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最初の原子爆弾。核爆弾は兵器であり、その保有自体が抑止力となる

連邦教育庁

トムスク州立制御システムおよびラジオエレクトロニクス大学 (TUSUR)

無線電子技術部と環境モニタリング(リテム)

コースワーク

「TGとV」の分野では

核兵器: 製造の歴史、設計、および破壊要因

学生 gr.227

トルマチョフ M.I.

スーパーバイザー

電子工学科講師

ホレフ I.E.

トムスク 2010

コースワーク ___ ページ、11 枚の写真、6 つのソース。

このコースプロジェクトの内容は、重要なポイント創造の歴史の中で核兵器。原子弾の主な種類と特徴を示します。

核爆発の分類が与えられます。爆発中のさまざまな形のエネルギー放出が考慮されます。その分布の種類と人体への影響。

核発射体の内殻で起こる反応が研究されています。核爆発の被害要因が詳しく説明されています。

コースの作業はテキストエディターで完了しましたマイクロソフトワード 2003

2.4 核爆発の被害要因

2.4.4 放射能汚染

3.1 核兵器の基本要素

3.3 熱核爆弾の設計

導入

構造電子殻は 19 世紀末までに十分に研究されましたが、原子核の構造に関する知識はほとんどなく、しかも矛盾していました。

1896年に、放射能（ラテン語の「半径」-光線に由来）と呼ばれる現象が発見されました。この発見は、構造のさらなる放射に重要な役割を果たしました。原子核。マリー・スクウォドフスカ＝キュリーとピエール

キュリー夫妻は、ウランに加えて、トリウム、ポロニウム、化合物ウランとトリウムはウランと同じ放射線を出します。

研究を続け、1898年に彼らはウラン鉱石からウランの数百万倍活性な物質を単離し、それを「放射」を意味する「ラジウム」と名付けた。ウランやラジウムのように放射線を発する物質を放射性物質といい、その現象自体を放射能といいます。

20 世紀、科学は放射能の研究と材料の放射性特性の応用において根本的な一歩を踏み出しました。

現在、米国、ロシア、英国、フランス、中国の 5 か国が核兵器を保有しており、このリストは今後数年のうちに補充される予定です。

現在、核兵器の役割を評価することは困難です。それは一方では強力な抑止手段であり、他方では平和を強化し大国間の軍事衝突を防ぐための最も効果的な手段である。

科学知識は人道的で崇高な目的にも役立つため、現代人類が直面している課題は核軍拡競争を防ぐことです。

1. 核兵器の製造と開発の歴史

1905 年、アルバートアインシュタインは特殊相対性理論を発表しました。この理論によれば、質量とエネルギーの関係は方程式 E = mc 2 で表されます。これは、特定の質量 (m) が、その質量と速度の 2 乗の積に等しいエネルギー量 (E) に関連付けられることを意味します。光（c）。非常に少量の物質は大量のエネルギーに相当します。たとえば、1 kg の物質がエネルギーに変換されると、22 メガトンの TNT の爆発で放出されるエネルギーに相当します。

1938年、ドイツの化学者オットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンによる実験の結果、彼らはウランに中性子を照射することで、ウラン原子をほぼ等しい2つの部分に分割することに成功した。英国の物理学者ロバート・フリッシュは、原子核が分裂するときにエネルギーがどのように放出されるかを説明しました。

1939 年初頭、フランスの物理学者ジョリオ・キュリーは、それが可能であると結論付けました。連鎖反応、それは巨大な破壊力の爆発につながり、ウランは通常の爆発物と同様にエネルギー源になる可能性があります。

この結論は核兵器開発の推進力となった。ヨーロッパは第二次世界大戦前夜であり、このような強力な兵器を所有する可能性があったため急速な兵器の開発が促進されましたが、大規模な研究のための大量のウラン鉱石を保有するという問題がブレーキになりました。

創造の上に核兵器ドイツ、イギリス、アメリカ、日本の物理学者が研究に取り組み、十分な量のウラン鉱石がなければ研究は不可能であると認識していました。米国が1940年9月に購入多数のベルギーからの虚偽の文書によると必要な鉱石を入手し、これにより核兵器の製造作業が本格化することが可能になった。

核兵器の爆発弾

第二次世界大戦の勃発前に、アルバート・アインシュタインはフランクリン・ルーズベルト米国大統領に手紙を書きました。その内容は、原子爆弾の製造につながる可能性のあるウラン235を精製しようとするナチスドイツの試みについて語っていたとされている。ドイツの科学者たちが連鎖反応を起こすには程遠いことが今では知られている。彼らの計画には、「汚い」高放射性爆弾の製造が含まれていた。

それはともかく、米国政府は次の決定を下した。できるだけ早く作成する原爆。この計画は「マンハッタン計画」として歴史に名を残した。 1939 年から 1945 年までの次の 6 年間で、マンハッタン計画には 20 億ドル以上が費やされました。テネシー州オークリッジに巨大なウラン精製工場が建設された。ガス遠心分離機で軽いウラン 235 を重いウラン 238 から分離する精製方法が提案されました。

米国の領土であるニューメキシコ州の広大な砂漠に、1942 年に米国の核センターが設立されました。多くの科学者がこのプロジェクトに取り組みましたが、中心人物はロバート・オッペンハイマーでした。彼のリーダーシップの下、当時の優秀な人材がアメリカとイギリスだけでなく、事実上世界中から結集しました。西欧。 12人のノーベル賞受賞者を含む大規模なチームが核兵器の製造に取り組んだ。研究室での作業は一瞬たりとも止まりませんでした。

一方、ヨーロッパでは、第二回世界大戦、そしてドイツはイギリスの都市への大規模な爆撃を実行し、イギリスの原子力プロジェクト「タブ合金」を危険にさらし、イギリスはその開発とプロジェクトの主要な科学者を自発的にアメリカに移管し、これによりアメリカは原子力プロジェクトで主導的な立場を取ることができた。核物理学の発展（核兵器の作成）。

