XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
История создания ядерной бомбы
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
С началом Великой Отечественной войны объемы работ в области ядерной физики в СССР по объективным причинам были сокращены.
С конца 1941 года советская разведка стала получать информацию о том, что в Великобритании и США ведутся интенсивные научно-исследовательские работы, направленные на разработку методов использования атомной энергии для военных целей и создание атомных бомб огромной разрушительной силы.
Весной 1942 года Главное разведывательное управление обратилось в Академию наук СССР с просьбой дать оценку тому, насколько реальны в настоящее время успешные практические работы в данном направлении. Физик Хлопин, обратил внимание на то, что за последний год в научной литературе почти совершенно не публикуются работы, связанные с решением проблемы использования атомной энергии. Это было косвенным подтверждением того, что в США и Великобритании работы по созданию атомной бомбы действительно форсируются.
Цель: изучить предпосылки создания первой ядерной бомбы в СССР.
Гипотеза: предположим, что ядерная бомба была создана для защиты Советского Союза.
Задачи:
выявить предпосылки создания атомной бомбы;
определить роль И. Курчатова в запуске ядерного реактора и создании ядерной бомбы;
изучить последствия создания атомной бомбы в Советском Союзе.
изучить использование ядерной энергии в современном мире.
Основная часть
Предпосылки создания атомной бомбы
В 1930-х годах ученые всё дальше продвигались в изучении физики ядра. В самом конце 1938 года немецкие физики Отто Ган и Фриц Штрассман установили, что атомное ядро урана находится в состоянии неустойчивости. Оно способно расщепляться, то есть делиться на две части, выделяя при этом огромное количество энергии. Опираясь на открытие Гана и Штрассмана, физики ряда стран независимо друг от друга предсказали возможность самоподдерживающейся цепной реакции в определённой массе урана. Ученые заговорили о возможности создания новой бомбы, один заряд которой мог уничтожить целый город. При этом существовала вероятность того, что первой данный вид оружия получит нацистская Германия.
Среди большинства физиков мира преобладали антифашистские настроения. Летом 1939 года Лео Силард и Юджин Вигнер обратились к Альберту Эйнштейну с просьбой написать письмо президенту США Франклину Рузвельту, чтобы ознакомить политика с новой опасностью. Эйнштейн согласился, и 2 августа письмо, в котором физик знакомил американского лидера с опасными исследованиями, ведущимися в нацистской Германии, было отправлено. Обращение к Эйнштейну было связано с тем, что только он на тот момент обладал достаточным авторитетом, способным заставить прислушаться сильных мира сего.
С большим трудом лишь в октябре 1939 года инициаторам письма удалось передать его Рузвельту. Несмотря на авторство Эйнштейна, президент отнёсся к нему скептически, но после консультаций с советниками учредил «Урановый комитет», которому было поручено изучить проблему более тщательно.
В 1940 году учёные Харьковского физико-технического института Фридрих Ланге, Владимир Шпинель и Виктор Маслов подали ряд научных заявок, охватывавших комплекс работ, необходимых для создания атомной бомбы. Заявка поступила одному из основателей Радиевого института Виталию Хлопину, который оценил ее так: «Она в настоящее время не имеет под собой реального фундамента.
Создание лаборатории по исследованию осуществимости использования атомной энергии
29 сентября 1942 года, в разгар Сталинградской битвы, было принято постановление ГКО № 2352 «Об организации работ по урану», в котором говорилось: «Обязать Академию наук СССР возобновить работы по исследованию осуществимости использования атомной энергии путём расщепления ядра урана и представить Государственному комитету обороны к 1 апреля 1943 года доклад о возможности создания урановой бомбы или уранового топлива». Для проведения данных работ директор Ленинградского физико-технического института Абрам Иоффе на базе группы ученых, находившихся в Казани, создал специальную лабораторию из 10 человек, заведующим которой был назначен Игорь Курчатов.
11 февраля 1943 года было принято постановление ГКО № 2872 о начале практических работ по созданию атомной бомбы. Общее руководство возложили на заместителя председателя ГКО Вячеслава Молотова.
