Интегралды жылдам реактор. Американдық акцентті уран бомбасы бар кеңестік бомба

Нейтронды инициатор.
Бірінші кезең, нейтронды инициатор, ол сондай-ақ Urchin деп аталады, диаметрі 2 см және қалыңдығы 0,6 см болатын бериллий қабықшасы, құрылымының жалпы салмағы шамамен 7 грамм. Қабықтың ішкі бетінде тереңдігі 2,09 мм болатын сына тәрізді 15 саңылаулар жасалған. Қабықтың өзі карбонилді никель атмосферасында ыстық престеу арқылы жасалады, оның беті мен ішкі сферасы никель және алтын қабатымен жабылған. Ішкі сфераға және қабықшадағы жарықтарға полоний-210 (11 мг) 50 кюри шөгінді. Алтын мен никель қабаттары бериллийді полоний немесе инициаторды қоршаған плутоний шығаратын альфа бөлшектерінен қорғайды. Инициатор плутоний өзегіндегі диаметрі 2,5 см қуыс ішіндегі кронштейнге орнатылған.
Соққы толқыны зарядтың ортасына жеткенде кірпі белсендіріледі. Соққы толқыны плутонийдегі ішкі қуыстың қабырғаларына жеткенде, буланған плутонийден шыққан соққы толқыны инициаторға әсер етіп, саңылауларды полониймен жаншып, Мунро эффектісін жасайды - полоний мен бериллийді тез араластыратын материалдың күшті ағындары. сыртқы және ішкі сфералар. Po-210 шығаратын альфа бөлшектері бериллий атомдарымен жұтылады, олар өз кезегінде нейтрондарды шығарады.

Плутоний заряды.
Ортасында нейтрон инициаторы үшін 2,5 см қуысы бар тоғыз сантиметрлік шар. Зарядтың бұл түрін Роберт Кристи жарылу кезінде асимметрия мен тұрақсыздықты азайту үшін ұсынған.
Ядродағы плутоний төмен тығыздықтағы дельта фазасында (тығыздығы 15,9) оны заттың мөлшері бойынша 3% галлиймен (масса бойынша 0,8%) балқыту арқылы тұрақтанады. Тығызырақ альфа фазасына (тығыздығы 19,2) қарағанда дельта фазасын пайдаланудың артықшылығы мынада: дельта фазасы иілгіш және иілгіш, ал альфа-фаза сынғыш және сынғыш, сонымен қатар дельта фазасында плутонийдің тұрақтануы кезінде шөгуді болдырмауға мүмкіндік береді. құйма немесе ыстық өңдеуден кейін дайындаманың салқындауы және деформациясы. Өзек үшін тығыздығы төмен материалды пайдалану тиімсіз болып көрінуі мүмкін, өйткені тиімділікті жоғарылату және қажетті плутоний мөлшерінің азаюына байланысты тығызырақ материалды пайдалану жақсырақ, бірақ бұл мүлдем дұрыс емес. Дельта тұрақтандырылған плутоний ондаған мың атмосфераның салыстырмалы төмен қысымында альфа фазасына ауысады. Жарылыс жарылыс кезінде пайда болатын бірнеше миллион атмосфераның қысымы бұл ауысуды осындай қысу кезінде пайда болатын басқа құбылыстармен бірге жасайды. Осылайша, дельта фазасындағы плутониймен тығыздықтың жоғарылауы және тығыз альфа фазасы жағдайында болатынға қарағанда реактивтіліктің үлкен кірісі болады.

Өзек екі жарты шардан жиналған, бәлкім, бастапқыда бланкілерге құйылады, содан кейін карбонил никель атмосферасында ыстық престеу арқылы өңделеді. Плутоний өте реактивті металл болғандықтан және өмірге қауіпті болғандықтан, әрбір жарты шар никель қабатымен қапталған (немесе гаджет ядросы үшін хабарланғандай, бұл жабын гаджет ядросында қиындық тудырды, өйткені плутонийді тез жабады никельмен (немесе күміспен) металда қабықшалардың пайда болуына және оның ядрода қолдануға жарамсыздығына әкелді. Алтын қабаттарды мұқият ұнтақтау және қабаттау жарты шарлар жасаған ақауларды қалпына келтірді. Дегенмен, жарты шарлар арасындағы жұқа алтын қабаты (қалыңдығы шамамен 0,1 мм) кез келген жағдайда нейтрон инициаторын мерзімінен бұрын белсендіретін жарты шарлар арасындағы соққы толқыны ағындарының мезгілінен бұрын енуіне жол бермеуге қызмет ететін дизайнның қажетті бөлігі болды.