1945 年 7 月 16 日、明るい閃光がニューメキシコ州北のジェメス山脈の高原の空を照らしました。特徴的なキノコの形をした放射性塵の雲が3万フィートまで上昇した。爆発現場に残ったのは砂が変化した緑色の放射性ガラスの破片だけだった。これが原子力時代の始まりでした。

1945 年の夏までに、アメリカ人は「ベイビー」と「ファットマン」と呼ばれる 2 つの原子爆弾を組み立てることに成功しました。最初の爆弾の重さは 2,722 kg で、中身は濃縮ウラン 235 でした。 20kt以上の出力を持つプルトニウム239を装填した「ファットマン」の質量は3175kgだった。

1945 年 8 月 6 日の朝、赤ちゃん爆弾が広島に投下されました。8 月 9 日には、長崎市に別の爆弾が投下されました。これらの爆撃による人命の総損失と破壊の規模は、次の数字によって特徴付けられます。熱放射（温度約 5000 ℃）と衝撃波により 30 万人が即死し、さらに 20 万人が負傷、火傷、または被爆しました。放射線に。 12平方キロメートルの範囲にある建物はすべて完全に破壊された。これらの爆撃は全世界に衝撃を与えました。

これら 2 つの出来事が核軍拡競争の始まりと考えられています。

しかしすでに1946年に、高品質のウランの大規模な鉱床がソ連で発見され、すぐに開発が始まりました。試験場はセミパラチンスク地域に建設されました。そして 1949 年 8 月 29 日、コードネーム RDS-1 と呼ばれるソ連初の核開発装置がこの実験場で爆破されました。セミパラチンスク実験場で起こった出来事は、ソ連における核兵器の製造について世界に知らせ、人類にとって新たな兵器の保有に対するアメリカの独占に終止符を打った。

2. 核兵器は大量破壊兵器である

2.1 核兵器

核兵器または原子兵器は、重い原子核の分裂の核連鎖反応または軽い原子核の熱核融合反応中に放出される核エネルギーの使用に基づいた爆発兵器です。生物兵器および化学兵器とともに大量破壊兵器 (WMD) を指します。

核爆発は、限られた体積で大量の核内エネルギーが瞬間的に放出されるプロセスです。

核爆発の中心は、閃光が発生する点、または中心が位置する点です。火の玉、震源は爆発の中心を地表または水面に投影したものです。

核兵器は最も強力であり、危険な見た目大量破壊兵器は、前例のない破壊と何百万もの人々の絶滅によって全人類を脅かしています。

爆発が地上または地表のかなり近くで発生した場合、爆発エネルギーの一部は地震振動の形で地表に伝達されます。性質的に地震に似た現象が発生します。このような爆発の結果として地震波が形成され、地球の厚さを通って非常に長い距離にわたって伝播します。波の破壊的な影響は半径数百メートルに限定されています。

その結果、非常に高温爆発は明るい閃光を生成し、その強度は地球に降り注ぐ太陽光線の強度の数百倍です。フラッシュは大量の熱と光を発生します。光放射は可燃性物質の自然発火を引き起こし、半径数キロメートル以内にいる人々の皮膚に火傷を引き起こします。

原爆を発明した人は、この 20 世紀の奇跡の発明がどのような悲惨な結果をもたらす可能性があるか想像することさえできませんでした。広島と長崎の日本の都市の住民がこの超兵器を体験するまでには、非常に長い旅が必要でした。

スタートが切れました

1903年4月、有名なフランスの物理学者ポール・ランジュバンの友人たちがパリの庭園に集まりました。その理由は、若くて才能のある科学者マリー・キュリーの論文の擁護でした。著名なゲストの中には有名な方もいましたイギリスの物理学者アーネスト・ラザフォード卿。楽しい最中に照明が消えました。キュリー夫人はみんなにサプライズがあると発表しました。

ピエール・キュリーは厳粛な表情でラジウム塩の入った小さな管を持ってきましたが、それは緑色の光で輝き、出席者に並外れた喜びを引き起こしました。その後、ゲストたちはこの現象の今後について熱く議論しました。ラジウムがエネルギー不足という深刻な問題を解決してくれるだろうということで誰もが同意した。これは、誰もが新しい研究とさらなる展望に触発されました。

もしその時、放射性元素を扱う実験室での研究が 20 世紀の恐ろしい兵器の基礎を築くだろうと彼らに告げられたら、彼らがどのような反応を示したかは不明です。数十万人の日本の民間人を殺害した原爆の話が始まったのはその時だった。

先を行く

1938 年 12 月 17 日、ドイツの科学者オットーガンは、ウランがより小さな素粒子に崩壊するという反駁できない証拠を入手しました。要するに、彼は原子を分割することに成功したのです。で科学の世界これは人類の歴史における新たなマイルストーンとみなされました。オットー・ガンは共有しなかった政見第三帝国。

そのため、同じ1938年に科学者はストックホルムへの移住を余儀なくされ、そこでフリードリヒ・シュトラスマンとともに科学研究を続けた。ナチスドイツが恐ろしい武器を最初に受け取ることになるのではないかと恐れ、彼はアメリカ大統領にこれについて警告する手紙を書きました。

前進の可能性があるというニュースは米国政府を大いに警戒させた。アメリカ人は迅速かつ断固とした行動を開始した。

アメリカの原子爆弾計画を作成したのは誰ですか?

