंक और विनाश बोया गया पिछला युद्ध, इस विचार को हमें निर्देशित करें। परमाणु बमों के विस्फोटों ने इसे पूरी क्रूरता के साथ साबित कर दिया। अन्य लोगों ने अन्य समय में इसी तरह के शब्द कहे हैं - केवल अन्य हथियारों और अन्य युद्धों के बारे में। वे सफल नहीं हुए। लेकिन आज जो भी कहता है कि ये शब्द बेकार हैं, वह इतिहास के उलटफेर से धोखा खा जाता है। हम इस पर यकीन नहीं कर सकते। हमारे श्रम के परिणाम मानवता के लिए एक एकीकृत दुनिया बनाने के अलावा कोई विकल्प नहीं छोड़ते हैं। कानून और मानवतावाद पर आधारित दुनिया।"

द्वितीय विश्व युद्ध की समाप्ति के बाद, देश हिटलर विरोधी गठबंधनएक अधिक शक्तिशाली परमाणु बम के विकास में तेजी से एक दूसरे से आगे निकलने की कोशिश की।

जापान में वास्तविक वस्तुओं पर अमेरिकियों द्वारा किए गए पहले परीक्षण ने यूएसएसआर और यूएसए के बीच की स्थिति को सीमा तक गर्म कर दिया। जापानी शहरों में गरजने वाले शक्तिशाली विस्फोटों और व्यावहारिक रूप से उनमें से सभी जीवन को नष्ट कर दिया, स्टालिन को विश्व मंच पर कई दावों को त्यागने के लिए मजबूर किया। अधिकांश सोवियत भौतिकविदों को परमाणु हथियारों के विकास के लिए तत्काल "फेंक दिया गया"।

परमाणु हथियार कब और कैसे दिखाई दिए

1896 को परमाणु बम के जन्म का वर्ष माना जा सकता है। यह तब था जब फ्रांसीसी रसायनज्ञ ए। बेकरेल ने पाया कि यूरेनियम रेडियोधर्मी है। यूरेनियम की श्रृंखला प्रतिक्रिया एक शक्तिशाली ऊर्जा बनाती है जो एक भयानक विस्फोट के आधार के रूप में कार्य करती है। यह संभावना नहीं है कि बेकरेल ने कल्पना की थी कि उनकी खोज से परमाणु हथियारों का निर्माण होगा - पूरी दुनिया में सबसे भयानक हथियार।

19वीं सदी का अंत - 20वीं सदी की शुरुआत परमाणु हथियारों के आविष्कार के इतिहास में एक महत्वपूर्ण मोड़ था। इसी समय में विश्व के विभिन्न देशों के वैज्ञानिक निम्नलिखित नियमों, किरणों और तत्वों की खोज करने में सक्षम थे:

अल्फा, गामा और बीटा किरणें;
रेडियोधर्मी गुणों वाले रासायनिक तत्वों के कई समस्थानिक खोजे गए हैं;
रेडियोधर्मी क्षय के नियम की खोज की गई, जो परीक्षण नमूने में रेडियोधर्मी परमाणुओं की संख्या के आधार पर, रेडियोधर्मी क्षय की तीव्रता का समय और मात्रात्मक निर्भरता निर्धारित करता है;
परमाणु समरूपता का जन्म हुआ।

1930 के दशक में, पहली बार, वे न्यूट्रॉन को अवशोषित करके यूरेनियम के परमाणु नाभिक को विभाजित करने में सक्षम थे। उसी समय, पॉज़िट्रॉन और न्यूरॉन्स की खोज की गई थी। इन सभी ने परमाणु ऊर्जा का उपयोग करने वाले हथियारों के विकास को एक शक्तिशाली प्रोत्साहन दिया। 1939 में, दुनिया के पहले परमाणु बम डिजाइन का पेटेंट कराया गया था। यह फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी फ्रेडरिक जूलियट-क्यूरी द्वारा किया गया था।

इस क्षेत्र में और अनुसंधान और विकास के परिणामस्वरूप, एक परमाणु बम का जन्म हुआ। आधुनिक परमाणु बमों के विनाश की शक्ति और सीमा इतनी महान है कि जिस देश में परमाणु क्षमता है, उसे व्यावहारिक रूप से इसकी आवश्यकता नहीं है शक्तिशाली सेनाक्योंकि एक परमाणु बम पूरे राज्य को तबाह करने में सक्षम है।

परमाणु बम कैसे काम करता है

एक परमाणु बम में कई तत्व होते हैं, जिनमें से मुख्य हैं:

परमाणु बम कोर;
स्वचालन प्रणाली जो विस्फोट प्रक्रिया को नियंत्रित करती है;
परमाणु चार्ज या वारहेड।

स्वचालन प्रणाली एक परमाणु बम के शरीर में एक परमाणु चार्ज के साथ स्थित है। विभिन्न बाहरी कारकों और प्रभावों से वारहेड की रक्षा के लिए पतवार का डिज़ाइन पर्याप्त रूप से विश्वसनीय होना चाहिए। उदाहरण के लिए, विभिन्न यांत्रिक, थर्मल या इसी तरह के प्रभाव, जिससे महान शक्ति का एक अनियोजित विस्फोट हो सकता है, जो चारों ओर सब कुछ नष्ट करने में सक्षम है।

स्वचालन के कार्य में सही समय पर विस्फोट पर पूर्ण नियंत्रण शामिल है, इसलिए सिस्टम में निम्नलिखित तत्व होते हैं:

आपातकालीन विस्फोट के लिए जिम्मेदार उपकरण;
स्वचालन प्रणाली की बिजली आपूर्ति;
सेंसर सिस्टम को कम करना;
कॉकिंग डिवाइस;
सुरक्षा उपकरण।

जब पहला परीक्षण किया गया था, परमाणु बम विमानों द्वारा वितरित किए गए थे जिनके पास प्रभावित क्षेत्र को छोड़ने का समय था। आधुनिक परमाणु बम इतने शक्तिशाली होते हैं कि उन्हें केवल क्रूज, बैलिस्टिक या यहां तक कि विमान भेदी मिसाइलों द्वारा ही पहुंचाया जा सकता है।