Уран корпусы/нейтронды шағылыстырғыш.
Плутоний заряды салмағы 120 кг және диаметрі 23 см болатын табиғи ураннан жасалған қаптамамен қоршалған. Уранның қалыңдығы нейтрондарды сақтау міндетімен анықталады, сондықтан нейтрондардың тежелуін қамтамасыз ету үшін бірнеше сантиметрлік қабат жеткілікті. Қалыңырақ дене (қалыңдығы 10 см-ден асатын) бүкіл құрылым үшін нейтронның айтарлықтай сақталуын қамтамасыз етеді, дегенмен жылдам, экспоненциалды түрде дамып келе жатқан тізбекті реакцияларға тән «уақытша сіңіру» әсері қалыңырақ рефлекторды пайдаланудың артықшылықтарын азайтады.
Бомба энергиясының шамамен 20% уран қабығының жылдам бөлінуінен бөлінеді. Өзек пен дене бірге минималды критикалық жүйені құрайды. Жарылыс жарылысы жинақты өзінің қалыпты тығыздығынан 2,5 есеге дейін сығымдағанда, ядрода шамамен төрт-бес критикалық массалар бола бастайды.

«Итергіш»/нейтронды сіңіргіш.
Уранды қоршап тұрған алюминий қабатының қалыңдығы 11,5 см, салмағы 120 кг. «Итергіш» деп аталатын бұл сфераның негізгі мақсаты - Тейлор толқынының әсерін азайту, детонациялық фронттың артында пайда болатын қысымның тез төмендеуі. Бұл толқын жарылыс кезінде күшейе түседі, бұл детонация фронты бір нүктеге жақындаған сайын қысымның тезірек төмендеуіне әкеледі. Жарылғыш зат («В» құрамы)/алюминий интерфейсінде (тығыздықтардың айырмашылығына байланысты: 1,65/2,71) пайда болатын соққы толқынының ішінара шағылысуы Тейлор толқынын басып, екінші фронтты жарылғышқа жібереді. Бұл таралатын толқынның қысымын арттырады, ядроның ортасында қысуды арттырады.
Алюминий «итергішінде» бордың үлесі де бар. Бордың өзі сынғыш металл емес зат және оны пайдалану қиын болғандықтан, оның құрамында борак (35-50% бор) деп аталатын оңай өңделетін алюминий қорытпасы түрінде болуы ықтимал. Қабықтағы оның жалпы үлесі аз болғанымен, бор нейтронды сіңіргіш рөлін атқарады, ол жерден қашып шыққан нейтрондардың плутоний-уран жиынтығына қайта түсуіне жол бермейді, алюминийде және жарылғыш заттарда жылу жылдамдығына дейін баяулайды.