第二次世界大戦が勃発する前でさえ、アメリカの科学者グループの多くはヨーロッパのナチス政権からの難民であり、核兵器の開発を任務としていた。初期の研究はナチスドイツで行われたことは注目に値します。 1940 年、アメリカ合衆国政府は独自の核兵器開発プログラムへの資金提供を開始しました。このプロジェクトの実施には、25億ドルという信じられない金額が割り当てられました。

この秘密プロジェクトの実施には、20 世紀の優れた物理学者が招待され、その中には 10 名以上のノーベル賞受賞者も含まれていました。合計約13万人の従業員が関与し、その中には軍人だけでなく民間人も含まれていた。開発チームはレスリー・リチャード・グローブス大佐が率い、ロバート・オッペンハイマーが科学責任者に就任した。彼は原子爆弾を発明した男です。

マンハッタン地域に特別な秘密工学施設が建設され、それは「マンハッタン計画」というコード名で知られています。その後数年間、秘密プロジェクトの科学者たちはウランとプルトニウムの核分裂の問題に取り組みました。

イーゴリ・クルチャトフの非平和的な原子

今日、すべての学童は、ソ連で誰が原子爆弾を発明したかという質問に答えることができるでしょう。そして、前世紀の 30 年代初頭、誰もこれを知りませんでした。

1932 年、学者イーゴリヴァシリエヴィチクルチャトフは、原子核の研究を始めた世界で最初の一人でした。イーゴリ・ヴァシリエヴィッチは、同じ志を持った人々を周囲に集め、1937 年にヨーロッパ初のサイクロトロンを作成しました。同年、彼と志を同じくする人々が最初の人工核を作成した。

1939年、I.V.クルチャトフは新しい方向、核物理学の研究を始めました。この現象の研究にいくつかの実験室が成功した後、科学者は「実験室 No. 2」と名付けられた秘密の研究センターを自由に使えるようになりました。現在、この機密扱いの物体は「アルザマス-16」と呼ばれています。

このセンターの目標方向は、核兵器の本格的な研究と製造でした。今、誰がソ連で原子爆弾を製造したのかが明らかになりました。当時、彼のチームはわずか 10 人で構成されていました。

原爆が生まれるだろう

1945年末までに、イーゴリ・ヴァシリエヴィチ・クルチャトフは100人以上の本格的な科学者チームを編成することに成功した。原子兵器を作るために、さまざまな科学専門分野の優秀な人材が国中から研究所に集まりました。アメリカ人が広島に原爆を投下した後、ソ連の科学者たちはソ連を使えばそれが可能であることに気づいた。「第2研究所」は国の指導部から資金の急増と資格のある人材の大量流入を受けている。 Lavrenty Pavlovich Beria は、このような重要なプロジェクトの責任者に任命されました。ソ連の科学者たちの多大な努力が実を結んだ。

セミパラチンスク試験場

ソ連の原爆実験はセミパラチンスク（カザフスタン）の実験場で初めて行われた。 1949年8月29日、出力22キロトンの核装置がカザフスタンの大地を震撼させた。ノーベル賞物理学者オットー・ハンツ氏は次のように述べています。もしロシアが核兵器を持っていれば、戦争は起こらないでしょう。」米国による核兵器の独占を排除したのは、製品番号 501 または RDS-1 として暗号化されたソ連のこの原子爆弾でした。

原爆。 1945年

7月16日の早朝、マンハッタン計画は米国ニューメキシコ州のアラモゴード実験場で原子装置、つまりプルトニウム爆弾の実験を初めて成功させた。

プロジェクトに投資された資金は有効に使われました。人類史上初原子爆発午前5時30分に実施されました。

米国で原爆を発明し、後に「原爆の父」と呼ばれるロバート・オッペンハイマーは、「我々は悪魔の仕事をしてしまった」と後に語った。

日本は降伏しない

最終的な原爆実験が成功したときまでに、ソ連軍とその同盟国はついにナチス・ドイツを破った。しかし、太平洋の覇権をかけて最後まで戦うと約束した国家があった。 1945年4月中旬から7月中旬にかけて、日本軍は連合軍に対する空爆を繰り返し、米軍に多大な損害を与えた。 1945 年 7 月末、軍国主義日本政府は連合国の降伏要求を拒否した。ポツダム宣言。特に、不服従の場合、日本軍は迅速かつ完全な破壊に直面すると述べた。

大統領も同意する

アメリカ政府は約束を守り、日本軍陣地への標的爆撃を開始した。空爆は望ましい結果をもたらさず、ハリー・トルーマン米大統領は米軍による日本の領土への侵攻を決定した。しかし、軍司令部は、アメリカ軍の侵攻は多数の死傷者を伴うという事実を理由に、大統領にそのような決定を思いとどまらせた。

ヘンリー・ルイス・スティムソンとドワイト・デイヴィッド・アイゼンハワーの提案により、より多くの製品を使用することが決定されました。効果的な方法戦争の終わり。原爆の熱烈な支持者であるジェームズ・フランシス・バーンズ米国大統領長官は、日本領土への爆撃が最終的に戦争を終わらせ、米国を優位な立場に置くことができ、それがその後の日本の出来事の経過にプラスの影響を与えるだろうと信じていた。戦後の世界。したがって、ハリー・トルーマン米国大統領は、これが唯一の正しい選択肢であると確信していました。

原爆。広島

日本の首都東京から500マイル離れた人口35万人強の小さな都市、広島が最初の標的として選ばれた。改良型B-29エノラ・ゲイ爆撃機がテニアン島の米海軍基地に到着した後、同機には原子爆弾が搭載された。広島は9,000ポンドのウラン235の影響を受けることになった。
この前例のない兵器は、日本の小さな町の民間人を対象としたものでした。爆撃機の指揮官はポール・ウォーフィールド・ティベッツ・ジュニア大佐だった。米国の原爆には「ベイビー」という皮肉な名前が付けられた。 1945 年 8 月 6 日の朝、午前 8 時 15 分頃、アメリカの「リトル」号が日本の広島に投下されました。約15,000トンのTNTが半径5平方マイル以内のすべての生命を破壊した。 14万人の都市住民が数秒のうちに死亡した。生き残った日本人は放射線障害により悲惨な死を遂げた。

彼らはアメリカの原子核「ベイビー」によって破壊された。しかし、誰もが予想していたように、広島の惨状は日本の即時降伏を引き起こしませんでした。その後、再び日本領土への爆撃を行うことが決定された。

