Первая Атомная бомба

1943, 21 Августа: В докладе министра обороны вицепрезеденту США, было высказано предположение, что первая атомная бомба может быть изготовлена из гидрида урана и будет готова к осени 1944г.

1943, 15 Сентября: Джеймс Конант затребовал 107 кг обогащенного гексофторида урана для проведения работ по созданию бомбы из гидрида урана под кодовым названием Mark II.

1944, 4 Июля: Джеймс Конант проинформировал генерала Гровса “Findings of Trip to L. A. [Los Alamos] July 4, 1944,” что Mark II практически готова к военному применению, осталось лишь провести ее испытания.

Испытания бомбы с зарядом из гидрида урана проводились в 1953г в ходе операции Upshot-Knothole, тесты

RUTH, 31 Март, мощность - 200 тонн
Заряд имел массу 7400 фунтов (3,4 кг) и размеры 56 дюймов в диаметре и 66 в длину.

RAY, 11 Апрель, мощность - 200 тонн.
Те же самые характеристики, только вместо гидрида урана, был использован дейтерид.



Operation Upshot-Knothole

Преимущества гидрид-урановой бомбы в меньшей критической массе гидрида урана-235 (3-4 кг), по сравнению с массой заряда из металлического урана-235, которая при наличии эффективного нейтронного оражателя составляет 15кг.

Недостатки также очевидны и состоят в малой скорости (на два порядка меньше чем в металическом уране) развития цепной реакции из-за чего распастся успевает лишь небольшая часть делящегося материала.

Однако существует предположения, что испытания гидрид-урановой бомбы все же были произведены в 1944г! (ночью 17 июля, в Заливе Suisun, в 11 милях от Vallejo, западное побережье США)

Читать статью!

KBOB, 25.02.2004 15:46:44 :

Заряд имел массу 7400 фунтов (3,4 кг) и размеры 56 дюймов в диаметре и 66 в длину.

 

7400*0.4=2960 кг

56*2.54=142 см
66*2.54=167.6 см

У кого-то с ноликами не в порядке.

yuu2, 25.02.2004 17:29:19 :

KBOB, 25.02.2004 15:46:44 :

Заряд имел массу 7400 фунтов (3,4 кг) и размеры 56 дюймов в диаметре и 66 в длину.

 

7400*0.4=2960 кг

56*2.54=142 см
66*2.54=167.6 см

У кого-то с ноликами не в порядке.

 

Скачиваем файл
http://www.ornl.gov/nama/pubs/pdf_nureg/cr6655v2.pdf

читаем на странице №13, критические параметры системы UH₃ с отражателем нейтронов из U и Ni. Критический радиус UH₃ сферы соответственно в первом и втором случае равен 7,7902см и 7,7978см. Плотность порошка UH₃ 11,1 г/см³. Крит масса гораздо меньше 2960кг. А 2960кг это наверное вместе со взрывчаткой.

