Атомное оружие, Курчатов, Сахаро. Реферат - Атомное оружие, Курчатов, Сахаров22223333. Биография 8 2 о создании первой отечественной атомной бомбы 11 3
 Скачать 90.7 Kb.
|
|
Содержание
Введение Строение электронной оболочки было достаточно изучено к концу XIX века, но знаний о строении атомного ядра было очень мало, и к тому же, они были противоречивы. В 1896 году было открыто явление, получившее название радиоактивности (от латинского слова «радиус» — луч). Это открытие сыграло важную роль в дальнейшем излучении строения атомных ядер. Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри установили, что, кроме урана, еще торий, полоний и химические соединения урана с торием обладает таким же излучением, что и уран. Продолжая исследования, они выделили в 1898 году из урановой руды вещество в несколько миллионов раз более активное, чем уран, и назвали его радием, что значит лучистый. Вещества, обладающие излучением подобно урану или радию, получили название радиоактивных, а само явление стали называть радиоактивностью. В XX веке наука сделала радикальный шаг в изучении радиоактивности и применении радиоактивных свойств материалов. Сейчас трудно оценить роль ядерного оружия. С одной стороны, это мощное средство устрашения, с другой — самый эффективный инструмент укрепления мира и предотвращения военного конфликтами между державами. Задачи, стоящие перед современным человечеством — не допустить гонку ядерного вооружения ведь научные знания могут служить и гуманным, благородным целям. В начале 1939 года французский физик Жолио-Кюри сделал вывод, что возможна цепная реакция, которая приведет к взрыву чудовищной разрушительной силы и что уран может стать источником энергии, как обычное взрывное вещество. Это заключение стало толчком для разработок по созданию ядерного оружия. Над созданием атомного оружия трудились физики Германии, Англии, США Японии, понимая, что без достаточного количества урановой руды невозможно вести работы. Утром 6 августа 1945 г. над Хиросимой была сброшена бомба «Малыш». 9 августа еще одна бомба была сброшена над городом Нагасаки. Общие людские потери и масштабы разрушений от этих бомбардировок характеризуются следующими цифрами: мгновенно погибло от теплового излучения (температура около 5000 градусов С) и ударной волны — 300 тысяч человек, еще 200 тысяч получили ранение, ожоги, облучились. На площади 12 кв.км были полностью разрушены все строения. Эти бомбардировки потрясли весь мир. Считается, что эти 2 события положили начало гонке ядерных вооружений. В 1946 году в СССР были открыты и сразу же стали разрабатываться крупные месторождения урана более высокого качества. В районе г. Семипалатинска был построен испытательный полигон. А 29 августа 1949 года на этом полигоне было подорвано первое советское ядерное устройство под кодовым названием «РДС-1». Событие, происшедшее на Семипалатинском полигоне, известило мир о создании в СССР ядерного оружия, что положило конец американскому монополизму на владение новым для человечества оружием. 1 Предпосылки создания атомного оружия Немецкие физики первые начали работу по созданию атомной бомбы, но до самого конца войны союзники по антигитлеровской коалиции не имели точных сведений о том, на каком этапе находятся эти работы. Ученые-атомники США, среди которых было много эмигрантов из Европы, опасались, что фашисты создадут ядерное оружие прежде, чем закончится война, и сделали все возможное, чтобы развернуть аналогичные разработки в США. Они начинали работать над бомбой, руководствуясь высокими побуждениями: такое оружие было необходимо на случай, если гитлеровская армия получит его первой и использует на полях сражений. Но когда они завершили свое дело, стало ясно, что у фашистов бомбы нет и не будет и Германия на пороге полного поражения. Но тут вмешались американские политики и военные, решившие подвергнуть атомной бомбардировке Японию, хотя в этом уже не было необходимости. В США любят говорить, атом является уроженцем Америки. Это не так. На рубеже XIX и XX вв. расщеплением атома занимались главным образом европейские ученые. В. Томсон предложил модель, согласно которой атом состоит из положительно заряженного вещества, внутри которого вкраплены электроны. По Томсону атом напоминает пудинг с изюмом. Томсоновскую модель атома нельзя было