परमाणु बम विभिन्न प्रकार की विस्फोट प्रणालियों का उपयोग करते हैं। इनमें से सबसे सरल एक साधारण उपकरण है जो तब शुरू होता है जब कोई प्रक्षेप्य किसी लक्ष्य से टकराता है।

परमाणु बमों और मिसाइलों की मुख्य विशेषताओं में से एक कैलिबर में उनका विभाजन है, जो तीन प्रकार के होते हैं:

छोटा, इस कैलिबर के परमाणु बमों की शक्ति कई हजार टन टीएनटी के बराबर है;
मध्यम (विस्फोट शक्ति - कई दसियों हज़ार टन टीएनटी);
बड़ी, जिसकी चार्ज पावर लाखों टन टीएनटी में मापी जाती है।

यह दिलचस्प है कि अक्सर सभी परमाणु बमों की शक्ति को टीएनटी समकक्ष में ठीक से मापा जाता है, क्योंकि परमाणु हथियारों के लिए विस्फोट की शक्ति को मापने के लिए कोई पैमाना नहीं होता है।

परमाणु बमों के संचालन के लिए एल्गोरिदम

कोई भी परमाणु बम परमाणु ऊर्जा के उपयोग के सिद्धांत पर काम करता है, जो परमाणु प्रतिक्रिया के दौरान निकलता है। यह प्रक्रिया या तो भारी नाभिक के विखंडन या फेफड़ों के संश्लेषण पर आधारित है। चूंकि इस प्रतिक्रिया से भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है, और कम से कम समय में, परमाणु बम के विनाश की त्रिज्या बहुत प्रभावशाली होती है। इस विशेषता के कारण, परमाणु हथियारों को सामूहिक विनाश के हथियारों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

परमाणु बम के विस्फोट से शुरू होने वाली प्रक्रिया में दो मुख्य बिंदु हैं:

यह विस्फोट का तत्काल केंद्र है, जहां परमाणु प्रतिक्रिया होती है;
विस्फोट का उपरिकेंद्र, जो उस स्थान पर स्थित है जहां बम विस्फोट हुआ था।

परमाणु बम के विस्फोट के दौरान निकलने वाली परमाणु ऊर्जा इतनी तेज होती है कि भूकंप के झटके धरती पर आने लगते हैं। साथ ही, ये झटके केवल कई सौ मीटर की दूरी पर प्रत्यक्ष विनाश लाते हैं (हालांकि, बम के विस्फोट की ताकत को देखते हुए, ये झटके अब कुछ भी प्रभावित नहीं करते हैं)।

परमाणु विस्फोट में नुकसान कारक

परमाणु बम का विस्फोट न केवल भयानक तात्कालिक विनाश लाता है। इस विस्फोट के परिणाम न केवल प्रभावित क्षेत्र में गिरने वाले लोगों को, बल्कि उनके बच्चों को भी महसूस होंगे, जो परमाणु विस्फोट के बाद पैदा हुए थे। परमाणु हथियारों द्वारा विनाश के प्रकारों को निम्नलिखित समूहों में विभाजित किया गया है:

प्रकाश विकिरण जो सीधे विस्फोट के दौरान होता है;
विस्फोट के तुरंत बाद एक बम द्वारा सदमे की लहर फैल गई;
विद्युत चुम्बकीय नाड़ी;
मर्मज्ञ विकिरण;
एक रेडियोधर्मी संदूषण जो दशकों तक रह सकता है।

यद्यपि पहली नज़र में, प्रकाश की एक फ्लैश कम से कम खतरा बनती है, वास्तव में, यह बड़ी मात्रा में थर्मल और प्रकाश ऊर्जा की रिहाई के परिणामस्वरूप बनती है। इसकी शक्ति और शक्ति सूर्य की किरणों की शक्ति से कहीं अधिक है, इसलिए प्रकाश और गर्मी की हार कई किलोमीटर की दूरी पर घातक हो सकती है।

विस्फोट के दौरान जो रेडिएशन निकलता है वह भी बहुत खतरनाक होता है। हालांकि यह लंबे समय तक नहीं रहता है, यह आसपास की हर चीज को संक्रमित करने का प्रबंधन करता है, क्योंकि इसकी भेदन क्षमता अविश्वसनीय रूप से अधिक है।

सदमे की लहर परमाणु विस्फोटपारंपरिक विस्फोटों में एक ही लहर की तरह काम करता है, केवल इसकी शक्ति और विनाश की त्रिज्या बहुत बड़ी होती है। चंद सेकेंड में यह न केवल लोगों को बल्कि उपकरणों, इमारतों और आसपास की प्रकृति को भी अपूरणीय क्षति पहुंचाता है।

मर्मज्ञ विकिरण विकिरण बीमारी के विकास को भड़काता है, और एक विद्युत चुम्बकीय नाड़ी केवल उपकरणों के लिए खतरनाक है। इन सभी कारकों का संयोजन, साथ ही विस्फोट की शक्ति, परमाणु बम को दुनिया का सबसे खतरनाक हथियार बनाती है।

दुनिया का पहला परमाणु हथियार परीक्षण

परमाणु हथियार विकसित और परीक्षण करने वाला पहला देश संयुक्त राज्य अमेरिका था। यह अमेरिकी सरकार थी जिसने नए होनहार हथियारों के विकास के लिए भारी नकद सब्सिडी आवंटित की थी। 1941 के अंत तक, परमाणु विकास के क्षेत्र में कई प्रमुख वैज्ञानिकों को संयुक्त राज्य अमेरिका में आमंत्रित किया गया था, जो 1945 तक परीक्षण के लिए उपयुक्त एक प्रोटोटाइप परमाणु बम पेश करने में सक्षम थे।

विस्फोटक उपकरण से लैस परमाणु बम का दुनिया का पहला परीक्षण न्यू मैक्सिको राज्य के रेगिस्तान में किया गया। 16 जुलाई, 1945 को "गैजेट" नामक बम में विस्फोट किया गया था। परीक्षा परिणाम सकारात्मक था, हालांकि सेना ने वास्तविक युद्ध स्थितियों में परमाणु बम का परीक्षण करने की मांग की थी।