Не сразу заметил, русскоязычный сайт

Испытание:
Ruth
Время:
13:00 31 Марта 1953 (GMT)
05:00 31 Марта 1953 (мест. время)
Место:
Невадский испытательный полигон, арена 7
Тип взрыва:
100-метровая вышка
Заряд:
0.2 кт
Первое изделие (Hydride I), испытываемое UCRL (Радиационной лабораторией университета Калифорнии), новым оружейным центром, созданным Теллером и Лоренцом. Это был обычный ядерный заряд, использующий ядро из гидрида урана (UH3). Как и его близнец, испытанный 12 дней спустя, предназначался для использования в качестве первичного заряда (триггера) в термоядерных системах.
Подход к изготовлению ядра из гидрида урана рассамтривался еще в течении Манхэттенского проекта, как один из путей снижения критической массы урана. Водород, в составе вещества, замедляет быстрые нейтроны, переводя их в область тепловых скоростей, где средний радиус поглощения нейтронов атомами урана гораздо выше, что дает меньшую действующую критическую массу. Однако на эффективность бомбы влияет именно замедление нейтронов, так как это дает время куску делящегося вещества разлететься без взаимодействия. Эта концепция (если она рабочая) позволила бы делать небольшие заряды, которые, будучи достаточно эффективными, не расходовали бы много урана.
Манхэттенский проект отклонил эту идею в действующем проекте, хотя гидрид урана оказался достаточно полезным для важных экспериментов, когда нехватало делящихся материалов. Так, во время эксперимента "Дракон", использовался гидрид урана, и это позволило ему быстро перейти из подкритичного в надкритичное состояние.
После войны физики в Лос-Аламосе скептически относились к применимости данного материала в реальных оружейных проектах. Хотя Эдвард Теллер сохранил к нему интерес и использовал свое положение для начала работ по гидриду урана в новом исследовательском центре.
Ruth произвел небольшой взрыв. Его мощность всего 200 тонн, при предсказанной величине 1.5 - 3 кт. Тест испарил только верхнюю часть вышки, на которой находился заряд и разбросал по окрестной пустыне части устройства. Обычная практика для того времени состояла в уничтожении самим взрывом всех компонентов ядерного заряда ("рассекречивая" место проведения), с этим испытанием такого не произошло.
Масса - 3300 кг, диаметром 140 см, длиной 165 см. Для внешней инициации использовался бетатрон.

 

Разрабатываемое в США во время второй мировой войны атомное оружие классифицировалось по 4-м типам.

Mark-I
Бомба из ~50кг обогащенного (90-93%) металлического урана пушечного типа, без предварительных испытаний сброшена на Хиросиму.

Mark-II
Бомба из низкообогащенного (20-30%) гидрида урана (общее содержание U-235 ~9кг), цилиндричекая имплозионного типа с использованием B-10 автокатализа, разработка прекращена осенью 1944г. По некоторым данным было произведено одно испытание!

Mark-III
Бомба из высокообогащенного урана или плутония, сферического имплозионного типа, без использования детонационных линз.

Mark-IV
Плутониевая бомба, сферическая имплозия с детонационными линзами, сброшена на Нагасаки, предварительно испытана на полигоне.

В то время как разработка Mark-I И Mark-IV закончилась успешными испытаниями/применениями, а Mark-III по сути являлась предшественником Mark-IV, Mark-II был особенным проктом где использовались давольно оригинальные решения.
Одним из таких решений было использования замедлителя нейтронов - водорода(дейтерия?), входившего в гидрида урана - материала из которого был сделан боезаряд. Использование замедлителя позволяет поддерживать цепную реакцию при меньшем обогащении делящегося материала, что на заре
создания атомной бомбы имело огромное значения, поскольку ураново-обогатителная промышленность была недостаточно развита.
Другим решением было использование так называемого "автокатализа". Идея автокатализа появилась в начале 40-х годов и состояла в том, что если в критической системе находится активный поглотитель нейтронов (например изотоп бора-10), то количество делящегося материала может быть довольно велико. Однако если поглотитель и делящийся материал расположенны раздельно и отделены друг от друга тонкой, хорошо поглощающей гамма-излучение перегородкой, то в случае начала цепной реакции будет происходить нагрев делящегося материала и сжатие поглотителя нейтронов за счет эффекта "лучевого давления" на разделяющую их перегородку. Тот же прицип сжатия используется и в термоядерной бомбе, только там вместо поглотителя нейтронов сжимается D-T смесь или LiD.
В результате такого сжатия площать сечения поглощающего материала уменьшается, что приводит к возратанию критичности системы, большему энерговыделению и дальнейшему сжатию поглотителя нейтронов. Таким образом процесс развивается автокаталитически.
Использовать нейтронный инициатор в такой конструкции нет необходимости и здесь так же отсутствует такое вредное при ядерном взрыве явления как предетонация.

Все эти достоинства Mark-II, позволяли ее изготовить уже в середине 1944г, однако сложность и многогранность процессов протекающих при взрыве Mark-II требовали проведения предварительных ее испытаний.

Были ли таки испытания проведены? По официальной версии нет. Но есть и не официальная версия.