Жарылғыш снаряд және детонация жүйесі.
Жарылғыш заттың корпусы жоғары жарылғыш заттың қабаты болып табылады. Оның қалыңдығы шамамен 47 см, салмағы кем дегенде 2500 кг. Бұл жүйеде 32 жарылғыш линзалар бар, оның 20-сы алтыбұрышты және 12-сі бесбұрышты. Диаметрі шамамен 130 см болатын сфералық жарылғыш жинақты қалыптастыру үшін линзалар футболға ұқсас етіп біріктірілген. Әрқайсысы 3 бөліктен тұрады: екеуі детонация жылдамдығы жоғары жарылғыш заттан жасалған, біреуі төмен детонация жылдамдығынан жасалған. Жылдам жарылғыш заттың ең шеткі бөлігінде жарылу жылдамдығы төмен жарылғыш заттармен толтырылған конус тәрізді ойық бар. Бұл жұптасатын бөліктер орталыққа бағытталған дөңгелек, өсіп келе жатқан соққы толқынын жасауға қабілетті белсенді линзаны құрайды. Жылдам жарылатын жарылғыштың ішкі жағы жақындаған соққыны күшейту үшін алюминий шарын дерлік жабады.
Линзалар дәл құйылған, сондықтан жарылғыш затты қолданар алдында балқыту керек болды. Негізгі жылдам жарылатын жарылғыш зат «В құрамы» болды, 60% гексаген қоспасы (RDX) - өте тез жарылатын, бірақ нашар балқитын жоғары жарылғыш зат, 39% тротил (TNT) - жоғары жарылғыш және оңай балқитын жарылғыш зат және 1% балауыз. «Баяу» жарылғыш зат баратол болды - тротил мен барий нитратының (тротилдің үлесі әдетте 25-33%) байланыстырғыш ретінде 1% балауызбен қоспасы.
Линзаның құрамы мен тығыздығы дәл бақыланып, тұрақты болып қалды. Соққы толқынында бұрмалануларды болдырмау үшін бөлшектер 1 мм-ден азырақ орналасатындай линзалар жүйесі өте қатаң төзімділікке реттелді, бірақ линза бетінің туралануы оларды біріктіруден де маңыздырақ болды.
Детонатордың өте дәл уақытына қол жеткізу үшін стандартты детонаторларда бастапқы/екінші жарылғыш комбинациялар болмады және электрмен қыздырылған өткізгіштері болды. Бұл өткізгіштер қуатты конденсатордан алынған токтың асқынуынан бірден буланып кететін жұқа сым бөліктері. Детонатордың жарылғыш заты жарылған. Конденсаторлар банкінің разряды және барлық детонаторлар үшін сымның булануы дерлік бір уақытта жүзеге асырылуы мүмкін - айырмашылық +/- 10 наносекундты құрайды. Мұндай жүйенің кемшілігі үлкен батареяларға, жоғары вольтты қуат көзіне және 32 детонаторды бір уақытта атуға арналған конденсаторлардың қуатты банкіне (салмағы шамамен 200 кг X-Unit деп аталады) қажеттілік болып табылады.
Дайын жарылғыш қабық дуралюминий корпусына орналастырылған. Дене құрылымы 5 өңделген дуралюминий құймасынан жиналған орталық белбеуден және толық қабықты құрайтын жоғарғы және төменгі жарты шарлардан тұрды.

Құрастырудың соңғы кезеңі.
Бомбаның соңғы дизайны арнайы «қақпақты» қамтиды, оның соңында бөлінетін материалдар орналастырылады. Шихтаны бастамашысы бар плутоний кірістіруді қоспағанда, толығымен жасауға болады. Қауіпсіздік мақсатында құрастыру практикалық пайдалану алдында бірден аяқталады. Дюралюминий жарты шары жарылғыш линзалардың бірімен бірге жойылады. Нейтронды инициатор плутоний жарты шарларының арасына орнатылып, салмағы 40 келілік уран цилиндрінің ішіне орнатылады, содан кейін бұл бүкіл құрылым уран шағылдырғышының ішіне орналастырылады. Объектив өз орнына оралады, оған детонатор қосылады, ал қақпақ үстіңгі жағына бұрандалы.
Майлы адам жөнелтілген және пайдалануға дайын сақталған кезде үлкен қауіп болды, дегенмен тіпті ең нашар сценарийде ол кішкентай балаға қарағанда қауіпті емес. Уран рефлекторы бар ядроның критикалық массасы дельта фазасы үшін 7,5 кг плутоний, ал альфа фазасы үшін тек 5,5 кг құрайды. Жарылғыш снарядтың кез келген кездейсоқ жарылуы Майдың 6,2 килограммдық ядросының суперкритикалық альфа фазасына қысылуына әкелуі мүмкін, зарядтың мұндай рұқсат етілмеген жарылуынан болатын жарылыстың болжамды күші ондаған тоннаға дейін (шамамен айтқанда, бір) болады. магнитудасы бомбадағы жарылғыш зарядтан жоғары) тротил эквивалентінің екі жүз тоннасына дейін, бірақ негізгі қауіп жарылыс кезінде енетін радиация ағынында жатыр, гамма-сәулелер мен нейтрондар өлімге немесе ауыр ауруға әкелуі мүмкін. соққы толқынының таралу аймағы осылайша, 20 тонналық шағын ядролық жарылыс 250 м қашықтықта 640 рем сәулелену дозасын тудырады.
Қауіпсіздік мақсатында майлы адамды тасымалдау ешқашан толық құрастырылған түрде жүргізілмеді, қарудың күрделілігіне байланысты бұл процесс кем дегенде бірнеше күнді қажет етті (аралық тексерулерді ескере отырып). Жиналған бомба X-Unit батареялары аз болғандықтан ұзақ уақыт жұмыс істей алмады.
Тірі плутоний бомбасының контуры негізінен болат қабықшаға оралған эксперименталды гаджет конструкциясынан тұрады, болат эллипсоидтың екі жартысы X-бірлігімен, батареялармен, сақтандырғыштармен және триггер электроникасымен бірге жарылғыш жүйенің таңғышына бекітілген. қабықтың алдыңғы жағы.
Кішкентай баладағы сияқты, Майлы адамдағы биіктіктегі сақтандырғыш - бұл Atchis радиолокациялық қашық өлшегіш жүйесі (Archies - оның антенналарын кішкентай баланың фотосуреттерінде көруге болады). Заряд жерден қажетті биіктікке жеткенде (1850+-100 футқа орнатылған), ол жарылу сигналын береді. Сонымен қатар, бомба 7000 футтан жоғары жарылысқа жол бермейтін барометрлік сенсормен жабдықталған.