長崎。空が燃えている

アメリカの原子爆弾「ファットマン」は、1945 年 8 月 9 日にテニアン島のアメリカ海軍基地にまだ設置されたまま、B-29 航空機に搭載されました。今回の航空機の指揮官はチャールズ・スウィーニー少佐でした。当初の戦略目標は小倉市であった。

しかし気象条件大きな雲が邪魔をして、私たちの計画を実行することはできませんでした。チャールズ・スウィーニーが第2ラウンドに進出した。午前11時2分、アメリカの核「ファットマン」が長崎を飲み込んだ。それは、広島への原爆投下よりも数倍強力な、より強力な破壊的な空爆でした。長崎は重さ約1万ポンドとTNT火薬22キロトンの核兵器を実験した。

日本の都市の地理的位置により、期待された効果は減少しました。問題は、この都市が山間の狭い谷間に位置しているということです。したがって、2.6平方マイルの破壊では、アメリカの兵器の可能性を最大限に引き出すことはできませんでした。長崎原爆実験は失敗したマンハッタン計画とみなされている。

日本は降伏した

1945 年 8 月 15 日の正午、裕仁天皇は日本国民に向けたラジオ演説で祖国の降伏を発表しました。このニュースはすぐに世界中に広がりました。アメリカ合衆国では日本に対する勝利を記念して祝賀行事が始まった。人々は喜びました。
1945年9月2日、東京湾に停泊中のアメリカ戦艦ミズーリ号上で、正式な終戦協定が調印された。こうして人類史上最も残忍で血なまぐさい戦争は終わった。

ポーランドでナチス・ドイツによる最初の銃撃が行われた1939年9月1日以来、6年間という長い間、国際社会はこの重要な日に向けて動き続けてきた。

平和な原子

ソ連では合計124件が実行された核爆発。特徴的なのは、それらはすべて利益のために行われたということです国民経済。このうち放射性元素の漏洩事故は３件だけだった。

平和的な原子の使用計画は、米国とソ連の 2 か国のみで実施されました。原子力の平和エネルギーは、1986 年 4 月 26 日にチェルノブイリ原子力発電所の第 4 出力装置で原子炉が爆発した、世界的な大惨事の例も知られています。

アメリカのロバート・オッペンハイマーとソ連の科学者イーゴリ・クルチャトフは通常、原爆の父と呼ばれています。しかし、この致命的な爆弾の研究が4か国で並行して行われ、これらの国の科学者に加えて、イタリア、ハンガリー、デンマークなどの人々がそれに参加したことを考慮すると、結果としてできた爆弾は、当然、異なる人々の発案であると呼ぶことができます。人々。

最初に本題に取り掛かったのはドイツ人だった。 1938 年 12 月、彼らの物理学者オットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンは世界で初めてウラン原子の原子核を人為的に分割しました。 1939 年 4 月、ドイツ軍指導部はハンブルク大学教授 P. ハーテックと W. グロースから次のような書簡を受け取りました。根本的な可能性新しいタイプの非常に効果的な爆発物を作成します。科学者たちは「核物理学の成果を最初に実質的に習得した国は、他国に対して絶対的な優位性を獲得するだろう」と書いている。そして今、帝国科学教育省は「自己伝播（つまり連鎖）核反応について」というテーマで会議を開催している。参加者の中には、第三帝国軍備総局の研究部門長であるE.シューマン教授も含まれる。私たちはすぐに言葉から行動に移りました。すでに 1939 年 6 月に、ベルリン近郊のクマースドルフ実験場でドイツ初の原子炉プラントの建設が始まりました。ドイツ国外へのウラン輸出を禁止する法律が可決され、ベルギー領コンゴから大量のウラン鉱石が緊急購入された。

ドイツが先発して…負ける

ヨーロッパですでに戦争が激化していた1939年9月26日、ウラン問題と「ウラン計画」と呼ばれる計画の実施に関連するすべての作業を分類することが決定されました。このプロジェクトに参加した科学者たちは当初非常に楽観的で、1 年以内に核兵器を製造できると信じていました。人生が示しているように、彼らは間違っていました。

このプロジェクトには、カイザー・ヴィルヘルム協会物理研究所、ハンブルク大学物理化学研究所、ベルリン高等専門学校物理研究所、物理化学研究所などの有名な科学センターを含む22の組織が参加した。ライプツィヒ大学など多くの博士号を取得しています。このプロジェクトは帝国軍需大臣アルベルト・シュペーアによって個人的に監督されました。 IG Farbenindustry 社は六フッ化ウランの生産を委託されており、そこから連鎖反応を維持できるウラン 235 同位体を抽出することができます。同社は同位体分離プラントの建設も受託した。ハイゼンベルク、ヴァイツゼッカー、フォン・アルデンネ、リール、ポーズ、ノーベル賞受賞者のグスタフ・ヘルツらのような著名な科学者がこの研究に直接参加した。

ハイゼンベルクのグループは、2 年間にわたって、ウランと重水を使用して原子炉を作成するために必要な研究を実施しました。通常のウラン鉱石に微量に含まれる同位体のうちウラン235だけが爆発物として機能することが確認された。最初の問題は、そこからどうやって隔離するかということでした。爆弾計画の出発点は原子炉であり、反応減速材として黒鉛または重水を必要としました。ドイツの物理学者は水を選択し、それによって彼ら自身に深刻な問題を引き起こしました。ノルウェー占領後、当時世界で唯一の重水製造プラントはナチスの手に渡った。しかし、そこでは、戦争の初めに、物理学者が必要とした製品の供給はわずか数十キログラムであり、それらさえドイツ人には行きませんでした-フランス人は文字通りナチスの目前から貴重な製品を盗みました。そして 1943 年 2 月、イギリスの特殊部隊がノルウェーに派遣され、地元のレジスタンス戦士の協力を得て、工場を停止させました。ドイツの核開発計画の実施は脅威にさらされていた。ドイツ人の不幸はそこで終わりませんでした。ライプツィヒで実験用原子炉が爆発しました。ウラン計画は、ヒトラーが始めた戦争が終わる前に超強力な兵器を入手できるという希望がある限り、ヒトラーによって支援された。ハイゼンベルクはシュペーアに招待され、「爆撃機から吊り下げることができる爆弾はいつ開発されると期待できるでしょうか?」と直接尋ねた。科学者は正直にこう言った。「数年間の努力が必要だと思いますが、いずれにせよ、爆弾は現在の戦争の結果に影響を与えることはできません。」ドイツ指導部はイベントを強制する意味がないと合理的に考えた。科学者たちには静かに仕事をさせてください。彼らが次の戦争に間に合うことがわかります。その結果、ヒトラーは科学資源、生産資源、財政資源を、新型兵器の製造において最も早く利益が得られるプロジェクトにのみ集中させることを決定した。ウランプロジェクトに対する政府の資金提供は削減された。それにもかかわらず、科学者の研究は続けられました。

