Цитата (Juan Carlos @ Сегодня, 21:06)
С дядей Мишей полностью согласен. Превосходство США было колоссально. И бомбы штамповали в нормальной темпе, и бомберов могли всегда произвести столько, сколько нужно.
Бекман Игорь Николаевич
Доктор химических наук, профессор МГУ им. М.В.Ломоносова, почётный профессор МГУ.
При создании первых плутониевых бомб (Штуковина и Толстяк) конструкторы столкнулись с проблемой плохого изотопного состава наработанного плутония – несколько процентов 240 Pu (состав этот, кстати, был намного лучше, чем у последующего продукта (до 6% 240 Pu) получаемого на мощных реакторах, но сборщики бомбы всё равно были недовольны). Дело в том, что интенсивное спонтанное деление 240 Pu создаёт сильный нейтронный фон от заряда. Это даёт дополнительную радиационную нагрузку на персонал, но главное – не позволяет создать надёжный и эффективный заряд из-за преждевременной его детонации. Сильные потоки нейтронов делают сложным сжатие ядра бомбы, содержащего несколько килограммов плутония, в надкритичное состояние - до этого оно разрушалось сильнейшим, но все-таки не максимально возможным энерговыходом (КПД – первых бомб – не выше 10%). Выходом явилось использование смешанных зарядов, включающих урановую (235 U) и плутониевую компоненты, причём содержание плутония существенно меньше, чем урана. Окончательно проблема примесного 240 Pu была снята с переходом на водородные бомбы: усиление за счет синтеза гарантировало высокое выделение энергии (высокий КПД), даже при маломощных начальных зарядах деления.
Готовое к испытанию устройство «Gadget» (Штуковина, имплозивная схема, прототип Толстяка). 32 детонатора равномерно распределены по поверхности шара, 5 кг плутония чистоты по 239 Pu более 90% (в цепной реакции участвовал 1 кг).
Баллистический корпус Mk.III имел эллиптическую форму и напоминал дыню, отсюда и общеизвестное прозвище этой бомбы - "Толстяк" («Fat man», полный аналог «Gadget», но только в аэродинамическом корпусе). Чтобы противостоять осколкам зенитных снарядов, он был выполнен из броневой стали толщиной 9,5 мм. Масса корпуса тоже составляла почти половину массы бомбы. Размеры боеприпаса определялись довольно тесным бомбоотсеком В-29 - диаметр 1520 мм, длина 3250 мм. Полная масса "Толстяка" составляла 4680 кг. Ядерный заряд взрывался по команде радиовысотомера на высоте 500-600 м. В случае отказа системы подрыва бомба самоликвидировалась ударным взрывателем при ударе о землю, при этом ядерный взрыв исключался, т.к. подрыв блоков ВВ происходил несимметрично.
[Показать/Скрыть]
Финальный проект бомбы предусматривал особую "крышку", через которую в конце закладывался делящиеся материалы. Заряд может быть изготовлен целиком, за исключением вставки плутония с инициатором. В целях безопасности, сборка завершается непосредственно перед практическим применением. Удаляется дюралевая полусфера вместе с одной из взрывных линз. Нейтронный инициатор устанавливается между плутониевыми полусферами и крепится внутри 40-килограмового уранового цилиндра и, затем, вся эта конструкция вкладывается внутрь уранового отражателя. Линза возвращается на свое место, к ней подключается детонатор, сверху прикручивается на свое место крышка.
Fat Man представлял серьезную опасность в плане доставки и хранения в готовом к использованию состоянии, правда, даже в самом наихудшем случае опасность была все же меньшая, чем у Little Boy. Критическая масса ядра с урановым отражателем составляет 7.5 кг плутония для δ-фазы, и только 5.5 кг для α-фазы. Любая случайная детонация взрывной оболочки может приводить к сжатию 6.2-килограмового ядра Fat Man'а в надкритическую α-фазу. Предполагаемая мощность взрыва от такого несанкционированного срабатывания заряда будет составлять от десятков тонн (грубо говоря, на порядок больше, чем заряд взрывчатки в бомбе) до пары-другой сотен тонн тротилового эквивалента. Но главная опасность кроется от потока проникающей радиации во время взрыва. Гамма-лучи и нейтроны, могут стать причиной смерти или тяжелого заболевания намного дальше зоны распространения ударной волны. Так, небольшой ядерный взрыв в 20 тонн вызовет смертельную дозу облучения в 640 бэр на расстоянии 250 м. Перевозка Fat Man'а из соображений безопасности никогда не осуществлялась в полностью собранном виде, бомбы завершали непосредственно перед применением.