Плутоний бомбасын қолдану.
Семіз адамның соңғы жиналысы аралда өтті. Тиниан.
1945 жылы 26 шілдеде инициаторы бар плутоний өзегі С-54 ұшағында Көртленд әуе күштері базасынан Тинианға жіберілді.
28 шілдеде ядро ​​аралға келеді. Бұл күні үш В-29 ұшағы Көртлендтен Тинианға үш алдын ала құрастырылған семіз адаммен аттанады.
2 тамыз - В-29 келеді. Жарылыс күні 11 тамыз деп белгіленді, нысана - Кокурадағы арсенал. Бірінші бомбаның ядролық емес бөлігі 5 тамызда дайын болды.
7 тамызда ауа райының 11-і ұшу үшін қолайсыздығы туралы болжам келеді, ұшу күні 10 тамызға, содан кейін 9 тамызға ауыстырылды. Дата ауысымына байланысты шихтаны құрастыру бойынша жеделдетілген жұмыстар жүргізілуде.
8-і күні таңертең Майдың жиналуы аяқталып, сағат 22.00-де ол В-29 «Блоктың вагонына» тиеледі.
9 тамыз:
03:47 Ұшақ Тинианнан ұшады, нысана Кокур Арсеналы болып табылады. Ұшқыш - Чарльз Суини.
10:44 Кокураға жақындау уақыты, бірақ нашар көріну жағдайында нысана көрінбейді. Зениттік артиллериялық атыс пен жапон истребителдерінің пайда болуы бізді іздеуді тоқтатып, балама нысанаға – Нагасакиге бұруға мәжбүр етеді.
Қаланың үстінде бұлт қабаты болды - Кокураның үстіндегідей, бір өтуге тек жанармай қалды, сондықтан бомба белгіленген нысанадан бірнеше миль қашықтықта бұлттардың бірінші қолайлы саңылауына тасталды.
11:02 Қала шекарасына жақын жерде 503 м биіктікте жарылыс болды, қуаты 1987 жылғы өлшемдер бойынша 21 кт. Жарылыс қаланың елді мекенінің шекарасында болғанымен, құрбандар саны 70 мыңнан асты. Сондай-ақ Mitsubishi-дің қару-жарақ шығаратын нысандары да жойылды.

(қазіргі Конго Демократиялық Республикасы), Канадада (Ұлы аю көлі) және АҚШ-та (Колорадо).

Жарылу принципі бойынша жасалған қазіргі заманғы бомбалардың көпшілігінен айырмашылығы, «Бала» зеңбірек тәрізді бомба болды. Зеңбірек бомбасын есептеу және жасау оңай және іс жүзінде сәтсіздікке ұшырамайды (сондықтан бомбаның нақты сызбалары әлі де жіктеледі). Бұл дизайнның кемшілігі төмен тиімділік болып табылады.