3 декабря 1944 года вышло постановление ГКО СССР № 7069 «О неотложных мерах по обеспечению развертывания работ, проводимых Лабораторией № 2 АН СССР». Все работы по атомному проекту были сконцентрированы в Москве, где была выделена земля для строительства корпусов лаборатории.
Испытание первой в мире атомной бомбы в США
16 июля 1945 года на полигоне Аламогордо в США была успешно испытана первая в мире атомная бомба.
Эффект превзошёл ожидания. Мощность взрыва составила около 18 килотонн в тротиловом эквиваленте. Кратер после взрыва составил в диаметре около 76 метров. Ударная волна распространилась на 160 километров, а грибовидное облако поднялось в высоту на 12 километров.
Когда облако рассеялось, учёные и военные отправились к эпицентру на танках, выложенных изнутри свинцовыми плитами. Увиденное произвело на них разное впечатление. Военные ликовали, а физики пребывали в угнетённом состоянии, поняв, какого джинна только что выпустили из бутылки.
Вечером 16 июля 1945 года Гарри Трумэн, находившийся в Потсдаме, получил кодированное сообщение: «Операция сделана сегодня утром. Диагноз ещё не полный, но результаты представляются удовлетворительными и уже превосходят ожидания. Доктор Гровс доволен». Американский президент был доволен: он считал, что имеет все основания разговаривать с СССР с позиции силы.
Между тем на столе советского руководства к тому моменту уже лежали подробные схемы американского атомного устройства. Кроме того, Сталин от советской разведки получил и подробный отчет о результатах испытаний в Аламогордо.
Исторический разговор глав двух держав
24 июля 1945 года в Потсдаме состоялся исторический разговор между президентом США Гарри Трумэном и советским лидером Иосифом Сталиным. Президент Америки донес информацию Сталину, которая должна была перевернуть расклад сил в мире. Премьер-министр Великобритании Уинстон Черчилль, наблюдавший за происходящим со стороны, сделал вывод о том, что Сталин просто не понял, о чем идет речь. Но в действительности Иосиф Виссарионович был осведомлен ничуть не хуже самого Трумэна.
Тем же вечером он дал указание Вячеславу Молотову переговорить с Игорем Курчатовым об ускорении работ по советскому атомному проекту.
Во время того самого разговора с Трумэном Сталин сохранял внешнее хладнокровие, но сложно представить, что творилось у него в душе. Над страной, лежавшей в руинах, вставала новая опасность, еще более страшная.
6 и 9 августа 1945 года американцы наглядно продемонстрировали свои новые возможности, стерев с лица земли японские города Хиросиму и Нагасаки. Это была не столько акция устрашения и без того уже обреченных на поражение японцев, сколько угроза в адрес СССР: упрямство во внешней политике может обойтись очень дорого. Сталин понимал, что речь идет о самой возможности существования Советского Союза как независимой державы. Будущее зависело от того, как быстро и насколько успешно удастся реализовать советский атомный проект.
Распоряжением Государственного комитета обороны № 9887 от 20 августа 1945 года для создания в сжатые сроки ядерного оружия был создан Специальный комитет. Он был наделён чрезвычайными полномочиями по привлечению любых ресурсов, имевшихся в распоряжении правительства Советского Союза.
История создания бомбы в СССР. Роль Игоря Курчатова
Причиной успешной работы разведчиков стала готовность физиков, занятых в американском ядерном проекте, передавать информацию в СССР. Дело было не в деньгах: ученые отдавали себе отчет в том, что не строят оружие для борьбы с уже разгромленным фашизмом, а передают в руки американских генералов дубинку, которую они способны пустить в ход далеко не в благородных целях.
Легендарный Павел Судоплатов, координировавший работу разведки по атомному проекту, в своих воспоминаниях писал: «Качество и объём полученной нами информации от источников в Великобритании, Канаде и США были крайне важны для организации и развития советской атомной программы.