1944 年、ハイゼンベルクは大型原子炉プラント用の鋳造ウラン板を受け取りました。そのための特別なバンカーがすでにベルリンに建設されていました。連鎖反応を達成するための最後の実験は1945年1月に予定されていたが、1月31日にすべての装置が急いで解体され、ベルリンからスイス国境近くのハイガーロッホ村に送られ、そこで配備されたのは2月末になってからだった。原子炉には、総重量 1525 kg のウラン立方体 664 個が収容されており、その周囲には重さ 10 トンの黒鉛減速中性子反射体が設置されており、1945 年 3 月にさらに 1.5 トンの重水が炉心に注入されました。 3月23日、ベルリンでは原子炉が稼働していると報告された。しかし、喜びは時期尚早でした。原子炉は臨界点に到達せず、連鎖反応は始まりませんでした。再計算の結果、ウランの量を少なくとも750kg増やさなければならず、それに比例して重水の質量も増加することが判明した。しかし、どちらか一方の予備はもうありませんでした。第三帝国の終わりは容赦なく近づいていた。 4月23日、アメリカ軍がハイガーロッホに入城した。原子炉は解体されて米国に輸送された。

一方海外では

ドイツと並行して（わずかに遅れて）、イギリスとアメリカでも核兵器の開発が始まりました。それらは、1939 年 9 月にアルバート・アインシュタインがフランクリン・ルーズベルト米国大統領に送った手紙から始まりました。この手紙の発起人および文章の大部分の著者は、ハンガリーからの移民である物理学者のレオ・シラード、ユージン・ウィグナー、エドワード・テラーでした。この書簡は、ナチス・ドイツが活発な研究を行っており、その結果、間もなく原子爆弾を取得する可能性があるという事実に大統領の注意を喚起した。

ソ連では、同盟国と敵国の両方が行った工作に関する最初の情報が諜報機関によってスターリンに報告されたのは1943年のことだった。 EUでも同様の取り組みを開始することが直ちに決定されました。こうしてソ連の原子力計画が始まった。科学者だけでなく、核秘密の抽出が最優先事項となった諜報員も任務を受けた。

情報機関によって得られた米国の原爆研究に関する最も貴重な情報は、ソ連の核プロジェクトの推進に大きく貢献した。これに参加した科学者たちは、行き止まりの探索経路を回避することができ、最終目標の達成を大幅に加速しました。

最近の敵と味方の経験

当然のことながら、ソ連指導部はドイツの原子力開発に無関心でいるわけにはいかなかった。戦争の終わりに、ソビエトの物理学者のグループがドイツに送られ、その中には将来学者になるアルティモヴィッチ、キコイン、ハリトン、シチェルキンが含まれていました。全員が赤軍大佐の制服を着て迷彩服を着ていた。この作戦はイワン・セロフ内務第一副人民委員が主導し、あらゆる扉を開いた。必要なドイツの科学者に加えて、「大佐」たちは大量のウラン金属を発見し、クルチャトフによれば、ソ連の爆弾の研究は少なくとも1年短縮されたという。アメリカ人はまた、プロジェクトに携わった専門家を引き連れて、ドイツから大量のウランを持ち出した。そしてソ連には、物理学者や化学者に加えて、機械工、電気技師、ガラス吹き職人も派遣された。中には捕虜収容所で見つかった人もいた。例えば、将来のソ連の学者で東ドイツ科学アカデミーの副会長となるマックス・スタインベックは、収容所長の気まぐれで日時計を作っていたところを連行された。合計で少なくとも 1,000 人のドイツの専門家がソ連の核プロジェクトに取り組みました。ウラン遠心分離機、カイザー物理学研究所の設備、文書、試薬を備えたフォン・アルデンヌ研究所はベルリンから完全に撤去された。原子力プロジェクトの一環として、研究所「A」、「B」、「C」、「D」が設立され、その科学責任者はドイツから到着した科学者でした。

研究室「A」は、ガス拡散精製と遠心分離機でのウラン同位体分離の方法を開発した才能ある物理学者であるマンフレッド・フォン・アルデンヌ男爵によって率いられました。当初、彼の研究室はモスクワのオクチャブリスキー極にありました。各ドイツの専門家には5人か6人のソ連技術者が割り当てられた。その後、研究所はスフミに移り、やがてオクチャブリスキーフィールドに有名なクルチャトフ研究所が成長しました。スフミでは、フォン・アルデンヌ研究所に基づいて、スフミ物理学研究所が設立されました。 1947 年、アルデンヌはウラン同位体を工業規模で精製するための遠心分離機を開発した功績によりスターリン賞を受賞しました。 6年後、アルデンヌはスターリン主義者として2度の受賞者となった。彼は妻と一緒に快適な邸宅に住んでおり、妻はドイツから持ってきたピアノで音楽を演奏していました。他のドイツ人専門家たちも気分を害することはなかった。彼らは家族とともに来て、家具、本、絵画を持参し、良い給料と食事を与えられていた。彼らは囚人でしたか？学者A.P. 自身も原子力計画に積極的に参加していたアレクサンドロフ氏は、「もちろん、ドイツの専門家たちは捕虜だったが、私たち自身も捕虜だった」と述べた。