проверить непосредственно, но в ее пользу свидетельствовали некоторые аналогии. А. Беккерель открыл радиоактивность в 1896 г. Он показал, что все соединения урана радиоактивны, причем активность примерно пропорциональна количеству содержащегося в них урана. П. и М. Кюри открыли радиоактивный элемент радий в 1896 г. Его радиоактивность примерно в миллион раз больше радиоактивности урана. Без открытия радия большая часть последующих работ была бы невозможна, и быть может, по сей день мы продолжали бы поиски объяснения радиоактивности. Э. Резерфорд в 1902г. разработал теорию радиоактивного распада, в 1911 г. открыл атомное ядро и в 1919 г. наблюдал искусственное превращение ядер. А. Эйнштейн в 1905 г. разработал принцип эквивалентности массы и энергии. Он связал воедино два понятия: массу и энергию. Определенному количеству материи соответствует определенное количество энергии. Между ними существует зависимость, определяемая формуло: Е=mc2  , где энергия (Е), содержащаяся в теле, пропорциональна его массе (m), и множителем пропорциональности является скорость света, взятая в квадрате (c2). Даже в крошечной массе заключена громадная энергия. Н. Бор в 1913 г. разработал теорию строения атомов, которая легла в основу физической модели устойчивого атома. В 1932 г. Дж. Чедвик открыл новую элементарную частицу – нейтрон. В 1932 г. Д.Д. Иванченко выдвинул гипотезу о строении атомного ядра из протонов и нейтронов. Э. Ферми в 1934 г. первым использовал нейтроны для бомбардировки атомного ядра. С этого времени ядерная физика стала быстро развиваться. К середине 1939 г. ученые мира располагали важными теоретическими сведениями в области ядерной физики, которые позволили выдвинуть обширную программу развития исследований. В физике началась новая, атомная эра! 2 Кто "настоящий отец" ядерной бомбы? Работы над атомными проектами в СССР и США начались одновременно. В августе 1942 года в одном из зданий во дворе Казанского университета начала работать секретная "Лаборатория №2". Её руководителем был назначен Игорь Курчатов. В августе же 1942 в здании бывшей школы в городке Лос-Аламос, штат Нью-Мексико, неподалеку от Санта-Фе заработала секретная "Металлургическая лаборатория". Руководителем лаборатории был назначен Роберт Оппенгеймер. Для рождения советской атомной бомбы понадобилось семь лет – первый взрыв был произведён на полигоне в 1949 году. Американская команда физиков была изначально сильнее. В создании атомной бомбы принимало участие только Нобелевских лауреатов, настоящих и будущих, 12 человек. А единственный будущий советский Нобелевский лауреат, который находился в 1942 году в Казани и которому было предложено принять участие в работах, Пётр Капица – отказался. Кроме того, американцам помогала группа английских учёных, командированная в 1943 году в Лос-Аламос. Тем не менее, в советские времена утверждалось, что СССР решил свою атомную задачу совершенно самостоятельно, а Курчатов считался "отцом" отечественной атомной бомбы. Хотя и ходили слухи о некоторых украденных у американцев секретах. И только в 90-х годах, спустя 50 лет, один из главных действующих тогда лиц – Юлий Харитон рассказал о существенной роли разведки в ускорении отставшего советского проекта. А американские научные и технические результаты добывал приехавший в английской группе Клаус Фукс. Так что Роберта Оппенгеймера можно назвать "отцом" бомб, созданных по обе стороны океана, – его идеи оплодотворяли оба проекта. Неправильно считать Оппенгеймера (как и Курчатова) только выдающимся организатором. Главные его достижения – научные. И именно благодаря им он оказался научным руководителем проекта создания атомной бомбы. 3 Курчатов Игорь Васильевич 3.1 Биография Игорь Васильевич Курчатов — выдающийся физик, первый и многолетний руководитель советской ядерной программы. И. В. Курчатов родился 30 декабря 1902 году в г. Сим на Южном Урале в семье землемера. В1912 году окончил Симферопольскую гимназию, а в 1920 году поступил на физико-математический факультет Таврического университета. Ректором университета тогда был В. И. Вернадский, а физику преподавали известные теоретики И. Е. Тамм и Я. И. Френкель. Несмотря на тяжелые условия Гражданской войны, четырехлетний курс университета Игорь Васильевич прошел за три года. В 1924-1925 был ассистентом при кафедре физики Азербайджанского политехнического института (Баку). В 1925 году он переехал в Ленинград и стал научным сотрудником Физико-технического института. И. В. Курчатов попал в руки директора института академика А. Ф. Иоффе, которого окружали молодые и энергичные сотрудники — А. П. Александров, Я. И. Френкель, Л. А. Арцимович, Л. Д. Ландау, А. И. Лейпунский, И. К.