यह देखते हुए कि नाजी गठबंधन में जीत से पहले केवल एक कदम बचा था, और ऐसा कोई और अवसर नहीं हो सकता है, पेंटागन ने थोपने का फैसला किया। परमाणु हमलाअंतिम सहयोगी द्वारा नाज़ी जर्मनी- जापान। इसके अलावा, परमाणु बम के इस्तेमाल से एक साथ कई समस्याओं का समाधान होना चाहिए था:

अनावश्यक रक्तपात से बचने के लिए जो अनिवार्य रूप से तब होगा जब अमेरिकी सैनिक इंपीरियल जापानी क्षेत्र पर पैर रखेंगे;
समझौता न करने वाले जापानियों को एक झटके में उनके घुटनों पर लाना, उन्हें संयुक्त राज्य अमेरिका के अनुकूल परिस्थितियों के लिए सहमत होने के लिए मजबूर करना;
यूएसएसआर (भविष्य में एक संभावित प्रतिद्वंद्वी के रूप में) को दिखाएं कि अमेरिकी सेना के पास एक अनूठा हथियार है जो किसी भी शहर को पृथ्वी के चेहरे से मिटा सकता है;
और, ज़ाहिर है, व्यवहार में यह देखने के लिए कि वास्तविक युद्ध स्थितियों में परमाणु हथियार क्या सक्षम हैं।

6 अगस्त 1945 को जापान के हिरोशिमा शहर पर दुनिया का पहला परमाणु बम गिराया गया था, जिसका इस्तेमाल सैन्य अभियानों में किया जाता था। इस बम को "बेबी" कहा गया, क्योंकि इसका वजन 4 टन था। बम गिराने की योजना सावधानीपूर्वक बनाई गई थी, और यह ठीक वहीं मारा गया जहां इसकी योजना बनाई गई थी। वे घर जो उस झोंके से नष्ट नहीं हुए थे, जल गए, क्योंकि घरों में गिरे चूल्हे से आग भड़क उठी, और सारा शहर आग की लपटों में घिर गया।

एक उज्ज्वल फ्लैश के बाद, एक गर्मी की लहर ने पीछा किया, जिसने 4 किलोमीटर के दायरे में सभी जीवन को जला दिया, और इसके बाद आने वाली सदमे की लहर ने अधिकांश इमारतों को नष्ट कर दिया।

जो लोग 800 मीटर के दायरे में हीटस्ट्रोक की चपेट में आए, वे जिंदा जल गए। विस्फोट की लहर ने कई लोगों की जली हुई त्वचा को फाड़ दिया। कुछ मिनट बाद, एक अजीब काली बारिश हुई, जिसमें भाप और राख शामिल थी। जो लोग काली बारिश में गिरे, उनकी त्वचा लाइलाज जल गई।

वे कुछ जो जीवित रहने के लिए पर्याप्त भाग्यशाली थे, वे विकिरण बीमारी से बीमार पड़ गए, जिसका उस समय न केवल अध्ययन किया गया था, बल्कि पूरी तरह से अज्ञात भी था। लोगों को बुखार, उल्टी, जी मिचलाना और कमजोरी के दौरे पड़ने लगे।

9 अगस्त 1945 को नागासाकी शहर पर "फैट मैन" नामक दूसरा अमेरिकी बम गिराया गया था। इस बम में पहले जैसी ही शक्ति थी, और इसके विस्फोट के परिणाम उतने ही विनाशकारी थे, हालाँकि लोगों की मृत्यु आधी थी।

जापानी शहरों पर गिराए गए दो परमाणु बम परमाणु हथियारों के इस्तेमाल का दुनिया में पहला और एकमात्र मामला निकला। बमबारी के बाद पहले दिनों में 300,000 से अधिक लोग मारे गए। विकिरण बीमारी से लगभग 150 हजार और लोग मारे गए।

जापानी शहरों पर परमाणु बमबारी के बाद, स्टालिन को एक वास्तविक झटका लगा। उनके लिए यह स्पष्ट हो गया कि सोवियत रूस में परमाणु हथियार विकसित करने का मुद्दा पूरे देश के लिए सुरक्षा का मुद्दा था। पहले से ही 20 अगस्त, 1945 को, परमाणु ऊर्जा पर एक विशेष समिति ने काम करना शुरू किया, जिसे तत्काल आई। स्टालिन द्वारा बनाया गया था।

यद्यपि ज़ारिस्ट रूस में उत्साही लोगों के एक समूह द्वारा परमाणु भौतिकी में अनुसंधान किया गया था, सोवियत कालउसे पर्याप्त ध्यान नहीं मिल रहा था। 1938 में, इस क्षेत्र में सभी शोध पूरी तरह से रोक दिए गए थे, और कई परमाणु वैज्ञानिकों को लोगों के दुश्मन के रूप में दबा दिया गया था। जापान में परमाणु विस्फोटों के बाद, सोवियत सरकार ने अचानक देश में परमाणु उद्योग को बहाल करना शुरू कर दिया।

इस बात के प्रमाण हैं कि परमाणु हथियारों का विकास नाजी जर्मनी में किया गया था, और यह जर्मन वैज्ञानिक थे जिन्होंने "कच्चे" अमेरिकी परमाणु बम को अंतिम रूप दिया था, इसलिए अमेरिकी सरकार ने परमाणु हथियारों के विकास से संबंधित सभी परमाणु विशेषज्ञों और सभी दस्तावेजों को हटा दिया। जर्मनी।

सोवियत खुफिया स्कूल, जो युद्ध के दौरान सभी विदेशी खुफिया सेवाओं को बायपास करने में सक्षम था, ने 1943 में परमाणु हथियारों के विकास से संबंधित गुप्त दस्तावेजों को यूएसएसआर में स्थानांतरित कर दिया। उसी समय, सोवियत एजेंटों को सभी प्रमुख अमेरिकी परमाणु अनुसंधान केंद्रों में पेश किया गया था।

इन सभी उपायों के परिणामस्वरूप, पहले से ही 1946 में, सोवियत निर्मित दो परमाणु बमों के निर्माण के लिए संदर्भ की शर्तें तैयार थीं:

आरडीएस-1 (प्लूटोनियम चार्ज के साथ);
RDS-2 (यूरेनियम चार्ज के दो भागों के साथ)।

संक्षिप्त नाम "आरडीएस" को "रूस खुद बनाता है" के रूप में समझा गया था, जो लगभग पूरी तरह से वास्तविकता से मेल खाता था।

खबर है कि यूएसएसआर अपने परमाणु हथियारों को छोड़ने के लिए तैयार था, ने अमेरिकी सरकार को कठोर कदम उठाने के लिए मजबूर किया। 1949 में, ट्रॉयन योजना विकसित की गई थी, जिसके अनुसार यूएसएसआर के 70 सबसे बड़े शहरों पर परमाणु बम गिराने की योजना बनाई गई थी। केवल जवाबी हमले के डर ने इस योजना को साकार होने से रोक दिया।

सोवियत खुफिया अधिकारियों से आ रही इस खतरनाक सूचना ने वैज्ञानिकों को आपात स्थिति में काम करने के लिए मजबूर कर दिया। पहले से ही अगस्त 1949 में, यूएसएसआर में निर्मित पहले परमाणु बम का परीक्षण किया गया था। जब अमेरिका को इन परीक्षणों के बारे में पता चला, तो ट्रोजन योजना को अनिश्चित काल के लिए स्थगित कर दिया गया। इतिहास में शीत युद्ध के नाम से जानी जाने वाली दो महाशक्तियों के बीच टकराव का दौर शुरू हुआ।

दुनिया में सबसे शक्तिशाली परमाणु बम, जिसे "ज़ार बम" के रूप में जाना जाता है, ठीक उसी अवधि का है " शीत युद्ध". सोवियत वैज्ञानिकों ने मानव जाति के इतिहास में सबसे शक्तिशाली बम बनाया है। इसकी क्षमता 60 मेगाटन थी, हालांकि इसे 100 किलोटन की क्षमता वाला बम बनाने की योजना थी। इस बम का परीक्षण अक्टूबर 1961 में किया गया था। विस्फोट के दौरान आग के गोले का व्यास 10 किलोमीटर था, और विस्फोट की लहर ने तीन बार ग्लोब की परिक्रमा की। यह वह परीक्षण था जिसने दुनिया के अधिकांश देशों को न केवल पृथ्वी के वायुमंडल में, बल्कि अंतरिक्ष में भी परमाणु परीक्षणों को समाप्त करने के लिए एक समझौते पर हस्ताक्षर करने के लिए मजबूर किया।

यद्यपि परमाणु हथियार आक्रामक देशों को रोकने का एक उत्कृष्ट साधन हैं, दूसरी ओर, वे किसी भी सैन्य संघर्ष को शुरू में ही बुझाने में सक्षम हैं, क्योंकि संघर्ष के सभी पक्ष परमाणु विस्फोट में नष्ट हो सकते हैं।

उत्तर कोरिया ने अमेरिका को दी सुपर-शक्तिशाली हाइड्रोजन बम परीक्षण की धमकी प्रशांत महासागर. जापान, जो परीक्षणों से पीड़ित हो सकता था, ने उत्तर कोरिया की योजनाओं को बिल्कुल अस्वीकार्य बताया। राष्ट्रपति डोनाल्ड ट्रम्प और किम जोंग-उन साक्षात्कार में शपथ लेते हैं और खुले सैन्य संघर्ष के बारे में बात करते हैं। उन लोगों के लिए जो परमाणु हथियारों को नहीं समझते हैं, लेकिन इस विषय में रहना चाहते हैं, "भविष्यवादी" ने एक गाइड संकलित किया है।

परमाणु हथियार कैसे काम करते हैं?

डायनामाइट की नियमित छड़ी की तरह, परमाणु बम ऊर्जा का उपयोग करता है। केवल यह एक आदिम के दौरान जारी नहीं किया जाता है रासायनिक प्रतिक्रिया, लेकिन जटिल परमाणु प्रक्रियाओं में। परमाणु से परमाणु ऊर्जा निकालने के दो मुख्य तरीके हैं। पर परमाणु विखंडन एक परमाणु का नाभिक न्यूट्रॉन के साथ दो छोटे टुकड़ों में विभाजित हो जाता है। परमाणु संलयन - वह प्रक्रिया जिसके द्वारा सूर्य ऊर्जा उत्पन्न करता है - इसमें दो छोटे परमाणुओं को मिलाकर एक बड़ा परमाणु बनाया जाता है। किसी भी प्रक्रिया, विखंडन या संलयन में, बड़ी मात्रा में तापीय ऊर्जा और विकिरण निकलता है। इस पर निर्भर करते हुए कि परमाणु विखंडन या संलयन का उपयोग किया जाता है, बमों को विभाजित किया जाता है परमाणु (परमाणु) तथा थर्मान्यूक्लीयर .

क्या आप परमाणु विखंडन के बारे में विस्तार से बता सकते हैं?

हिरोशिमा पर परमाणु बम विस्फोट (1945)

जैसा कि आपको याद है, एक परमाणु तीन प्रकार के उप-परमाणु कणों से बना होता है: प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन। परमाणु के केंद्र को कहा जाता है सार , प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बना है। प्रोटॉन धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं, इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं, और न्यूट्रॉन पर कोई आवेश नहीं होता है। प्रोटॉन-इलेक्ट्रॉन अनुपात हमेशा एक से एक होता है, इसलिए पूरे परमाणु में एक तटस्थ चार्ज होता है। उदाहरण के लिए, एक कार्बन परमाणु में छह प्रोटॉन और छह इलेक्ट्रॉन होते हैं। कण एक मौलिक बल द्वारा आपस में जुड़े रहते हैं - मजबूत परमाणु बल .