Вследствие сложности оружия на этот процесс требовалось по меньшей мере пара дней (с учетом промежуточных проверок). Собранная бомба не могла долго находиться в работоспособном состоянии из-за разряда батарей X-Unit'а. Очертания боевой плутониевой бомбы в основном состоят из конструкции экспериментального Gadget'а, упакованного в стальную оболочку. Две половины стального эллипсоида крепятся к бандажу взрывной системы вместе с X-Unit'ом, батареями, предохранители и пусковая электроника размещены на передней стороне оболочки. Как и в Little Boy, высотным запалом в Fat Man'е служит радиолокационная дальномерная система "Атчис" (Archies - её антенны можно видеть сбоку на фотографиях Малыша). При достижении зарядом нужной высоты над землей (установлена на 1850+100 футов) она выдает сигнал к детонации. Кроме него, бомба оснащена еще и барометрическим датчиком, предотвращающим взрыв выше 7000 футов.
Mk.III, разрабатываемая в годы войны в спешке, имела много серьезных недоработок. Уже после испытаний выяснилось, что из-за неудачной центровки она неустойчива на траектории. Даже при идеальном прицеливании с высоты 10000 м её круговое вероятное отклонение достигало 300 м. Непредсказуемость своей траектории "Толстяк" не раз демонстрировал на практике: в Нагасаки он взорвался в 2000 м (!) от точки прицеливания, при испытаниях на Бикини в 1946 г. он "промазал" на 600 м. Кроме того, свинцовые аккумуляторы "Толстяка" имели срок службы в заряженном состоянии всего 9 суток. Причём через каждые трое суток требовалась подзарядка батарей, а для их замены нужно было разбирать корпус бомбы. Из-за тепловыделения плутония, вызванного его радиоактивностью, время хранения ядерного заряда в собранном состоянии не превышало десяти суток. Дальнейший нагрев мог повредить блоки ВВ и электродетонаторы. Сборка и разборка заряда были очень трудоёмкими и опасными операциями, в которых задействовали 40-50 человек в течение 56-76 часов. Серийное производство Mk.III началось в апреле 1947 и продолжалось до 1949. Всего выпустили 120 таких бомб. Но уже в конце 1950 все Mk.III сняли с вооружения, а их плутоний использовали в более совершенных Mk.4.
Уже в 1945 были ясны основные недостатки созданных на тот момент ядерных устройств: низкой боеготовность, невозможность хранения в снаряженном состоянии, опасность несанкционированного срабатывания, низкая эффективности использования дорогостоящих делящихся материалов, большого вес и габариты. После первых демонстраций ядерных устройств были сделаны существенные усовершенствования, позволившие увеличить мощность ядерных бомб при одновременном уменьшении их размеров и количества делящихся материалов. Вот главные из них: 1) полоний-бериллиевый нейтронный запал, срабатывающий при его механическом сжатии, был заменен на импульсный нейтронный источник, управляемый электрическим импульсом и способный выдать нужный поток нейтронов в момент наибольшего сжатия ядра из делящихся материалов; 2) применение технологии "левитирующего ядра" при которой тампер отделяется от ядра воздушным или вакуумным зазором; при этом к моменту соприкосновения с ядром тампер успевает набрать кинетическую энергию и возникает эффект "молотка", обеспечивающий значительно большую степень сжатия ядра; 3) "бустирование", т.е. усиление заряда путем заполнения полого ядра из делящихся материалов смесью дейтерия и трития - при сжатии ядра термоядерные реакции в ДТ-смеси дают дополнительные нейтроны, увеличивающие степень выгорания делящихся материалов и мощность бомбы; 4) применение композитного ядра, состоящего из слоев высокообогащенного урана 235 и плутония. В американском ядерном проекте эти усовершенствования связаны с именами Теллера, Альвареса, фон Неймана, Фукса, Конопински, а в советском - Зельдовича, Забабахина, Альтшулера, Цукермана и др.
Если бы выжил - была бы очень интересная судьба, - потенциал был хороший...