16,4 см калибрлі 1,8 м-ге дейін қысқартылған әскери-теңіз қаруының ұңғысы пайдаланылды, ал уранның «нысаны» диаметрі 100 мм және массасы 25,6 кг цилиндр болды, оған атылған кезде салмағы 38 цилиндрлік «оқ» болды. Сәйкес ішкі арнасы бар 5 кг. Бұл «интуитивті түсініксіз» дизайн нысананың нейтрондық фонын азайту үшін жасалды: онда ол жақын емес, нейтрондық рефлектордан 59 мм қашықтықта болды («тампер»). Нәтижесінде энергияның толық емес бөлінуімен бөлінетін тізбекті реакцияның мерзімінен бұрын басталу қаупі бірнеше пайызға дейін төмендеді.

Төмен тиімділікке қарамастан, жарылыстың радиоактивті ластануы аз болды, өйткені жарылыс жерден 600 м биіктікте жүргізілді, ал реакцияға түспеген уранның өзі ядролық реакция өнімдерімен салыстырғанда әлсіз радиоактивті.

Сақтандырғыштар бұл бомбаға сәтсіз ұшудың салдарларының қаупін азайту үшін тікелей ұшақта, бомба алаңында, ұшып шыққаннан кейін 15 минуттан кейін енгізілді. Сонымен қатар, оның қалыпты емес жұмыс істеу мүмкіндігі болды.

Атом ядросының арнайы зертханасына (1943 жылдың наурызынан бастап – №2 зертхана) жүктелген маңызды міндеттің өзектілігі қажетті зерттеулерді жүргізіп, Мемлекеттік қорғаныс комитетіне есеп беру болып табылады» уран бомбасын немесе уран отынын жасау мүмкіндігі туралы«, - жоғарыда айтылғандай, И.В.Курчатовтың 1942 жылғы 27 қарашадағы В.М.Молотовтың атына жазған хатында атап өтілген 1941 жылғы барлау ақпаратында 1941 жылғы барлау ақпаратында 1941 жылғы 1942 жылғы 1941 жылғы 1942 жылғы 1942 жылғы 1942 жылғы 1941 жылғы 14 қаңтардағы В. уран бомбасын жасау мүмкіндігі.

Сонымен қатар, №2 зертхананың 1943 жылдың бірінші жартысында, шынында да, одан кейінгі салыстырмалы ұзақ мерзімде иелігінде болған эксперименттік және теориялық негіздері, оның шындығы туралы сұраққа нақты жауап беру үшін жеткіліксіз болды. атом бомбасы тек өзінің тәжірибелік және теориялық деректері негізінде.

Дегенмен, барлау материалдары, соның ішінде И.В. 1943 жылдың көктемінде Курчатов уран-235-тен жасалған бомбаның мүмкіндігіне күмәнданбады. Жоғарыда айтылған шолудан И.В. Курчатов 1943 жылғы 4 шілдеде барлау арналары арқылы алынған уран мәселесі бойынша американдық жұмыстардың тізіміне жауап ретінде, ол енді уран-235-тен бомба жасау мүмкіндігі туралы алаңдамай, алаңдаушылық білдірді. орташа нейтрондық энергия аймағындағы уран-235-тің бөліну қималары бойынша әртүрлі жұмыстардың деректеріндегі қайшылықтар. И.В. Курчатов былай деп атап өтті: Бұл сұрақ өте маңызды, өйткені уран-235-тен жасалған бомбаның мөлшері және металл ураннан жасалған қазандықты салу мүмкіндігі осы аймақтағы бөліну қимасының мөлшеріне өте қатты байланысты." .