एक परमाणु के गुण बहुत भिन्न हो सकते हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि इसमें कितने अलग-अलग कण हैं। यदि आप प्रोटॉन की संख्या बदलते हैं, तो आपके पास एक अलग रासायनिक तत्व होगा। यदि आप न्यूट्रॉन की संख्या बदलते हैं, तो आपको मिलता है आइसोटोप वही तत्व जो आपके हाथ में है। उदाहरण के लिए, कार्बन के तीन समस्थानिक होते हैं: 1) कार्बन-12 (छह प्रोटॉन + छह न्यूट्रॉन), तत्व का एक स्थिर और बार-बार होने वाला रूप, 2) कार्बन-13 (छह प्रोटॉन + सात न्यूट्रॉन), जो स्थिर लेकिन दुर्लभ है, और 3) कार्बन -14 (छह प्रोटॉन + आठ न्यूट्रॉन), जो दुर्लभ और अस्थिर (या रेडियोधर्मी) है।

अधिकांश परमाणु नाभिक स्थिर होते हैं, लेकिन कुछ अस्थिर (रेडियोधर्मी) होते हैं। ये नाभिक अनायास ही ऐसे कणों का उत्सर्जन करते हैं जिन्हें वैज्ञानिक विकिरण कहते हैं। इस प्रक्रिया को कहा जाता है रेडियोधर्मी क्षय . क्षय तीन प्रकार का होता है:

अल्फा क्षय : नाभिक एक अल्फा कण को बाहर निकालता है - दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन एक साथ बंधे होते हैं। बीटा क्षय : न्यूट्रॉन एक प्रोटॉन, एक इलेक्ट्रॉन और एक एंटीन्यूट्रिनो में बदल जाता है। उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन एक बीटा कण है। सहज विभाजन: नाभिक कई भागों में टूट जाता है और न्यूट्रॉन का उत्सर्जन करता है, और विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा की एक नाड़ी - एक गामा किरण भी उत्सर्जित करता है। यह बाद के प्रकार का क्षय है जिसका उपयोग परमाणु बम में किया जाता है। विखंडन द्वारा उत्सर्जित मुक्त न्यूट्रॉन शुरू होते हैं श्रृंखला अभिक्रिया जो भारी मात्रा में ऊर्जा छोड़ता है।

परमाणु बम किससे बने होते हैं?

इन्हें यूरेनियम-235 और प्लूटोनियम-239 से बनाया जा सकता है। यूरेनियम प्रकृति में तीन समस्थानिकों के मिश्रण के रूप में पाया जाता है: 238U (प्राकृतिक यूरेनियम का 99.2745%), 235U (0.72%) और 234U (0.0055%)। सबसे आम 238 यू एक श्रृंखला प्रतिक्रिया का समर्थन नहीं करता है: केवल 235 यू इसके लिए सक्षम है। अधिकतम विस्फोट शक्ति प्राप्त करने के लिए, यह आवश्यक है कि बम की "भराई" में 235 यू की सामग्री कम से कम 80% हो। इसलिए यूरेनियम कृत्रिम रूप से गिरता है समृद्ध . ऐसा करने के लिए, यूरेनियम समस्थानिकों के मिश्रण को दो भागों में विभाजित किया जाता है ताकि उनमें से एक में 235 U से अधिक हो।

आमतौर पर, जब समस्थानिकों को अलग किया जाता है, तो बहुत अधिक यूरेनियम होता है जो एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू नहीं कर सकता है - लेकिन इसे करने का एक तरीका है। तथ्य यह है कि प्लूटोनियम-239 प्रकृति में नहीं होता है। लेकिन इसे न्यूट्रॉन के साथ 238 U पर बमबारी करके प्राप्त किया जा सकता है।

उनकी शक्ति को कैसे मापा जाता है?

परमाणु और थर्मोन्यूक्लियर चार्ज की शक्ति को टीएनटी समकक्ष में मापा जाता है - ट्रिनिट्रोटोल्यूनि की मात्रा जिसे समान परिणाम प्राप्त करने के लिए विस्फोट किया जाना चाहिए। इसे किलोटन (kt) और मेगाटन (माउंट) में मापा जाता है। अति-छोटे परमाणु हथियारों की शक्ति 1 kt से कम होती है, जबकि सुपर-शक्तिशाली बम 1 Mt से अधिक देते हैं।

सोवियत ज़ार बॉम्बा की शक्ति, विभिन्न स्रोतों के अनुसार, टीएनटी के 57 से 58.6 मेगाटन तक थी, सितंबर की शुरुआत में उत्तर कोरिया द्वारा परीक्षण किए गए थर्मोन्यूक्लियर बम की शक्ति लगभग 100 किलोटन थी।

परमाणु हथियार किसने बनाए?

अमेरिकी भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट ओपेनहाइमर और जनरल लेस्ली ग्रोव्स

1930 के दशक में, एक इतालवी भौतिक विज्ञानी एनरिको फर्मी ने प्रदर्शित किया कि न्यूट्रॉन से बमबारी करने वाले तत्वों को नए तत्वों में परिवर्तित किया जा सकता है। इस कार्य का परिणाम थी खोज धीमी न्यूट्रॉन , साथ ही नए तत्वों की खोज जो प्रस्तुत नहीं की गई हैं आवर्त सारणी. फर्मी की खोज के कुछ समय बाद, जर्मन वैज्ञानिक ओटो हनो तथा फ़्रिट्ज़ स्ट्रैसमैन यूरेनियम पर न्यूट्रॉन के साथ बमबारी की, जिसके परिणामस्वरूप बेरियम के एक रेडियोधर्मी समस्थानिक का निर्माण हुआ। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि कम गति वाले न्यूट्रॉन यूरेनियम नाभिक को दो छोटे टुकड़ों में तोड़ने का कारण बनते हैं।

इस काम ने पूरी दुनिया के मन को उत्साहित कर दिया। प्रिंसटन विश्वविद्यालय में नील्स बोहरो साथ काम किया जॉन व्हीलर विखंडन प्रक्रिया का एक काल्पनिक मॉडल विकसित करना। उन्होंने सुझाव दिया कि यूरेनियम -235 विखंडन से गुजरता है। लगभग उसी समय, अन्य वैज्ञानिकों ने पाया कि विखंडन प्रक्रिया से और भी अधिक न्यूट्रॉन उत्पन्न होते हैं। इसने बोहर और व्हीलर को एक महत्वपूर्ण प्रश्न पूछने के लिए प्रेरित किया: क्या विखंडन द्वारा बनाए गए मुक्त न्यूट्रॉन एक श्रृंखला प्रतिक्रिया को बंद कर सकते हैं जो भारी मात्रा में ऊर्जा जारी करेगी? यदि ऐसा है, तो अकल्पनीय शक्ति के हथियार बनाए जा सकते हैं। उनकी धारणाओं की पुष्टि फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी ने की थी फ्रेडरिक जूलियट-क्यूरी . उनका निष्कर्ष परमाणु हथियारों के विकास के लिए प्रेरणा था।