サンクトペテルブルク出身で 1920 年代にドイツに移住したニコラウスリールは、ウラル山脈 (現在のスネジンスク市) で放射線化学と生物学の分野の研究を行う研究所 B の所長になりました。ここでリールは、ドイツ出身の旧友であるロシアの傑出した生物学者兼遺伝学者であるティモフェエフ＝レゾフスキー（D.グラニンの小説に基づく「バイソン」）と協力しました。

複雑な問題に対する効果的な解決策を見つけることができる研究者および才能ある組織者としてソ連で認められたリール博士は、ソ連の原子力プロジェクトの中心人物の一人となりました。テストが成功した後ソ連の爆弾彼は社会主義労働の英雄となり、スターリン賞の受賞者となった。

オブニンスクに組織された研究室Bの研究は、核研究分野の先駆者の一人であるルドルフ・ポーズ教授が率いていました。彼のリーダーシップの下で、連合初の原子力発電所である高速中性子炉が作成され、次のような原子炉の設計が行われました。潜水艦。オブニンスクの施設は、A.I. にちなんで名付けられた物理エネルギー研究所の組織の基礎となりました。レイプンスキー。ポーズは 1957 年までスフミで働き、その後ドゥブナの共同核研究所で働きました。

スフミ療養所「アグゼリ」にある研究室「G」の所長は、19世紀の有名な物理学者の甥であり、彼自身も有名な科学者であるグスタフ・ヘルツだった。彼は、ニールス・ボーアの原子力学および量子力学の理論を確認した一連の実験で認められました。スフミでの大成功を収めた彼の活動の成果は、後にノヴォラリスクに建設された工業施設で使用され、1949 年にソ連初の原子爆弾 RDS-1 の充填材が開発されました。グスタフ・ヘルツは、原子力計画の枠組み内での功績により、1951 年にスターリン賞を受賞しました。

祖国（当然東ドイツ）に戻る許可を得たドイツの専門家たちは、ソ連の原子力プロジェクトへの参加について25年間の秘密保持契約に署名した。ドイツでも彼らは専門分野で研究を続けました。このように、東ドイツ国家賞を二度受賞したマンフレート・フォン・アルデンヌは、グスタフ・ヘルツ率いる原子力の平和利用のための科学評議会の後援の下に設立されたドレスデン物理学研究所の所長を務めた。ハーツ氏は、核物理学に関する 3 巻の教科書の著者として国家賞も受賞しました。そこ、ドレスデンで、工科大学, ルドルフポーズも効果的でした。

原子力計画へのドイツの科学者の参加や諜報員の成功は、無私無欲の努力で国産核兵器の製造を確実にしたソ連の科学者の功績を決して損なうものではない。しかし、両者の貢献がなければ、ソ連における核産業と核兵器の創設は長年にわたって長引いていたであろうことを認めなければならない。

リトルボーイ
広島を破壊したアメリカのウラン爆弾は大砲のデザインをしていました。ソビエトの核科学者たちは、RDS-1 を作成する際、爆縮設計を使用してプルトニウムで作られた「長崎爆弾」、ファットボーイに導かれました。

マンフレッド・フォン・アルデンヌは、ガス拡散精製と遠心分離機でのウラン同位体分離の方法を開発しました。

クロスロード作戦は、1946 年の夏に米国がビキニ環礁で実施した一連の原爆実験です。目標は、船舶に対する核兵器の影響をテストすることでした。

海外からの援助

1933年、ドイツの共産主義者クラウス・フックスがイギリスに亡命した。ブリストル大学で物理学の学位を取得した後、彼は研究を続けました。 1941年、フックスは原子研究への参加をソ連諜報員ユルゲン・クチンスキーに報告し、ユルゲン・クチンスキーはソ連大使イワン・マイスキーに知らせた。彼は武官に対し、科学者グループの一員として米国に移送される予定だったフックスとの連絡を早急に確立するよう指示した。フックスはソ連諜報機関で働くことに同意した。ザルビン、エイティンゴン、ヴァシレフスキー、セミョノフなど、多くのソ連の違法諜報員が彼との協力に関与していた。彼らの積極的な活動の結果、すでに1945年1月にソ連は最初の原子爆弾の設計に関する記述を持っていました。同時に、米国のソ連基地は、米国が大量の核兵器を製造するには少なくとも1年、長くても5年はかかるだろうと報告した。報告書はまた、最初の２発の爆弾は数カ月以内に爆発する可能性があると述べた。

核分裂の先駆者

K.A.ペトルジャクとG.N.フレロフ
1940年、イーゴリ・クルチャトフの研究室で、2人の若い物理学者が、新しく非常にユニークなタイプの原子核の放射性崩壊、つまり自発的核分裂を発見した。

オットー・ハーン
1938 年 12 月、ドイツの物理学者オットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンは、世界で初めてウラン原子の原子核を人為的に分割しました。

ソ連の原子爆弾の製造(原子力計画の軍事的部分) ソビエト連邦) - 基礎研究、技術の開発とソ連におけるその実用化、を使用して大量破壊兵器を作成することを目的としています。原子力エネルギー。この出来事は主に、主に他国の科学機関や軍事産業のこの方向への活動によって刺激された。ナチスドイツそしてアメリカ合衆国 [ ]。 1945 年 8 月 9 日、アメリカ軍機が広島と長崎という日本の都市に 2 つの原子爆弾を投下しました。民間人のほぼ半数が爆発で即死し、その他は重篤な状態に陥り、今日まで死亡し続けている。

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1930 年から 1941 年にかけて、原子力分野での研究が積極的に行われました。
この 10 年間は、放射性化学的研究がなければ、これらの問題、その開発、特にその実装を完全に理解することは一般に考えられません。