Кикоин, Н. Н. Семенов, Ю. Б. Харитон. В конце 1920-х годов И. В. Курчатов изучал физику диэлектриков и полупроводников. Он сделал первые работы по сегнетоэлектрикам — электрическим кристаллам. В то же время Игорь Васильевич всегда проявлял таланты создателя и руководителя научных коллективов. В 1932 году во всем мире был сделан целый ряд важнейших открытий в области ядерной физики — открыты элементарные частицы нейтрон, позитрон, тяжелый изотоп водорода — дейтерий. В США начал работать первый ускоритель элементарных частиц - циклотрон. Узнав об этих открытиях, И. В. Курчатов уже в конце 1932 года переключил работу своей лаборатории на физику атомного ядра и с тех пор занимался сам в основном ею. В 1935 г. Курчатов вместе с сотрудниками обнаружил явление ядерной изометрии искусственно- радиоактивных изотопов. Также, важное значение имеют его работы по резонансному поглощению нейтронов и их взаимодействию с водородом. В 1937 году он участвовал в создании первого советского циклотрона, а в 1939 году начал работать над проблемой деления тяжелых атомных ядер. В 1940 году под непосредственным руководством И. В. Курчатова его сотрудники Г. Н. Флеров и К. А. Петржак открыли спонтанный (самопроизвольный) распад ядер радиоактивного химического элемента урана. В том же году Курчатов доказал возможность цепной ядерной реакции в системе «уран — тяжелая вода» с выделением энергии. А ведь в конце 1930-х годов А. Ф. Иоффе и его институт жестоко критиковали за то, что они занимаются якобы бесперспективной ядерной тематикой. Весь 1941 год И. В. Курчатов под руководством А. П. Александрова (будущего президента Академии наук СССР) занимался размагничиванием боевых кораблей с целью защиты их от магнитных мин. Они сначала делали эту работу для Балтийского, а затем и для Черноморского флота. Сначала военные моряки отнеслись к этой работе скептически, но вскоре поняли ее жизненную необходимость. За все время войны ни один размагниченный корабль не подорвался на магнитной мине! Жизнь тысяч моряков спасла эта работа. Только в ноябре 1941 года И. В. Курчатова вывезли из черноморского порта Поти. В эвакуации лаборатория Курчатова занималась проблемами танковой брони. В декабре 1941г. Г.Н. Флёров приезжает в Казань для встречи с Курчатовым, но его там не было. Тогда Флёров выступил с докладом перед Иоффе, Капицей и другими физиками. В докладе он привел ряд аргументов в доказательство того, что для создания ядерного взрыва годятся легкий изотоп урана и протактиний. Детально разработал эффекты, которые могут помешать взрыву и, считая ядерный взрыв реальным, перечислил важнейшие направления исследований. В мае 1942г. Флёров пишет в Государственный совет обороны, что «надо, не теряя времени, делать урановую бомбу» и приводит свои аргументы. В это время советское правительство уже располагало информацией о том, что у Германии и США в условиях особой секретности ведутся срочные работы по созданию нового сверхмощного оружия. После письма в правительство физика Георгия Флерова — ученика и сотрудника И. В. Курчатова — Игоря Васильевича вызвали в Москву и по рекомендации А. Ф. Иоффе назначили руководителем атомного проекта. А. Ф. Иоффе ясно понимал, что именно И. В. Курчатов, как наиболее компетентный в вопросах ядерной физики и хороший организатор, больше других подходит для этой роли. И дальнейшие события показали, что он не ошибся. Именно И. В. Курчатову страна обязана скорейшим созданием ядерного оружия и прекращением монополии США на него. В 1957г. стал лауреатом Ленинской премии. Работал И. В. Курчатов в военное и послевоенное время практически без отдыха и с огромным нервным напряжением. Это подорвало его здоровье, он тяжело заболел. В феврале 1960 года Курчатов приехал в санаторий Барвиха, навестить своего друга академика Ю.Б.Харитона. Присев на лавочку, они заговорили, вдруг возникла пауза, и когда Харитон посмотрел на Курчатова, тот был уже мёртв. Смерть наступила из-за эмболии сердца тромбом. Курчатов Игорь Васильевич был награжден 5 орденами Ленина, медалями. 