जर्मनी, इंग्लैंड, अमेरिका और जापान के भौतिकविदों ने परमाणु हथियारों के निर्माण पर काम किया। द्वितीय विश्व युद्ध के फैलने से पहले अल्बर्ट आइंस्टीन संयुक्त राज्य अमेरिका के राष्ट्रपति को लिखा फ्रैंकलिन रूज़वेल्ट कि नाजी जर्मनी यूरेनियम -235 को शुद्ध करने और परमाणु बम बनाने की योजना बना रहा है। अब यह पता चला कि जर्मनी एक श्रृंखला प्रतिक्रिया करने से बहुत दूर था: वे "गंदे", अत्यधिक रेडियोधर्मी बम पर काम कर रहे थे। जो भी हो, अमेरिकी सरकार ने कम से कम समय में परमाणु बम बनाने में अपने सभी प्रयासों को फेंक दिया। मैनहट्टन प्रोजेक्ट को एक अमेरिकी भौतिक विज्ञानी के नेतृत्व में लॉन्च किया गया था रॉबर्ट ओपेनहाइमर और सामान्य लेस्ली ग्रोव्स . इसमें यूरोप से आए प्रमुख वैज्ञानिकों ने भाग लिया। 1945 की गर्मियों तक, दो प्रकार की विखंडनीय सामग्री - यूरेनियम -235 और प्लूटोनियम -239 के आधार पर एक परमाणु हथियार बनाया गया था। एक बम, प्लूटोनियम "थिंग", परीक्षणों के दौरान विस्फोट किया गया था, और दो और, यूरेनियम "किड" और प्लूटोनियम "फैट मैन", हिरोशिमा और नागासाकी के जापानी शहरों पर गिराए गए थे।

थर्मोन्यूक्लियर बम कैसे काम करता है और इसका आविष्कार किसने किया था?

थर्मोन्यूक्लियर बम प्रतिक्रिया पर आधारित है परमाणु संलयन . परमाणु विखंडन के विपरीत, जो अनायास और जबरदस्ती दोनों तरह से हो सकता है, बाहरी ऊर्जा की आपूर्ति के बिना परमाणु संलयन असंभव है। परमाणु नाभिक सकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं, इसलिए वे एक दूसरे को पीछे हटाते हैं। इस स्थिति को कूलम्ब बैरियर कहा जाता है। प्रतिकर्षण पर काबू पाने के लिए इन कणों को पागल गति तक फैलाना आवश्यक है। यह बहुत अधिक तापमान पर किया जा सकता है - कई मिलियन केल्विन (इसलिए नाम) के आदेश पर। थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं तीन प्रकार की होती हैं: आत्मनिर्भर (तारों के आंतरिक भाग में होती हैं), नियंत्रित और अनियंत्रित या विस्फोटक - इनका उपयोग हाइड्रोजन बम में किया जाता है।

परमाणु चार्ज द्वारा शुरू किए गए थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन बम का विचार एनरिको फर्मी ने अपने सहयोगी को प्रस्तावित किया था एडवर्ड टेलर 1941 में वापस मैनहट्टन परियोजना की शुरुआत में। हालाँकि, उस समय यह विचार मांग में नहीं था। टेलर के विकास में सुधार हुआ स्टानिस्लाव उलामी थर्मोन्यूक्लियर बम के विचार को व्यवहार में लाना। 1952 में, ऑपरेशन आइवी माइक के दौरान एनेवेटोक एटोल पर पहले थर्मोन्यूक्लियर विस्फोटक उपकरण का परीक्षण किया गया था। हालांकि, यह एक प्रयोगशाला नमूना था, जो युद्ध के लिए अनुपयुक्त था। एक साल बाद, सोवियत संघ ने भौतिकविदों के डिजाइन के अनुसार इकट्ठे हुए दुनिया के पहले थर्मोन्यूक्लियर बम का विस्फोट किया। एंड्री सखारोव तथा जूलिया खारीटोन . उपकरण एक परत केक जैसा था, इसलिए दुर्जेय हथियार को "स्लोइका" उपनाम दिया गया था। आगे के विकास के क्रम में, पृथ्वी पर सबसे शक्तिशाली बम, "ज़ार बॉम्बा" या "कुज़्किन की माँ" का जन्म हुआ। अक्टूबर 1961 में, नोवाया ज़म्ल्या द्वीपसमूह पर इसका परीक्षण किया गया था।

थर्मोन्यूक्लियर बम किससे बने होते हैं?

अगर आपने सोचा कि हाइड्रोजन और थर्मोन्यूक्लियर बम अलग चीजें हैं, आप गलत थे। ये शब्द पर्यायवाची हैं। यह हाइड्रोजन (या बल्कि, इसके समस्थानिक - ड्यूटेरियम और ट्रिटियम) है जो थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया करने के लिए आवश्यक है। हालांकि, एक कठिनाई है: हाइड्रोजन बम को विस्फोट करने के लिए, पारंपरिक परमाणु विस्फोट के दौरान पहले उच्च तापमान प्राप्त करना आवश्यक है - तभी परमाणु नाभिक प्रतिक्रिया करना शुरू कर देगा। इसलिए, थर्मोन्यूक्लियर बम के मामले में, डिजाइन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