1941年から1943年の作品

外国諜報情報

すでに1941年9月にソ連は、軍事目的で原子力エネルギーを使用し、巨大な破壊力を持つ原子爆弾を製造する方法の開発を目的として英国と米国で実施されている秘密の集中研究作業に関する諜報情報を受け取り始めた。 1941 年に受け取られた最も重要なものの 1 つソ連の諜報機関、文書はイギリスからの報告書です」委員会 MAUD」ルートを通じて受け取った本報告書の資料より外国諜報機関 NKVD ソ連からドナルド・マクリーン続いて、原子爆弾の製造は現実であり、おそらく戦争が終わる前であっても製造される可能性があり、したがってその進路に影響を与える可能性がある、ということになった。
海外での原子力問題に関する研究に関する諜報情報は、ウラン研究の再開が決定された時点でソ連で入手可能であったが、NKVD 諜報チャンネルとインターネットを通じて入手した。中央情報総局参謀本部(GRU) 赤軍。
1942年5月、GRU指導部はソ連科学アカデミーに対し、原子力エネルギーの軍事利用問題に関する海外での研究報告の存在を通知し、この問題が現在実際に現実的な根拠を持っているかどうか報告するよう求めた。 1942 年 6 月、この要求に対する答えは V. G. クロピンによって与えられました。去年 V 科学文献原子力利用の問題解決に関連した著作はほとんど出版されていない。
NKVD長官からの公式書簡 L.P.ベリア名前に I.V.スターリン海外での軍事目的での原子力利用に関する研究、ソ連内でこの研究を組織するための提案、およびソ連の著名な専門家に秘密裏にNKVD資料を周知させることに関する情報が含まれており、そのバージョンは1941年後半から1942年初頭にNKVD従業員によって作成されたもので、ソ連でのウラン開発再開に関する GKO 命令が採択された後、1942 年 10 月になって初めて I. V. スターリンに送られました。
ソ連諜報機関は詳細な情報を持っていたアメリカでの原子爆弾の製造に取り組む核独占の危険性を理解していた、あるいはソ連に同情していた専門家、特に、クラウス・フックス , セオドラホール , ジョルジュ・コヴァルそしてデビッド・グリーングラス。しかし、1943年初めにソ連の物理学者がスターリンに宛てた手紙が決定的に重要だったと考える人もいる。 G. フレロワ、問題の本質を一般に説明することに成功しました。一方、スターリンへの手紙に関するG.N. フレロフの作業は完了しておらず、送信されなかったと信じる理由があります。
アメリカのウランプロジェクトからのデータの探索は、NKVDの科学技術情報部門の責任者の主導で始まりました。レオニダ・クヴァスニコワ 1942年に遡りますが、有名なカップルがワシントンに到着してから初めて完全に発展しましたソ連の諜報員: ヴァシリー・ザルビンと彼の妻エリザベタ。サンフランシスコのNKVD駐在員グリゴリー・カイフィッツと交流したのは彼らであり、最も著名なアメリカの物理学者ロバート・オッペンハイマーと彼の同僚の多くがカリフォルニアを離れ、ある種の超兵器を作成する未知の場所に向けて出発したと報告した。
セミョン・セミョノフ中佐（仮名「トウェイン」）は、1938年から米国で勤務し、そこで大規模で活発な諜報グループを結成していた。彼は、「カロン」（ハイフィッツのコードネーム）からのデータを再確認する任務を負っていた。）。原子爆弾の製造に関する研究の現実を確認し、マンハッタン計画の暗号とその主要な科学センターの場所、つまりニューメキシコ州の非行少年のための旧ロスアラモス植民地の位置を確認したのは「トウェイン」だった。セミョノフ氏はまた、そこで働いていた何人かの科学者の名前も報告した。彼らはかつてスターリン主義の大規模な建設プロジェクトに参加するためにソ連に招待され、米国に戻っても極左組織とのつながりを失わなかった。

こうしてソ連の工作員がアメリカの科学・設計センターに導入され、そこで核兵器が製造された。しかし、秘密活動を確立している最中に、リサとワシリー・ザルビンは緊急にモスクワに呼び戻された。失敗は一つも起こらなかったので、彼らは途方に暮れていました。センターがミロノフ署の職員からザルビン夫妻を反逆罪で告発する告発を受けたことが判明した。そしてほぼ6か月間、モスクワの防諜部隊はこれらの告発をチェックした。彼らは確認されていませんでしたが、ザルビンはもはや海外への入国を許可されていませんでした。
その間、埋め込まれたエージェントの仕事はすでに最初の結果をもたらしていました - 報告書が到着し始め、それらは直ちにモスクワに送信されなければなりませんでした。この作業は特別な配達員のグループに委託されました。最も有能で恐れを知らなかったのは配偶者でしたモーリス・コーエンズそしてロナ。モーリスがアメリカ陸軍に徴兵された後、ロナは独立してニューメキシコからニューヨークに情報資料を配達し始めました。これを行うために、彼女はアルバカーキの小さな町に行き、そこで体裁のために結核診療所を訪れました。そこで彼女は「ムラッド」と「エルンスト」という名前のエージェントと会いました。
しかし、NKVDは依然として数トンの低濃縮ウランを抽出することに成功した。