3.2 О создании первой отечественной атомной бомбы Конец тридцатых – начало сороковых годов XX столетия ознаменовались выдающимися открытиями в области физики: деление тяжёлых ядер и возможность цепной реакции деления. Эти открытия означали, что перед человечеством открывается возможность практического использования нового мощного источника энергии – энергии деления ядер. Однако политическая обстановка в мире в этот период предопределила то, что усилия учёных ряда стран мира по поиску путей использования ядерной энергии вскоре оказались направленными в первую очередь на создание атомных бомб. Первые атомные бомбы были созданы в Соединённых штатах Америки и применены США в войне с Японией уже через шесть с половиной лет после открытия деления. Ещё через четыре года СССР создал и испытал свою первую атомную бомбу. Достижение ядерного паритета, важным шагом к которому явилось создание первой отечественной атомной бомбы, сказалось на судьбах человечества, способствуя глобальной стабильности и миру на Земле. Среди обстоятельств, при которых 28 сентября 1942 г было принято распоряжение ГКО о возобновлении работ по урану, следует отметить следующее важное обстоятельство. Уже с сентября 1941 г в СССР начала поступать разведывательная информация о проведении в Великобритании совместно с США в секретном порядке интенсивных научно-исследовательских работ, направленных на разработку методов использования атомной энергии для военных целей и создание атомных бомб огромной разрушительной силы. Среди наиболее важных полученных ещё в 1941 г советской разведкой документов следует назвать отчёт английского "Комитета MAUD". Из материалов этого отчёта, полученного по каналам НКВД СССР, следовало, что создание атомной бомбы реально, что вероятно она может быть создана ещё до окончания войны и, следовательно, повлиять на ход войны. Официальное письмо Л.П. Берия на имя И.В. Сталина с информацией о работах по использованию атомной энергии в военных целях за рубежом, предложениями по организации этих работ в СССР и секретном ознакомлении с материалами НКВД видных советских специалистов, варианты которого были подготовлены сотрудниками НКВД ещё в конце 1941 – начале 1942 гг., было отправлено И.В. Сталину только в октябре 1942 г, уже после принятия распоряжения ГКО о возобновлении в СССР работ по урану. В то же время разведывательная информация о работах по проблеме атомной энергии за рубежом, имевшаяся в СССР к моменту принятия решения о возобновлении работ по урану, была получена не только по каналам разведки НКВД, но и по каналам Главного разведывательного управления Генерального штаба (ГРУ ГШ) Красной армии. Ещё ранее, в мае 1942 г, руководство ГРУ ГШ информировало Академию наук СССР о наличии сообщений о работах за рубежом по проблеме использования атомной энергии в военных целях и просило сообщить, имеет ли в настоящее время эта проблема реальную практическую основу. Ответ на указанный запрос в июне 1942 г дал В.Г. Хлопин, который отметил, что за последний год в научной литературе почти совершенно не публикуются работы, связанные с решением проблемы использования атомной энергии В.Г. Хлопин писал "Это обстоятельство единственно, как мне кажется, даёт основание думать, что соответствующим работам придается значение и они проводятся в секретном порядке. Что касается институтов АН СССР, то проводившиеся в них работы по этому вопросу временно свёрнуты как по условиям эвакуации этих институтов из Ленинграда, где остались основные установки (циклотрон РИАНа), так и потому, что, по нашему мнению, возможность использования внутриатомной энергии для военных целей в ближайшее время (в течение настоящей войны) весьма мало вероятна". На фоне сдержанной оценки перспектив использования атомной энергии в письме В.Г. Хлопина ещё более убедительным выглядит огромное значение действий С.В. Кафтанова, непосредственно приведших к правительственному решению о возобновлении работ по проблеме атомной энергии в СССР. Конечно, отмечая роль С.В. Кафтанова, следует иметь в виду, что решающим обстоятельством, обусловившим принятие правительством СССР этого решения, являлась, вне всякого сомнения, разведывательная информация о работах по проблеме атомной энергии за рубежом. Эта информация, скорее всего, являлась главным мотивом, определившим и действия самого С.