Зловещая Троица
Событие, которое запечатлено на этой фотографии, возвещающей начало атомной эры, роковым образом повлияло на дальнейшую историю человечества. Первый атомный взрыв - операция под кодовым названием "Тринити" ("Троица") - был кульминационным моментом совершенно секретного "Манхэттенского проекта", направленного на разработку и создание атомного оружия. Но сколь бы зловещим ни был этот атомный "гриб", он тем не менее символизировал крупный научный результат: покорение атома.
В основе действия атомной бомбы лежит цепная реакция деления тяжелых ядер, сопровождающаяся выделением огромной энергии; техническая задача заключалась здесь в том, чтобы в момент взрыва создать внутри бомбы критическую массу достаточно чистого урана или плутония. (Критическая масса - это минимальная масса, достаточная для осуществления самоподдерживающейся реакции деления ядер.)
Цепная реакция может возникать при бомбардировке урана нейтронами. Нейтроны расщепляют тяжелое ядро урана, при этом образуются ядра бария, криптона и другие осколки деления, а также дополнительные нейтроны, способные вызвать расщепление нового ядра урана и т. д. Однако если масса делящегося вещества меньше критической, то образовавшиеся нейтроны могут просто покинуть ее; нейтроны могут также поглощаться ядрами, не вызывая деления (это, в частности, наблюдается при бомбардировке сравнительно медленными нейтронами ядер урана-238), наконец, нейтроны могут поглотиться не делящимся ядром (если уран содержит много примесей). Самый прямой путь к осуществлению самоподдерживающейся реакции деления ядер состоит, таким образом, в получении критической массы изотопа уран-235, который проявляет гораздо большую склонность к делению, чем уран-238. В природном сырье, однако, концентрация урана-238 в 140 раз больше, чем урана 235. Первый атомный реактор, в котором блоки из окисла урана перемежались с графитовыми замедлителями (они вызывают торможение нейтронов, увеличивая тем самым вероятность их захвата ядрами урана-235), был построен под руководством Энрико Ферми в 1941 г., а в декабре следующего года была успешно осуществлена цепная реакция.
Почти с самого начала стало ясно, что цепную реакцию можно обуздать, направив ее либо для получения энергии в мирных целях, либо для создания оружия невиданной разрушительной силы. Однако при этом возникали огромные технические трудности. Прежде всего встала проблема разделения изотопов; с этой целью использовали масс-спектрограф, центрифугу, методы газовой диффузии и тепловой диффузии в жидкости. Исследовалась и другая возможность. Уран-239, образующийся при захвате нейтрона ядром урана-238, превращается в нептуний-238, а затем в плутоний-239. Плутоний - первый искусственно созданный элемент - ведет себя по отношению к медленным нейтронам так же, как уран-235, но его можно получать из более распространенного изотопа уран-238. При этом отпадает нужда в разделении изотопов.
Материалом для первой американской бомбы стал плутоний; быстрые нейтроны (в атомном реакторе используются медленные нейтроны) создавались радиоактивным полонием, заключенным в сферическую бериллиевую оболочку; взрывное устройство создавало сферическую ударную волну, которая приводила в соприкосновение плутоний с полонием. Бомба была установлена наверху 30-метровой деревянной вышки, сооруженной посреди пустыни. И когда руководитель операции "Тринити" замкнул ключ дистанционного подрывного устройства - это произошло в 5 ч 30 мин утра по местному времени 16 июля 1945 г., - атомный взрыв, эквивалентный взрыву 18 тыс. т тротила, озарил пустыню ослепительным сиянием.
Для регистрации взрыва использовалось более 50 фотокамер, установленных на расстояниях 0,7; 9; 29 и 38 км от эпицентра. Восемь пленок были сильно засвечены мощным рентгеновским и гамма-излучением; девять (самых качественных) использовались в дальнейшем для измерений. Было получено около 100 тыс. кадров - в основном с помощью кинокамер. Фотоаппарат, с помощью которого был сделан приведенный здесь снимок, был анахронизмом среди сложнейших камер с вращающимися зеркалами и призмами, разработанных специально для этой цели. В журнале наблюдений эта фотография описана так: "Снимок передержан, но видны огненный шар и ветви", - здесь наложились друг на друга события первых пяти секунд взрыва. К этому моменту верхушка грибовидного облака достигла высоты 500 м.
Превращение огненного шара в облако дыма произошло к концу первой секунды после взрыва: к этому времени возникло много побочных явлений; пузыри на огненном шаре, огни на оттяжках мачты, выбросы земли, ударная волна, ставшая видимой. Облако поднялось на высоту 12 км, взрыв оставил воронку диаметром 400 м.
![15 июля 1945 г. Хорнада дел Муэрто, Аламогордо, шт. Нью-Мексико, США Дж. Мак и Б. Брикснер Фотоаппарат; относительное отверстие //2000, 9140 м от эпицентра взрыва Пленка 'Кодак коммершиал'. 5 с. Лос-Аламосская национальная лаборатория, шт. Нью-Мексико, США [40,165, 294]](pic/000057.jpg)
15 июля 1945 г. Хорнада дел Муэрто, Аламогордо, шт. Нью-Мексико, США Дж. Мак и Б. Брикснер Фотоаппарат; относительное отверстие //2000, 9140 м от эпицентра взрыва Пленка 'Кодак коммершиал'. 5 с. Лос-Аламосская национальная лаборатория, шт. Нью-Мексико, США [40,165, 294]