1943 жылдың көктемінде И.В. Атом бомбасын жасаудың жаңа мүмкіндігі Курчатовқа да түбегейлі түсінікті болды. М.Г.-ның атына жазған жазбасында. Первухин 1943 жылғы 22 наурыздағы И.В. Курчатов былай деп жазды: Мен жақында қарастырған материалдар... бомбаға материал ретінде уран-235-тің орнына «уран қазандығында» ядролық отынның жану өнімдерін қолдануға болатынын көрсетеді. Осы ескертулерді ескере отырып, мен американдықтардың трансуран элементтері (эка-рений-239 және эка-осмий-239) туралы «Физикалық шолуда» жарияланған соңғы жұмысын мұқият зерттеп, проблеманы шешудің жаңа бағытын анықтадым. бүкіл уран мәселесі...«Пікірталас атом бомбасында плутоний-239 қолдану туралы болды, оны И.В.Курчатов өзінің хатында эка-окмиум-239 деп атады. Ол « бұл бағыттың болашағы өте қызықты". "Қазіргі уақытта бар барлық теориялық концепцияларға сәйкес, нейтронның эка-осмий ядросына енуі энергияның көп бөлінуімен және екінші реттік нейтрондардың шығарылуымен қатар жүруі керек, сондықтан бұл жағынан ол уран-235-ке тең болуы керек». «Егер шын мәнінде эка-осмий уран-235 сияқты қасиеттерге ие болса, оны «уран қазандығынан» бөліп алып, эка-октий бомбасы үшін материал ретінде пайдалануға болады. Сондықтан бомба біздің планетамызда жоғалып кеткен «жерден тыс» материалдан жасалады.

Көріп отырғаныңыздай, бүкіл мәселенің бұл шешімімен отын ретінде де, жарылғыш зат ретінде де қолданылатын уранның изотоптарын бөлудің қажеті жоқ.".

"Жоғарыда талқыланған төтенше мүмкіндіктер, әрине, негізінен дәлелсіз. Оларды жүзеге асыру тек эка-окмиум-239 шынымен уран-235-ке ұқсас болған жағдайда ғана мүмкін болады және оған қоса, «уран қазандығын» іске қосу мүмкін болса ғана. Сонымен қатар, әзірленген схема процестің барлық бөлшектерінің сандық есебін талап етеді. Бұл соңғы жұмыс жақын арада проф. МЕН ... ЕДІМ. Зельдович".

Америка Құрама Штаттарында атом энергиясын кең ауқымда пайдалану және атомдық массасы 239 атомды өндіруге жарамды жаңа бөлінетін материалды өндіру перспективаларын ашатын бірінші уран қазандығының іске қосылуы туралы хабарландырумен бомба (1942 жылы 2 желтоқсанда Чикагода іске қосылған Э. Фермидің ядролық реакторын білдіреді), И.В. Курчатовқа 1943 жылдың шілдесінде барлау арналары арқылы бұл хабарды алғаннан кейін көп ұзамай хабарланды.

Ол АҚШ-та әлемдегі алғашқы ядролық реактордың іске қосылуына өте жоғары баға берді. Аталған барлау материалына берген жауабында ол былай деп жазды: « Қарастырылған материалда Америкадағы алғашқы уран-графит қазандығының іске қосылуы туралы өте маңызды хабарлама бар - бұл әлемдік ғылым мен технологиядағы басты құбылыс ретінде бағаланбайтын оқиға туралы хабарлама"

1941 жылы КСРО-ға барлау арналары арқылы келген және 1942 жылдың аяғында И.В. Курчатовта, массасы 239 болатын элемент уран-235-ке ұқсас ыдырау қасиеттеріне ие болуы мүмкін және атом бомбасында жарылғыш зат ретінде пайдаланылуы мүмкін деп айтылды (қараңыз).

Манхэттен жобасы аясында атомдық қаруды жасау кезінде бір уақытта екі ядролық бомбаны – уран мен плутонийді жасау жұмыстары жүргізілді.

«Гаджет» бірінші ядролық зарядын сынақтан өткізгеннен кейін («FatMan» плутоний бомбасының прототипі – келесісі пайдалануға дайын «LittleBoy» ураны болды. Ол 1945 жылы 6 тамызда Хиросимаға тасталған. Басқа «Баланы» өндіру уранның бірнеше айлық жинақталуын талап етеді, сондықтан екінші тасталған бомба «Семіз адам» болды, оны пайдаланудан сәл бұрын Тиниан аралында жиналған. .

Майлы адамның алғашқы монтажы Калифорниядағы Солтвеллс әскери-теңіз базасында өтті. Плутоний ядросының соңғы монтажы Тынық мұхитындағы Тиньян аралында жүргізілді, онда алғашқы жауынгерлік плутоний зарядының құрылысы аяқталды. Хиросимадан кейінгі екінші соққы бастапқыда бірінші шабуылдан бірнеше күн өткен соң жасалуы керек еді, бірақ ауа райына байланысты Нагасаки қаласы бомбаланды.