Атомная бомба в СССР была создана за 4 года. Если бы не разведчики, этот срок был бы в два раза больше.
Предприятия и целые наркоматы, выполнявшие другие задачи во время Великой Отечественной войны, теперь перепрофилировались под атомный проект. С учетом строжайшей секретности ведущихся работ рядом с новыми объектами возводилось жилье для специалистов, живших на особо охраняемой территории.
Почти каждый документ, касающийся советского атомного проекта, содержит в себе упоминание о возможной личной ответственности руководителей за срыв сроков выполнения задач. Исключительная важность того, что делалось, не оставляла места для сантиментов.
С другой стороны, государство как могло, пыталось решить бытовые сложности специалистов, занятых в решении задачи оборонного значения. Выдавали продовольственные пайки, выписывали премии, обували и одевали. Для послевоенного СССР условия были очень хорошими. Но и риск был велик. В июне 1948 года уполномоченный Совмина СССР на одном из предприятий атомного проекта докладывал: «В настоящее время после пробного пуска объекта «А» ряд помещений в процессе наладки механизмов и аппаратуры периодически подвергается высокой активности. Академик Курчатов И. В. (см. приложение1) игнорирует все правила безопасности и предосторожности и лично заходит в помещения, где активность значительно выше допустимых норм. Так, 21 июня Игорь Курчатов спустился на лифте на отметку минус 21 метр, когда активность в нём была свыше 150 допустимых доз. Прикреплённые к нему работники охраны МГБ, не будучи на сей счёт проинструктированными, а сотрудники радиометрической службы, преклоняясь перед его авторитетом, не препятствовали Курчатову заходить в места, поражённые активностью. Курчатов бесстрашно шел в «фонящие» зоны, зарабатывая ударные дозы радиации. Глядя на него, так поступали и его сотрудники.
Советскому руководству, однако, не нужны были камикадзе. Каждый специалист на вес золота, и бессмысленные жертвы не приветствовались. Урезонивать Курчатова приходилось лично Берии, но хватало ненадолго: физик, словно одержимый, снова лез в самое пекло.
Первый советский атомный реактор Ф-1 заработал 25 декабря 1946 года. В 1948 году на комбинате «Маяк» заработал первый промышленный реактор А-1, который должен был выработать «начинку» для советской бомбы: оружейный плутоний.
9 июня 1949 года был подписан «Протокол по рассмотрению основных отправных данных для составления технической характеристики объекта РДС-1». За этим названием скрывали технические характеристики первой советской атомной бомбы. Максимальный размах оперения бомбы — 2 м, длина — 3 м 34 см, диаметр — 1,5 м, вес — 4600 кг. Рекомендовалось сбрасывать заряд с высоты от 5 до 10 тыс. м с самолета Ту-4.
15 июня 1949 года Курчатов и Ванников отправили Берии записку, о том, что атомная бомба готова. 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне прозвучал взрыв. Свидетели говорили, что после того, как закончился обратный отсчет, повисла мертвая тишина. А потом последовал оглушительный удар... Когда Берия спросил, как расшифровывается название «РДС», Курчатов ответил: «Россия делает сама».
Двумя днями позже доклад об успешных испытаниях советской атомной бомбы предоставили Сталину. Извещать об этом весь мир Иосиф Виссарионович не стал, преподнеся свой сюрприз Трумэну.
В начале сентября 1949 года американская разведка доложила Трумэну: пробы воздуха в районе Камчатки показывают наличие изотопов, характерных для взрыва атомного заряда. Американские ученые уверяли его, что русские не смогут создать свою атомную бомбу до середины 1950-х.
Официальное объявление о том, что СССР обладает атомной бомбой, к Международному женскому дню — 8 марта 1950 года — приурочил Клим Ворошилов.
Последствия успешной разработки советскими учеными атомного оружия:
Потеря США статуса единого государства с атомным оружием. Это не только уравнивало СССР с США по военной мощи, но и заставило последних продумывать каждый свой военный шаг, поскольку теперь нужно было опасаться за ответную реакцию руководства СССР.
