Атомное оружие, Курчатов, Сахаро. Реферат - Атомное оружие, Курчатов, Сахаров22223333. Биография 8 2 о создании первой отечественной атомной бомбы 11 3
 Скачать 90.7 Kb.
|
|
4.3 Научная работа ученого В 1948 г. А. Д. Сахаров был включен в научно - исследовательскую группу по разработке термоядерного оружия. Руководителем группы был академик И. Е. Тамм. "Последующие двадцать лет, - писал А. Д. Сахаров, - непрерывная работа в условиях сверсекретности и сверхнапряжения сначала в Москве, затем в специальном научно-исследовательском секретном центре. Я не сомневался в жизненной важности создания советского сверхоружия для нашей страны и для равновесия сил во всем мире. Увлеченный грандиозностью задачи, я работал с максимальным напряжением сил, стал автором и соавтором некоторых ключевых идей''. В основе действия водородной бомбы лежит реакция термоядерного синтеза, сопровождающаяся выделением колоссального количества тепловой энергии, в несколько раз превышающем то, что выделяется при взрыве атомной бомбы. Для начала реакции необходимо нагреть дейтерий до температуры в несколько десятков миллионов градусов. Такая температура на Земле возможна только в одном месте – в эпицентре атомного взрыва. Энергия, выделившаяся при взрыве атомной бомбы, должна была нагреть и поджечь дейтерий. Казалось бы, сделать это очень легко и для этого достаточно заложить слой дейтерия в обычную атомную бомбу между делящимся веществом (полушариями из урана –235 или плутония-239) и окружающей их оболочкой обычной взрывчатки, кумулятивный взрыв которой переводит делящееся вещество из подкритического состояния в надкритическое. Однако выяснилось, что при этом дейтерий не успевает достаточно нагреться и сжаться, так что термоядерная реакция практически не идет. Приступив к работе над бомбой, Сахаров уже через два месяца нашел чрезвычайно остроумный способ разрешения проблемы – он предложил окружить дейтерий в описанной конструкции оболочкой из обычного природного урана-238, который должен был замедлить разлет и, главное, существенно повысить концентрацию ядер дейтерия. В самом деле, при взрыве атомной бомбы этот урна превращался в тяжелый ионизированный газ с большим количеством свободных электронов, которые не позволяли ядрам дейтерия разлетаться. Концентрация дейтерия повышалась более чем в десять раз, что способствовало началу синтеза. Кроме того, ядра урановой оболочки под действием быстрых нейтронов начинали делиться, в результате чего мощность взрыва существенно возрастала. Идея Сахарова оказалась очень плодотворной и сразу направила работу советских физиков в нужное русло. В дальнейшем он внес еще несколько важных усовершенствований в конструкцию бомбы. Вообще его вклад в создание бомбы оказался настолько велик, что его стали называть «отцом термоядерной бомбы». (Впрочем, сам Сахаров никогда с этим не соглашался). Почти одновременно с началом работ по термоядерному оружию, с лета 1950 года, Сахаров вместе с Таммом стал думать об осуществлении управляемой термоядерной реакции, то есть об использовании термоядерной энергии в мирных целях. В этой перспективной области ему также принадлежит несколько основополагающих открытий. Так, в 1950 он выдвинул идею магнитной термоизоляции высокотемпературной плазмы. В отличие от разрушительного термоядерного взрыва, при котором вся энергия освобождается за считанные мгновения, управляемая реакция должна протекать медленно, синтезирующееся вещество берется при этом в очень небольших количествах (доли грамма). Технические условия, необходимые для протекания реакции, очень сложны. Чтобы осуществить термоядерное горение дейтерия при интенсивной замене выгоревшего горючего свежим, необходимо, во-первых, каким-то образом нагреть его до температуры в несколько десятков миллионов градусов, а, во-вторых, удержать ядра водорода от их соприкосновения со стенками реактора, потому что никакое вещество не способно вынести такой чудовищной температуры. Сахаров был первым, кто предложил решить две эти проблемы с помощью магнитного поля и разработал конструкцию