Кішкентай бала уран атом бомбасы.
Бомбадағы уран заряды екі бөліктен тұрады: нысана және снаряд. Диаметрі 10 сантиметр, ұзындығы 16 сантиметр болатын снаряд алты уран сақинасының жиынтығы. Онда барлық уранның шамамен 25,6 кг - 40% бар. Снарядтағы сақиналар вольфрам карбиді дискімен және болат пластиналармен бекітілген және болат корпуста орналасқан. Нысананың массасы 38,46 кг және диаметрі 16 см және ұзындығы 16 см болатын қуыс цилиндр түрінде жасалған. Нысана нейтрондық рефлектор қызметін атқаратын корпусқа орнатылған. Негізінде, бомбада қолданылатын уранның мөлшері шағылыстырғышсыз да сыни массаны береді, бірақ оның болуы, сондай-ақ нысанаға қарағанда (~ 80%) байытылған ураннан (89% U-235) снаряд жасау U-235), зарядтау қуатын арттыруға мүмкіндік береді.

Уранды байыту процесі 3 кезеңде өтті. Бастапқыда табиғи кен (0,72% уран) термиялық диффузиялық қондырғыда 1-1,5% дейін байытылған. Бұдан кейін газ диффузиялық қондырғы және соңғы кезең – уран изотоптарын бөлуді жүзеге асырған электромагниттік сепаратор болды. «Баланы» шығару үшін 64 кг байытылған уран қажет болды, бұл ~2,5 сыни масса. 1945 жылдың жазына қарай шамамен 50 кг 89% U-235 және 14 кг 50% U-235 жиналды. Нәтижесінде жалпы концентрация ~80% құрады. Егер бұл көрсеткіштерді Пу-239 массасы небәрі ~6 килограмм болатын, шамамен 5 критикалық массасы бар плутоний өзегімен салыстыратын болсақ, уран жобасының негізгі кемшілігі көрінеді: ыдырайтын заттың жоғары критикалығын қамтамасыз ету қиындығы. , нәтижесінде қарудың тиімділігі төмен.

Кездейсоқ тізбекті реакцияны болдырмау үшін нысанада бор тығыны бар, ал снаряд бор қабығына салынған. Бор жақсы нейтронды сіңіргіш болып табылады, осылайша тиелген оқ-дәрілерді тасымалдау және сақтау кезінде қауіпсіздікті арттырады. Снаряд нысанаға жеткенде оның корпусы ұшып кетеді де, нысанадағы штепсель одан шығады.

Құрастырылған бомбаның қабығы диаметрі шамамен 60 см болатын болат күртемен қоршалған вольфрамдық карбидтен тұрады (нейтрондық рефлектор ретінде қызмет етеді). нысана орнатылған күртешеде бұрғыланады. Бұл тесіктің түбінде бір немесе бірнеше бериллий-полоний инициаторлары болуы мүмкін. Уран снаряды қозғалатын оқпан нысананың болат корпусына мықтап бекітілген; Бөшкенің ұзындығы шамамен 2 м, салмағы - 450 кг, ал желке - 34 кг. Отын ретінде түтінсіз ұнтақ қолданылады. Снарядтың оқпандағы жылдамдығы шамамен 300 м/с жетеді, оны қозғалысқа келтіру үшін кемінде 300 кН күш қажет.

Кішкентай бала сақтау және тасымалдау үшін өте қауіпті бомба болды. Отынның (снарядтың қозғалуы) кездейсоқ болса да детонациясы ядролық жарылыс тудырады. Осы себепті әуеден бақылаушы және қару-жарақ маманы С.Парсонс әуеге көтерілгеннен кейін ғана бомбаға мылтық салуға шешім қабылдады. Дегенмен, құлаған кезде жеткілікті күшті соққымен снаряд мылтық көмегінсіз қозғала бастайды, бұл бірнеше тоннадан толық қуатқа дейін жарылысқа әкелуі мүмкін. Кішкентай бала суға түсіп кетсе де қауіпті. Ішіндегі уран – барлығы бірнеше сыни массалар – ауамен бөлінген. Егер су ішке кірсе, ол тізбекті реакцияға әкелетін делдал рөлін атқара алады. Бұл үлкен көлемде радиоактивті материалдың бөлінуімен жылдам еріп кетуге немесе шағын жарылысқа әкеледі.

