Уран против плутония
Сброшенные американцами на Японию атомные бомбы «Малыш» и «Толстяк» отличались друг от друга сильнее, чем это казалось на первый взгляд. В «Малыше», взорвавшемся над Хиросимой, расщеплялся уран, а в «Толстяке», атаковавшем Нагасаки, — плутон.
Дело в том, что в 40-е годы технологии добычи и обработки радиоактивных материалов были несовершенны и серьезно ограничивали количество доступного урана и плутона. Несмотря на внушительную индустриальную мощь США, это было «узкое место». Нельзя было произвести больше атомных бомб, чем позволял имеющийся объем обогащенных материалов. Подробнее об этом можно прочитать в книге Криса Уоллеса «Обратный отсчет. 116 дней до атомной бомбардировки Хиросимы» (2021 г.).
Чтобы взорвать бомбу, надо было вызвать цепную реакцию деления, поддерживающую саму себя. Было важно не потерять темп деления ядер — иначе бы вместо ядерного взрыва результатом был бы просто радиоактивный выброс.
Урановая бомба была самой простой. Настолько, что в принципе не требовала испытаний — вопросов в ее работе не было ни у кого. Плутоний был куда эффективнее урана — для успешной детонации его требовалось куда меньше этого вещества. Но ряд его физических свойств не позволял расщепить его по такой же схеме, поэтому потребовалось более сложное устройство. Оно и вызывало вопросы.
В «Малыше» пороховой заряд внутри укороченного артиллерийского ствола разгонял один блок обогащенного урана и со всей силы впечатывал его в другой. Это разгоняло самоподдерживающееся ядерное деление, за доли секунды приводившее к ядерному взрыву. При этом снизить критическую массу цепной реакции не давали прочные стенки этого самого ствола.
В «Толстяке» же плутоний «обжимался» со всех сторон сложно выстроенной ударной волной, созданной одновременным подрывом множества зарядов. Рассчитать такой взрыв было гораздо сложнее, чем «вмазать одним блоком в другой». Кроме того, прежде чем пытаться применить плутониевую бомбу против Японии, эффективность такой схемы надо было подтвердить испытаниями в США. Сложно было представить что-то хуже попадания обломков невзорвавшегося ядерного устройства в лапы к противнику. Операция по испытанию бомбы получила кодовое наименование «Троица» (Trinity).
Большой бабах
Пустынно-гористую местность для испытаний нашли в штате Нью-Мексико, на полигоне Аламогордо. Бомбу закрепили на специально построенной 30-метровой вышке. На разных азимутах в десятке километров от эпицентра оборудовали три бункера, по которым были рассредоточены руководители проекта и исследовательская аппаратура.
Среди ученых, присутствовавших на полиге, ходили самые разные слухи и опасения. Кто-то боялся, что бомба не сработает. Тогда результатом станет озлобленное начальство и нервная обстановка на проекте. Кто-то переживал, что силу взрыва недооценили в расчетах, и бомба уничтожит весь штат, а то и планету.
Когда произошел взрыв, оказалось, что мощность бомбы и правда недооценили, — но не значительно, а лишь на несколько килотонн. Итоговая мощность составила 21 килотонну, это считалось отличным результатом.
Стальная вышка, на которой находилась бомба, просто перестала существовать. Равно как и стадо пасущихся неподалеку антилоп. Образовался внушительный кратер диаметров в почти четыре сотни метров. Вспышку видели на 300-километровом расстоянии, а гриб взрыва достиг 12-километровой высоты.
В наше время, когда у каждого в кармане имеется мобильная видеокамера, скрыть ядерный взрыв точно бы не получилось. Но, с учетом сравнительно безлюдного района испытаний и проведенной загодя подготовки, тогда американцам это удалось. Во всех местах, откуда можно было издалека увидеть взрыв, дежурили военные. Они были проинструктированы: нужно было успокаивать граждан и говорить, что взорвался большой склад с боеприпасами. Это возымело эффект — широкая общественность узнала об атомной бомбе только тогда, когда она была успешно сброшена на первый из японских городов в августе 1945 года.