В. Кафтанова. Утверждённое 28 сентября 1942 г. распоряжение ГКО возлагало ответственность за возобновление работ по проблеме использования атомной энергии на А.Ф. Иоффе. Но, по-видимому, сразу же после принятия указанного распоряжения ГКО А.Ф. Иоффе стал последовательно проводить в жизнь своё предложение, сделанное им ещё в августе 1940 г., о том, чтобы руководителем всей урановой проблемы был назначен И.В. Курчатов. По указанию В.М. Молотова И.В. Курчатов в октябре-ноябре 1942 г. был ознакомлен с материалами разведок НКВД и ГРУ ГШ о зарубежных ядерных исследованиях, в том числе с докладом "Комитета M.A.U.D.". По результатам анализа материалов И.В. Курчатов обратился с докладной запиской на имя В.М. Молотова. В "Заключении" этой записки И.В. Курчатов писал: "1. В исследованиях проблемы урана советская наука значительно отстала от науки Англии и Америки и располагает в данное время несравненно меньшей материальной базой для производства экспериментальных работ. 2. В СССР проблема урана разрабатывается менее интенсивно, а в Англии и в Америке – более интенсивно, чем в довоенное время. 3. Масштаб проведённых Англией и Америкой в 1941 году работ больше намеченного постановлением ГКО Союза ССР на 1943 год. 4. Имеющиеся в распоряжении материалы недостаточны, для того чтобы можно было считать практически осуществимой или неосуществимой задачу производства урановых бомб, хотя почти и не остаётся сомнений, что совершенно определённый вывод в этом направлении сделан за рубежом. 5. Ввиду того, однако, что получение определённых сведений об этом выводе связано с громадными, а, может быть, и непреодолимыми затруднениями, и ввиду того, что возможность введения в войну такого страшного оружия, как урановая бомба, не исключена, представляется необходимым широко развернуть в СССР работы по проблеме урана и привлечь к её решению наиболее квалифицированные научные и научно-технические силы Советского Союза. Помимо тех учёных, которые сейчас уже занимаются ураном, представлялось бы желательным участие в работе: проф. Алиханова А.И. и его группы, проф. Харитона Ю.Б. и Зельдовича, проф. Кикоина И.К., проф. Александрова А.П. и его группы, проф. Шальникова А.И. 6. Для руководства этой сложной и громадной трудности задачей представляется необходимым учредить при ГКО Союза ССР под Вашим председательством специальный комитет, представителями науки в котором могли бы быть акад. Иоффе А.Ф., акад. Капица П.Л. и акад. Семёнов Н.Н. Проф. И. Курчатов 27.11.42" На докладной записке имеется резолюция В.М. Молотова: "Т. Сталину. Прошу ознакомиться с запиской Курчатова. В. Молотов. 28.XI" [1, с. 279]. Цитированная выше записка отражает глубокое беспокойство И.В. Курчатова состоянием работ по проблеме урана в СССР, сложившимся в конце 1942 г., и уровнем развития этих работ, запланированным на 1943 г. Увеличение масштабов и повышение эффективности этих работ требовало принятия новых организационных мер. С конкретными предложениями о таких мерах в письмах на имя С.В. Кафтанова и А.Ф. Иоффе в декабре 1942 г. и январе 1943 г. выступили А.И. Алиханов и В.Г. Хлопин. Проанализировав первые итоги организации и работы специальной лаборатории атомного ядра, С.В. Кафтанов и А.Ф. Иоффе 23 января 1943 г. обратились к В.М. Молотову с запиской, в которой представили отчёт о проделанных работах и изложили предложения по улучшению организации работ. Эти предложения включали создание базы специальной лаборатории атомного ядра в г. Москве, перенос в г. Москву основной части исследований и возложение на И.В. Курчатова руководства всей проблемой урана. В выборе И.В. Курчатова руководителем работ по урану, что уже давно предлагалось А.И. Иоффе, несомненно, сыграли роль видимые всеми неуёмное, заразительное стремление И.В. Курчатова к активной работе, сохранившийся в нём и в зрелые годы задор молодости, умение подбирать и объединять людей для решения конкретных научных и научно-технических вопросов, предельная ясность мышления, способность глубоко анализировать возникающие проблемы и научно-техническую информацию. Стремясь к максимальной чёткости в постановке научных задач и выборе методов их решения, он требовал такой же чёткости от всех других участников работ. |