主な任務は工業生産の組織化でした。プルトニウム 239そしてウラン235。最初の問題を解決するには、実験用原子炉を作成し、その後工業用原子炉を作成し、放射化学および特殊冶金の作業場を建設する必要がありました。 2番目の問題を解決するには、同位体分離拡散法によるウラン。
これらの問題の解決は、産業技術の創造、生産の組織化、そして必要な大量の純粋な金属ウラン、酸化ウラン、六フッ化ウラン、他のウラン化合物、高純度黒鉛、その他の特殊な材料を組み合わせて、新しい複合体を作成します。産業単位そして楽器。ソ連におけるウラン鉱石採掘とウラン精鉱生産の量が不十分（最初のウラン精鉱生産工場）ソ連NKVD第6工場「V タジキスタン設立は1945年）、この期間の補償は、ソ連が対応する協定を結んだ東ヨーロッパ諸国のウラン企業から捕獲された原材料と製品によって補われました。
1945 年、ソ連政府は次の最も重要な決定を下しました。
- をもとにした創作についてキーロフ工場(G. レニングラード) ガス拡散によって 235 同位体が濃縮されたウランを製造する装置を開発するために設計された 2 つの特別開発局。
- 中部ウラル（村の近く）での建設の開始についてヴェルフ・ネイビンスキー) 濃縮ウラン 235 を生産するための拡散プラント。
- 天然ウランを使用した重水炉の作成に関する研究室の組織について。
- 南ウラルでの国内初のプルトニウム239生産工場の用地の選定と建設開始について。
南ウラルでの事業には以下が含まれるべきでした：
- 天然ウランを使用するウラン黒鉛炉（プラント「A」）。
- 原子炉内で照射された天然ウランからプルトニウム 239 を分離するための放射化学的生成 (プラント「B」)。
- 高純度の金属プルトニウムを生産するための化学的および冶金学的生産（プラント「B」）。
ドイツの専門家の原子力プロジェクトへの参加

1945年、ソ連に関係する数百人のドイツ人科学者がドイツからソ連に連れてこられた。核問題。そのうちのほとんど（約 300 人）は、スフミそして大公の旧領地に密かに置かれたアレクサンダー・ミハイロヴィチそして億万長者のスメツキー（療養所「シノプ」と「アグゼリ」）。機器はドイツ化学冶金研究所、カイザー・ヴィルヘルム物理学研究所、シーメンス電気研究所、ドイツ郵便局物理研究所からソ連に輸出された。 4人中3人がドイツ人サイクロトロン、強力な磁石、電子顕微鏡、オシロスコープ、高電圧変圧器、超精密機器がソ連に持ち込まれました。 1945年11月、ドイツの専門家の活用に関する作業を管理するために、ソ連NKVD内に特別研究所総局（ソ連NKVD第9総局）が創設された。
シノプ療養所は「オブジェクトA」と呼ばれ、男爵によって率いられていたマンフレッド・フォン・アルデンヌ。「アグザー」は「物体“G”」となった――それを率いていたのは、グスタフ・ヘルツ。優秀な科学者がオブジェクト「A」と「D」で研究しました - ニコラウスリール , マックス・ヴォルマー、ソ連で最初の生産施設を建設した人物重水 , ピーター・ティーセン、ガス拡散用ニッケルフィルターの設計者ウランの同位体の分離 , マックス・スティーンベックそしてゲルノート・ジッペ誰が取り組んだのか遠心力分離方法を開発し、その後西側でガス遠心分離機の特許を取得しました。オブジェクト「A」および「G」(SFTI)に基づいて、後に作成されました。
ドイツの有力な専門家の中には、この研究によりスターリン賞を含むソ連政府の賞を受賞した人もいます。
1954 年から 1959 年にかけて、ドイツの専門家が東ドイツ(Gernot Zippe - in オーストリア).

ノヴォラリスクにガス拡散プラントを建設

1946年第261工場の生産拠点にて航空産業人民委員会 V ノヴォラリスクと呼ばれるガス拡散プラントの建設が始まった工場番号813(プラント D-1))、高濃縮ウランの生産を目的としています。この工場は 1949 年に最初の製品を生産しました。

キロヴォ・チェペツクにおける六フッ化ウラン生産施設の建設

選ばれた者の代わりに建設現場時間が経つにつれて、産業企業、建物、建造物の複合体全体が建設され、自動車と自動車のネットワークによって相互接続されました。鉄道、熱電供給システム、工業用上下水道。秘密都市は時期によって呼び方が異なりましたが、最も有名な名前はチェリャビンスク-40、または「ソロコフカ」です。現在、当初は第817工場と呼ばれていた工業団地は、生産組合「マヤーク」、マヤック生産協会の労働者とその家族が住むイルチャシュ湖畔の都市が命名されました。オジョルスク.
1945 年 11 月に、選択された場所で地質調査が開始され、12 月初旬から最初の建設業者が到着し始めました。
初代建設部長（1946年～1947年）は、 Y.D.ラポポート、その後、彼は少将M. M. ツァレフスキーに置き換えられました。主任建設技術者は V. A. サプリキンで、将来の事業の初代取締役は P. T. ビストロフ (1946 年 4 月 17 日以降) で、彼が後任となりました。 E.P.スラフスキー（1947年7月10日より）そして B.G.ムズルコフ(1947 年 12 月 1 日以降)。 I.V.クルチャトフが工場の科学責任者に任命されました。

アルザマス-16 の建設

製品

原子爆弾の設計開発

ソ連閣僚評議会決議第 1286-525ss「ソ連科学アカデミー第 2 実験室における KB-11 の作業の展開計画について」により、KB-11 の最初のタスク、つまり作成、第 2 研究所（学者 I.V. クルチャトフ）の科学的指導の下、従来決議では「ジェットエンジン C」と呼ばれていた原子爆弾が 2 つのバージョンで研究されました。 RDS-1- 爆縮タイププルトニウムそして大砲型原爆RDS-2 ウラン235.
RDS-1 および RDS-2 設計の戦術的および技術的仕様は 1946 年 7 月 1 日までに開発され、主要コンポーネントの設計は 1947 年 7 月 1 日までに開発されることになっていました。完全に製造された RDS-1 爆弾は国家に提出されることになっていました。地上に設置した場合の爆発テストは1948年1月1日までに、航空用の場合は1948年3月1日までに、RDS-2爆弾の場合は1948年6月1日までと1949年1月1日までにそれぞれ実験を行う。構造の改善は、KB-11 の特別研究室の組織化とこれらの研究室での作業の展開と並行して実行されるべきでした。このような厳しい期限と並行作業の組織化は、ソ連におけるアメリカの原爆に関する諜報データの受信のおかげでも可能になりました。
研究所や設計部門 KB-11で直接活動を展開し始めました。