магнитного реактора, выполненного в виде соленоида, свернутого в тор, то есть имеющего вид «бублика», заполненного дейтерием. Дейтерий в этом реакторе должен был разогреваться мощными зарядами тока, текущего по обмотке. Этот же ток одновременно создавал внутри «бублика» магнитное поле, препятствующее соприкосновению ядер водорода со стенками тора. Конечно, это была первая, еще несовершенная схема, далеко не учитывавшая всей сложности проблемы. Однако важно заметить, что все дальнейшее развитие термоядерных реакторов пошло по пути, указанному Сахаровым. В 1950 году Сахарова перевели на работу в закрытый Всесоюзный научно-исследовательский институт экспериментальной физики. «В течение следующих 18 лет, - писал Сахаров позже, - я находился в круговороте особого мира военных конструкторов и изобретателей специальных институтов, комитетов и ученных советов, опытных заводов и полигонов». Самый плодотворный период его деятельности в ВНИИЭФе пал на 50-е годы. Тогда Сахаров предложил несколько оригинальных способов, с помощью которых можно было бы начать термоядерную реакцию, не прибегая к атомному взрыву. Один из них заключался в использовании сверхсильного магнитного поля. Создание таких полей тоже представляет сложную техническую задачу, нов 1952 году, Сахаров придумал оригинальную установку, в которой сверхсильное магнитное поле получалось за счет сжатия магнитного потока сходящейся взрывной волной. В июле 1953 года Сахаров защитил докторскую диссертацию, в августе того же года на Семипалатинском полигоне была взорвана первая водородная бомба. И потом еще десять лет тут регулярно проводились надземные взрывы, вплоть до подписания договора в 1963 г. о запрещение испытаний ядерного оружия в трех средах. «Все мы тогда были убеждены в жизненной важности этой работы для равновесия сил во всем мире и увлечены ее грандиозностью.» писал А. Д. Сахаров. Особая роль Сахарова в этом важном успехе была оценена по заслугам: в декабре ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда. Вскоре он был избран сразу действительным членом Академии наук, минуя ступень члена-корреспондента, и получил Сталинскую премию в 500 тысяч рублей – совершенно фантастическую по тем временам сумму. Поток материальных благ, пролившихся на него в это время (в виде квартиры, персональной машины, академической дачи, премий и пр.), не иссякал и последующие годы. В 1956 году после успешного испытания модифицированной водородной бомбы, сброшенной с самолета, Сахаров получил вторую звезду Героя Социалистического труда и крупную Ленинскую премию. (Третью звезду Героя ему дали в 1962 году после испытания на Новой Земле сверхмощной водородной бомбы.) Работая на «объекте» Сахаров не оставлял и теоретической физики. Андрей Дмитриевич взошел в нашей отечественной физике как звезда первой величины. По своим задаткам, по зачину, по результатам он сразу зачислен был в разряд физиков мирового класса. Конечно, секретность, вернее сверхсекретность, работ над термоядерным оружием мешала нормальному научному общению, мешала публикациям. Сахаров не мог бывать на международных симпозиумах, его не знали, о нем не могли узнать. Секретность губительна для науки, сврехсекретность Сахарова приковывала его цепью, и остается лишь поражаться, как, несмотря на все, могло взмыть творчество ученого, поднять его так высоко, а главное – сохранить в нем независимость ума и духа. Вспоминая о совместной работе с Андреем Дмитриевичем, академик Ю.