Наличие атомного оружия у СССР закрепило за ним статус сверхдержавы.
Использование ядерной энергии в современном мире
Электричество является фундаментальным ресурсом для современного общества, поэтому снижение затрат, которое происходит с ядерной энергией, может способствовать доступу большего количества людей к электрическим носителям.
Радиоактивность, которую испускают изотопы, может быть использована и в области медицины с радиотерапией. Этот один из методов, используемых в лечении рака.
Ядерная энергия позволяет разработать технику стерилизации насекомых, которая служит для предотвращения вредителей в посевах. Этот метод заключается в разведении насекомых определенного вида, которые обычно вредны для сельскохозяйственных культур, в контролируемом пространстве. По данным Всемирной ядерной ассоциации атомная энергия способствует увеличению продовольственных ресурсов за счет удобрений и генетических изменений в пищевых продуктах.
Ядерные реакторы производят тепло, которое можно использовать для опреснения воды. Этот аспект особенно полезен для тех засушливых стран, где не хватает ресурсов питьевой воды. Этот метод облучения позволяет превратить соленую морскую воду в чистую воду, пригодную для питья.
Системы ядерного деления или радиоактивного распада используются для выработки тепла или электричества с помощью радиоизотопных термоэлектрических генераторов, которые обычно используются для космических зондов. Химический элемент, из которого ядерная энергия извлекается в этих случаях, - плутоний-238. С помощью этих устройств было выполнено несколько экспедиций: миссия Кассини на Сатурн, миссия Галилео на Юпитер и миссия «Новые горизонты» на Плутон.
Заключение
Осенью 1949 года, вручая Курчатову звезду Героя Социалистического Труда, Сталин заметил: «Если бы мы опоздали на один-полтора года с атомной бомбой, то, наверное, «попробовали» бы её на себе». Вечное спасибо тем, кто этого не допустил. Из этого следует вывод, что ядерная бомба была создана для защиты Советского Союза. Тем самым мы подтвердили гипотезу. После уравнивания США и СССР в наличие атомного оружия, началась гонка за его количеством. Государства тратили огромные финансы, чтобы превзойти конкурента, начались попытки создания еще более мощного оружия. Эти события послужили стартом ядерной гонки. Многие страны начали вкладывать ресурсы, чтобы пополнить список ядерных государств и обеспечить себе безопасность. Ядерная энергия довольно опасна и при взрыве может нанести большой вред природе, но при правильном использовании может сильно помогать человеку в разных сферах.
Список литературы
Губарев В.С. Документальная литература, //Издательство «ТД Алгоритм»//.- 2016 год
Историко-документальный просветительский портал [Электронный ресурс] // URL: https://historyrussia.org/sobytiya/29-avgusta-1949-goda-v-sssr-vpervye-ispytali-atomnuyu-bombu.html
Курчатов И. Самый засекреченный ученый в СССР [Электронный ресурс] // URL: https://dzen.ru/media/history_for_chayniks/igor-kurchatov-samyi-zasekrechennyi-uchenyi-v-sssr-5caf3d96ec592a00b3d02e5c
Создание атомной бомбы в СССР [Электронный ресурс] // URL: https://istoriarusi.ru/cccp/sozdanie-atomnoj-bomby-v-sssr.html
История России [Электронный ресурс] // URL: https://istoriarusi.ru/cccr.html (дата обращения: 12.09.2022)
Образовка.ру [Электронный ресурс] // URL: https://obrazovaka.ru/istoriya/obrazovanie-sssr-kratko.html(дата обращения: 04.09.2022)
Студопедия. Ру [Электронный ресурс] // URL: https://studopedia.ru/4_95748_soderzhanie.html (дата обращения: 05.05.2022)
Приложение 1. Биография Игоря Васильевича Курчатова
Игорь Васильевич Курчатов родился 8 января 1903 года в около уральской глубинке в самой простой русской семье (отец был землемером, а мать - учительницей). Когда Игорь был маленьким, семья перебралась сначала в Симбирск (Ульяновск), а позже - в крымский Симферополь, где будущий ученый поступил учиться в местную гимназию. Семья была весьма небогатой, поэтому Игорю, помимо учебы, приходилось постоянно подрабатывать то слесарем на заводе, то помощником землемера, то воспитателем. Гимназию Курчатов отлично закончил в 1920 году, когда Гражданская война уже близилась к своему завершению, и поступил на физико-математический факультет Таврического университета, который Игорю удалось закончить за три года. После этого Курчатов и начал научную карьеру, попав сначала ассистентом кафедры в Баку, а затем - научным сотрудником в физико-технический институт в Ленинграде к самому академику Абраму Иоффе.