दो योजनाएं व्यापक रूप से जानी जाती हैं। पहला सखारोव "पफ" है। केंद्र में एक परमाणु डेटोनेटर था, जो ट्रिटियम के साथ मिश्रित लिथियम ड्यूटेराइड की परतों से घिरा हुआ था, जो समृद्ध यूरेनियम की परतों से घिरे हुए थे। इस डिजाइन ने 1 माउंट के भीतर एक शक्ति हासिल करना संभव बना दिया। दूसरा अमेरिकी टेलर-उलम योजना है, जहां परमाणु बम और हाइड्रोजन आइसोटोप अलग-अलग स्थित थे। यह इस तरह दिखता था: नीचे से - तरल ड्यूटेरियम और ट्रिटियम के मिश्रण वाला एक कंटेनर, जिसके केंद्र में एक "स्पार्क प्लग" था - एक प्लूटोनियम रॉड, और ऊपर से - एक पारंपरिक परमाणु चार्ज, और यह सब एक में का खोल भारी धातु(उदाहरण के लिए, कम यूरेनियम)। विस्फोट के दौरान उत्पन्न तेज न्यूट्रॉन यूरेनियम शेल में परमाणु विखंडन प्रतिक्रियाओं का कारण बनते हैं और विस्फोट की कुल ऊर्जा में ऊर्जा जोड़ते हैं। लिथियम यूरेनियम -238 ड्यूटेराइड की अतिरिक्त परतें जोड़ने से आप असीमित शक्ति के प्रोजेक्टाइल बना सकते हैं। 1953 में सोवियत भौतिक विज्ञानी विक्टर डेविडेंको टेलर-उलम के विचार को गलती से दोहराया, और इसके आधार पर सखारोव एक बहु-मंच योजना के साथ आए, जिससे अभूतपूर्व शक्ति के हथियार बनाना संभव हो गया। इस योजना के अनुसार कुज़्किना की माँ ने काम किया।

और कौन से बम हैं?

न्यूट्रॉन वाले भी होते हैं, लेकिन यह आमतौर पर डरावना होता है। वास्तव में, एक न्यूट्रॉन बम एक कम उपज वाला थर्मोन्यूक्लियर बम होता है, जिसकी विस्फोट ऊर्जा का 80% विकिरण (न्यूट्रॉन विकिरण) होता है। यह एक साधारण कम-उपज वाले परमाणु चार्ज की तरह दिखता है, जिसमें बेरिलियम आइसोटोप वाला एक ब्लॉक जोड़ा जाता है - न्यूट्रॉन का एक स्रोत। जब कोई परमाणु हथियार फटता है, तो थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया शुरू होती है। इस प्रकार का हथियार एक अमेरिकी भौतिक विज्ञानी द्वारा विकसित किया गया था सैमुअल कोहेन . यह माना जाता था कि न्यूट्रॉन हथियार आश्रयों में भी सभी जीवन को नष्ट कर देते हैं, हालांकि, ऐसे हथियारों के विनाश की सीमा छोटी है, क्योंकि वातावरण तेजी से न्यूट्रॉन प्रवाह को बिखेरता है, और बड़ी दूरी पर सदमे की लहर अधिक मजबूत होती है।

लेकिन कोबाल्ट बम का क्या?

नहीं, बेटा, यह शानदार है। आधिकारिक तौर पर किसी भी देश के पास कोबाल्ट बम नहीं हैं। सैद्धांतिक रूप से, यह कोबाल्ट शेल के साथ एक थर्मोन्यूक्लियर बम है, जो अपेक्षाकृत कमजोर परमाणु विस्फोट के साथ भी क्षेत्र का एक मजबूत रेडियोधर्मी संदूषण प्रदान करता है। 510 टन कोबाल्ट पृथ्वी की पूरी सतह को संक्रमित कर सकता है और ग्रह पर सभी जीवन को नष्ट कर सकता है। भौतिक विज्ञानी लियो स्ज़ीलार्ड , जिन्होंने 1950 में इस काल्पनिक डिजाइन का वर्णन किया, इसे "डूम्सडे मशीन" कहा।

कौन सा कूलर है: परमाणु बम या थर्मोन्यूक्लियर?

"ज़ार-बॉम्बा" का पूर्ण पैमाने पर मॉडल

हाइड्रोजन बम परमाणु बम से कहीं अधिक उन्नत और तकनीकी रूप से उन्नत है। इसकी विस्फोटक शक्ति एक परमाणु से कहीं अधिक है और केवल उपलब्ध घटकों की संख्या तक सीमित है। थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया में, प्रत्येक न्यूक्लियॉन (तथाकथित घटक नाभिक, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) के लिए, परमाणु प्रतिक्रिया की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा निकलती है। उदाहरण के लिए, यूरेनियम नाभिक के विखंडन के दौरान, एक न्यूक्लियॉन में 0.9 MeV (मेगाइलेक्ट्रॉनवोल्ट) होता है, और हाइड्रोजन नाभिक से हीलियम नाभिक के संश्लेषण के दौरान, 6 MeV के बराबर ऊर्जा निकलती है।

बम की तरह बाँटनालक्ष्य को?

सबसे पहले, उन्हें विमान से हटा दिया गया था, लेकिन हवाई सुरक्षा में लगातार सुधार हुआ, और इस तरह से परमाणु हथियार पहुंचाना नासमझी साबित हुई। रॉकेट प्रौद्योगिकी के उत्पादन में वृद्धि के साथ, परमाणु हथियार देने के सभी अधिकार विभिन्न ठिकानों की बैलिस्टिक और क्रूज मिसाइलों को हस्तांतरित कर दिए गए। इसलिए, बम अब बम नहीं है, बल्कि एक वारहेड है।

एक राय है कि उत्तर कोरियाई हाइड्रोजन बम एक रॉकेट पर स्थापित करने के लिए बहुत बड़ा है - इसलिए यदि डीपीआरके जीवन के लिए खतरा लाने का फैसला करता है, तो उसे जहाज द्वारा विस्फोट स्थल पर ले जाया जाएगा।

परमाणु युद्ध के परिणाम क्या हैं?