Б. Харитон писал: "Широта интересов Сахарова была необычайной. Помню, как-то мы стояли втроем, вчетвером у доски и Андрей Дмитриевич излагал нам свою идею взрывомагнитных импульсов. Это было фантастически интересно, хотя не все тут ему самому было ясно. Можно было видеть, как мысль его двигалась к конкретной схеме, и наши физики вскоре реализовали его мысли". В 1967 году Сахаров выпустил несколько глубоких статей, посвященных фундаментальных проблемам космологии. В одной из них содержался оригинальный подход к проблеме гравитации, которая трактовалась Сахаровым как метрическая упругость пространства. (По определению Эйнштейна, гравитация есть искривление пространства, вызванное присутствием материи [то есть реальных частиц и полей], Сахаров полагал такое определение частным случаем и считал гравитацию свойством самого пространства, которое таким образом как бы «сопротивляется» своему «изгибанию», подобно тому, как обычная упругость тел возникает в результате изменения энергии межмолекулярных связей при деформации.) Другая фундаментальная работа Сахарова была посвящена происхождению барионной (барионы – собирательное название протонов и нейтронов) асимметрии Вселенной. (Здесь сахаров попытался разрешить одну из важнейших проблем современной космологии – объяснить процессы, происходившие во время так называемого Большого Взрыва, послужившего отправной точкой и началом существования Вселенной. Одна из проблем этой теории - взаимоотношение вещества и антивещества. Суть ее в том, что в момент рождения Вселенной количество частиц и античастиц должно было быть одинаковым, в связи с чем уже в первые мгновения они должны были взаимно уничтожаться. Однако этого не произошло. Пытаясь объяснить этот феномен, Сахаров построил теорию, объяснявшую, почему в начальные мгновения Большого Взрыва вещества было значительно больше, чем антивещества (в чем как раз и состоит асимметрия). Однако для этого ему пришлось предположить нестабильность протона. Для конца 60-х годов это было очень смелое утверждение, поэтому теория Сахарова поначалу не получила признания. Но позже, когда нестабильность протона была доказана экспериментально, теория барионной асимметрии Сахарова приобрела большую известность. В 60-х годах научные интересы отступают у Сахарова на второй план. Это было связано с тем, что в 1953-1968 годах его общественно-политические взгляды претерпели сложную эволюцию. После ХХ съезда, осудившего культ личности Сталина, он стал все более и более задумываться о проблемах мира и человечества, в особенности о проблемах ядерной войны и ее последствий. По словам Сахарова, «Участие в разработке термоядерного оружия, в его испытаниях "сопровождались все более острым осознанием порожденных этим моральных проблем"». Начиная с 1957 года он все настойчивее выступает против ядерных испытаний, которые вели к быстрому радиоактивному заражению Земли. Эти усилия не остались тщетны. Позже он очень гордился тем, что сыграл в 1962 году существенную роль при подготовке международного соглашения о запрещении ядерных испытаний в трех средах. «Я горжусь тем, что был одним из инициаторов Договора о запрещении ядерных испытаний в трех средах.» писал А. Д. Сахаров. К этому времени уже несколько лет между державами, владевшими ядерным оружием, шли переговоры о запрещении его испытаний. Но все упиралось в трудности контроля за подземными взрывами. Однако радиоактивное заражение возникает лишь при взрывах в атмосфере, космосе и океане. В 1962 году Сахаров убедил министра атомной промышленности СССР ограничить соглашение об испытаниях этими тремя средами. В 1963 году был заключен Московский договор, в котором эта идея была реализована. Начиная с 1964 г. круг волновавших А. Д. Сахаров вопросов все более расширялся. Его стали занимать глубокие проблемы взаимоотношения государства и научной интеллигенции. В 1968 г. появилась статья Сахарова "Размышления о прогрессе, мирном сосуществовании и интеллектуальной свободе", за которую он был отстранен от секретной работы. В работе были изложены мысли Сахарова о важнейших вопросах, стоявших перед человечеством, - о войне и мире, о диктатуре, о запретной теме сталинского террора и свободе мысли, о загрязнении среды обитания и той роли, которую сможет сыграть в будущем наука и научно-технических прогресс. Он писал, что со второй половины ХХ человечество вступило в особо ответственный, критический период своей истории: опасность термоядерной гибели, отравление окружающей среды, истощение ресурсов, перенаселение планеты, неумеренный рост городов, дегуманизация общества, безумный темп жизни – все это возлагает на политиков, в руках которых находится власть (в