Физическая наука полностью захватила молодого Игоря Васильевича. Он проводил исследования в области сегнетоэлектричества1, а позже увлекся изучением физики атомного ядра, став научным сотрудником Радиевого института. Курчатов, которому было всего 32 года, в 1935 году уже стал профессором, за два года до этого защитив докторскую диссертацию. Все тридцатые годы Игорь Васильевич вместе со своими молодыми товарищами и учителями отдали изучению ядерной физики. Они выясняли возможности урана, последствия цепной реакции его деления, а также то, как можно применить на практике новые знания. Однако исследованиям помешала Великая Отечественная война: финансирование было урезано, а Курчатову было поручено разработать метод размагничивания кораблей для того, чтобы они не подрывались на вражьих магнитных минах. К слову сказать, Игорь Васильевич и его напарник справились со своей задачей блестяще, за что получили Государственную премию СССР.
Однако звездный час Курчатова начался 28 сентября 1942 года, когда при Академии наук СССР в Казани была создана Лаборатория № 2, под его руководством занимавшаяся разработкой советского ядерного оружия (незадолго до этого этим же начали заниматься и американцы, спешившие стать главными обладателями мощнейшей атомной бомбы). Игорь Васильевич и его соратники в Лаборатории получали от руководства страны любую помощь, любые данные и доступ к любым ресурсам, необходимым для исследования. И их работа не прошла даром: уже в 1946 году в послевоенном СССР появился лабораторный ядерный реактор, а через четыре года после окончания разрушительной Великой Отечественной Советский Союз стал, благодаря Курчатову и его соратникам-ученым, обладателем более совершенной, чем у американцев, атомной бомбы.
Еще через четыре года, в 1953 году в стране появилась термоядерная бомба, которой не было у США и которая выдвигала СССР вперед в гонке вооружений. Но уже в это время Курчатов, как воспоминали очевидцы, понял, что именно создал он и другие ученые-физики: "Он был подавлен. Не говорил никаких технических подробностей, но сказал так: я теперь вижу, какую страшную вещь мы сделали. Единственное, что нас должно заботить, чтобы это дело запретить и исключить ядерную войну". И с этого времени Курчатов стал работать над тем, как сделать ядерную энергию "мирной" и пригодной для человека. "Мирный атом" стали использовать, как известно, например, в создании атомных электростанций. Для этих же целей в 1956 году Игорь Васильевич посетил с другими учеными Британский ядерный центр в Харуэлле, где произнес блестящую лекцию и выступил с предложением сотрудничать в области использования атомной энергии в мирных целях.
Великого создателя ядерной мощи СССР и его "мирного щита" в виде множества АЭС не стало 7 февраля 1960 года. Гениальному ученому, всю свою жизнь работавшему ради науки и на благо своей страны, было всего 57 лет. Однако уже тогда его имя было всемирно известным и открыло для множества и множества молодых физиков путь в большую науку, которую Курчатов до конца жизни защищал от посягательств и в которую вводил своих молодых учеников. Ровно также как в 20-е годы с физикой его познакомил великий академик Иоффе.
Приложение 2. Фото с испытаний первой ядерной бомбы в СССР
1 Сегнетоэлектричество — это свойство некоторых непроводящих кристаллов или диэлектриков, проявляющих спонтанную электрическую поляризацию, которое может быть изменено по своему направлению путем приложения соответствующего электрического поля.