हिरोशिमा और नागासाकी संभावित सर्वनाश का एक छोटा सा हिस्सा हैं। उदाहरण के लिए, प्रसिद्ध परिकल्पना परमाणु सर्दी", जिसे अमेरिकी खगोल वैज्ञानिक कार्ल सागन और सोवियत भूभौतिकीविद् जॉर्जी गोलित्सिन ने आगे रखा था। यह माना जाता है कि कई परमाणु हथियारों के विस्फोट के दौरान (रेगिस्तान या पानी में नहीं, बल्कि अंदर बस्तियों) कई आग लगेंगी, और बड़ी मात्रा में धुआं और कालिख वातावरण में फेंकी जाएगी, जिससे वैश्विक शीतलन होगा। ज्वालामुखी गतिविधि के प्रभाव की तुलना करके परिकल्पना की आलोचना की जाती है, जिसका जलवायु पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। इसके अलावा, कुछ वैज्ञानिक नोट करते हैं कि ग्लोबल वार्मिंग शीतलन की तुलना में अधिक होने की संभावना है - हालांकि, दोनों पक्षों को उम्मीद है कि हम कभी नहीं जान पाएंगे।

क्या परमाणु हथियारों की अनुमति है?

20वीं शताब्दी में हथियारों की होड़ के बाद, देशों ने अपना विचार बदल दिया और परमाणु हथियारों के उपयोग को सीमित करने का निर्णय लिया। संयुक्त राष्ट्र ने परमाणु हथियारों के अप्रसार और परमाणु परीक्षणों के निषेध पर संधियों को अपनाया (बाद में युवा परमाणु शक्तियों भारत, पाकिस्तान और डीपीआरके द्वारा हस्ताक्षरित नहीं किया गया था)। जुलाई 2017 में, परमाणु हथियारों पर प्रतिबंध लगाने वाली एक नई संधि को अपनाया गया था।

संधि का पहला लेख पढ़ता है, "प्रत्येक राज्य पार्टी कभी भी, किसी भी परिस्थिति में, परमाणु हथियारों या अन्य परमाणु विस्फोटक उपकरणों को विकसित करने, परीक्षण करने, निर्माण करने, निर्माण करने, अन्यथा हासिल करने, रखने या भंडार करने का वचन नहीं देती है।"

हालाँकि, दस्तावेज़ तब तक लागू नहीं होगा जब तक कि 50 राज्य इसकी पुष्टि नहीं कर देते।

1. परमाणु बम: संरचना, युद्ध की विशेषताएं और निर्माण का उद्देश्य

परमाणु बम - एक विमानन परमाणु बम का मूल नाम, जिसकी क्रिया एक विस्फोटक परमाणु विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया पर आधारित होती है। थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन प्रतिक्रिया के आधार पर तथाकथित हाइड्रोजन बम के आगमन के साथ, उनके लिए एक सामान्य शब्द स्थापित किया गया था - एक परमाणु बम।

परमाणु बम एक परमाणु बम है जिसमें परमाणु चार्ज होता है जिसमें बड़ी विनाशकारी शक्ति होती है। लगभग 20 kt के बराबर TNT के साथ पहले दो परमाणु बम अमेरिकी विमानों द्वारा क्रमशः 6 और 9 अगस्त, 1945 को जापानी शहरों हिरोशिमा और नागासाकी पर गिराए गए थे, और इससे भारी हताहत और विनाश हुआ था। आधुनिक परमाणु बमों का टीएनटी दसियों से लाखों टन के बराबर होता है।

परमाणु हथियार - परमाणु हथियारों का एक सेट, लक्ष्य और नियंत्रण के लिए उनकी डिलीवरी का साधन। सामूहिक विनाश के हथियारों को संदर्भित करता है; जबरदस्त विनाशकारी शक्ति है। उपरोक्त कारणों से, अमेरिका और यूएसएसआर ने परमाणु हथियारों के विकास में भारी निवेश किया। आरोपों की शक्ति और कार्रवाई की सीमा के अनुसार, परमाणु हथियारों को सामरिक, परिचालन-सामरिक और रणनीतिक में विभाजित किया गया है। युद्ध में परमाणु हथियारों का इस्तेमाल पूरी मानव जाति के लिए विनाशकारी है।

परमाणु परमाणु बम विस्फोट

चित्र 1 - परमाणु बम "फैट मैन"

प्लूटोनियम। शुद्धतम प्लूटोनियम -239 आइसोटोप का उपयोग किया जाता है, हालांकि भौतिक गुणों (घनत्व) की स्थिरता को बढ़ाने और चार्ज की संपीड़ितता में सुधार करने के लिए, प्लूटोनियम को थोड़ी मात्रा में गैलियम के साथ डोप किया जाता है।

एक जटिल विस्फोट प्रणाली के साथ विस्फोटक जो पूरे विस्फोटक का एक साथ विस्फोट सुनिश्चित करता है। एक सख्ती से गोलाकार कंप्रेसिव (गेंद के अंदर निर्देशित) शॉक वेव बनाने के लिए सिंक्रोनसिटी आवश्यक है। एक गैर-गोलाकार तरंग अमानवीयता और एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान बनाने की असंभवता के माध्यम से गेंद की सामग्री की अस्वीकृति की ओर ले जाती है। विस्फोटकों और विस्फोटों के स्थान के लिए ऐसी प्रणाली का निर्माण एक समय में सबसे कठिन कार्यों में से एक था। "तेज" और "धीमे" विस्फोटकों की एक संयुक्त योजना (लेंस प्रणाली) का उपयोग किया जाता है।

चित्र 2 - प्लूटोनियम बम के संचालन का सिद्धांत

एक परमाणु विस्फोट विकिरण पैदा करता है। यह लगभग एक मिनट तक रहता है और इसमें इतनी अधिक भेदन शक्ति होती है कि निकट दूरी पर इससे बचाव के लिए शक्तिशाली और विश्वसनीय आश्रयों की आवश्यकता होती है।

सदमे की लहर;

प्रकाश विकिरण;

मर्मज्ञ विकिरण;

क्षेत्र का रेडियोधर्मी संदूषण;

विद्युत चुम्बकीय पल्स (ईएमपी)।

वायुमंडल में एक परमाणु विस्फोट के दौरान, पीएनएफ के बीच जारी ऊर्जा का वितरण लगभग निम्नलिखित है: शॉक वेव के लिए लगभग 50%, प्रकाश विकिरण के हिस्से के लिए 35%, रेडियोधर्मी संदूषण के लिए 10% और मर्मज्ञ के लिए 5% विकिरण और ईएमपी।

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