особенности на руководителей сверхдержав), огромное бремя ответственности. Ради решения этих проблем Сахаров призывал забыть о вражде, об идеологических разногласиях и объединиться ради будущего планеты. «Разобщенность человечества угрожает ему гибелью... Перед лицом опасности любое действие, увеличивающее разобщенность человечества, любая проповедь несовместимости мировых идеологий и наций - безумие, преступление...» -писал Сахаров. Именно в этой работе была впервые сформулирована глубинная и очень важная для Сахарова мысль о том, что во имя будущего человечества социалистическая и капиталистическая системы должны сближаться между собой и процесс этот должен сопровождаться демократизацией и демилитаризацией общества. «Отойти от края пропасти всемирной катастрофы, сохранить цивилизацию и саму жизнь на планете – настоятельная необходимость современного этапа мировой истории. Это, как я убежден, возможно лишь в результате глубоких геополитических, социально-экономических и идеологических изменений в направлении сближения (конвергенции) капиталистической и социалистической систем и открытости общества… Нужно новое мышление человечества!» – писал А.Д. Сахаров. В Советском Союзе работа Сахарова распространялась нелегально в качестве «самиздата». За рубежом она была переведена на несколько языков, опубликована огромным тиражом и вызвала поток откликов в прессе многих стран. Советское руководство очень болезненно отреагировало на это выступление Сахарова. Хотя в его книге не было ничего антисоветского, сам факт, что он позволил себе «вмешаться» и говорить партийному руководству о его ошибках в управлении экономикой, о просчетах в его внутренней и внешней политике, вызывало огромное раздражение. В том же году Сахарова отстранили от секретных работ. Заключение Родина высоко оценила заслуги Игоря Васильевича Курчатова, трижды присвоив ему звание Героя Социалистического Труда, наградив многими орденами и медалями. Имя Курчатова присвоено Белоярской атомной электростанции, городу в Курской области, где сооружена Курская атомная электростанция, административно-жилому центру Семипалатинского полигона. Академия наук СССР учредила медаль им. Курчатова, присуждаемую за выдающиеся работы в области ядерной физики. 104-й элемент периодической системы Менделеева назван курчатовием. Теоретическое наследие академика Игоря Васильевича Курчатова огромно по своим научным масштабам и бесценно в практическом отношении. Создание и успешное испытание первой советской атомной бомбы в трудных условиях послевоенного времени в чрезвычайно короткий по историческим меркам срок явилось триумфом отечественной науки, техники и промышленности, результатом беспрецедентной концентрации государством интеллектуальных усилий, материальных и духовных ресурсов во имя решения жизненно необходимой для страны задачи. Это событие явилось переломным в мировой истории: монополия одной страны в обладании ядерным оружием была ликвидирована, и с этого времени начался процесс достижения стратегического равновесия между СССР и США, хотя и осложнённый созданием в обоих странах термоядерного оружия и сопровождавшийся гонкой ядерных вооружений (сдержанной лишь в последние годы), но способствовавший глобальной стабильности в мире и предотвративший новую мировую войну. Оружие, созданное чтобы сохранить Мир, но все же это оружие, обращение с которым требует особого подхода и уважения. Поэтому хочется закончить словами академика А.Д. Сахарова, не только физика мирового класса, но и выдающегося общественного деятеля, бесстрашного борца за права человека: «Я верю, что человечество найдет разумное решение сложной задачи осуществления грандиозного, необходимого и неизбежного прогресса с сохранением человеческого в человеке и природного в природе». Список литературы 1. И.Н. Головин. "Игорь Васильевич Курчатов" "Атом-издат", Москва, 1978 г. 2. Кикоин И.К., Игорь Васильевич Курчатов, "Атомная энергия". - М.: 1963 г. 3. Курчатовский институт- http://www.nrcki.ru/ 4. Сахаров А.Д. Воспоминания. В 2 т. Т.1. - М.: Права человека, 1996. |