Little Boy құрастыру және пайдалану.
Снарядтың алғашқы құрамдас бөліктері 1945 жылы 15 маусымда Лос-Аламоста аяқталды және олар 3 шілдеде толығымен жасалды.

14 шілдеде Кішкентай бала мен оған арналған уран қабығы Индианаполис кемесіне тиеп, 16-сы күні аралға аттанды. Тиниан, Мариан аралдары. Кеме аралға 26 шілдеде келген.

24 шілдеде бомбаның нысанасы аяқталды және 26-да компоненттер Альбукеркеден үш С-54 ұшағымен ұшып, 28-де Тинианға келді.

31 шілдеде бомбаның ішіне нысана мен снаряд орнатылды. Ядролық шабуыл келесі күні, 1 тамызға жоспарланған болатын, бірақ жақындап келе жатқан тайфун операцияны 5 күнге кейінге шегеруге мәжбүр етті.

6 тамыз:
00:00 Соңғы кездесу, мақсат - Хиросима. Ұшқыш - Тиббетс, 2-ші ұшқыш - Льюис.
02:45 бомбалаушы ұшады.
07:30 Бомба тастауға толығымен дайын.
08:50 Ұшақ Жапонияның Сикоку аралының үстінен ұшып келеді.
09:16:02 Кішкентай бала 580 м биіктікте жарылды Жарылыс күші: 12-18 кт, кейінгі бағалаулар бойынша - 15 кт (+/- 20%).

Жарылыстың мұндай күшімен оның жарылу биіктігі 12 psi (шаршы дюймге фунт) соққы толқынының қысымы үшін оңтайлы болып табылады, яғни. 12 psi немесе одан жоғары әсер ететін аумақты ұлғайту үшін. Қалалық ғимараттарды бұзу үшін ~ 860 биіктікке сәйкес келетін 5 psi қысым жеткілікті, осылайша мұндай биіктікте құрбандар мен қираулар одан да көп болуы мүмкін. Қуатты анықтаудағы белгісіздік пен жарылыс қуатының төмендеуіне әкелетін себептердің көптігіне байланысты биіктік шағын зарядтағыдай орташа төмен болып таңдалды. 580 м биіктік 5 кт жарылыс үшін оңтайлы болып табылады.

Майлы адам плутоний атом бомбасы.

Бомба өзегі - бір-біріне салынған шарлар жиынтығы. Мұнда олар ұя салу ретімен берілген, шарлардың сыртқы радиустарының өлшемдері берілген:

* жарылғыш снаряд - 65 см,
* «итергіш»/нейтронды сіңіргіш - 23 см,
* уран корпусы/нейтронды шағылыстырғыш - 11,5 см,
* плутоний өзегі - 4,5 см,
* бериллий-полоний нейтронының инициаторы - 1 см.

Нейтронды инициатор.
Бірінші кезең, нейтронды инициатор, ол сондай-ақ Urchin деп аталады, диаметрі 2 см және қалыңдығы 0,6 см болатын бериллий қабықшасы, құрылымының жалпы салмағы шамамен 7 грамм. Қабықтың ішкі бетінде тереңдігі 2,09 мм болатын сына тәрізді 15 саңылаулар жасалған. Қабықтың өзі карбонилді никель атмосферасында ыстық престеу арқылы алынады және оның ішкі шары никель және алтын қабатымен жабылған. Ішкі сфераға және қабықшадағы жарықтарға полоний-210 (11 мг) 50 кюри шөгінді. Алтын мен никель қабаттары бериллийді полоний немесе инициаторды қоршаған плутоний шығаратын альфа бөлшектерінен қорғайды. Инициатор плутоний өзегіндегі диаметрі 2,5 см қуыс ішіндегі кронштейнге орнатылған.

Соққы толқыны зарядтың ортасына жеткенде кірпі белсендіріледі. Соққы толқыны плутонийдегі ішкі қуыстың қабырғаларына жеткенде, буланған плутонийден шыққан соққы толқыны инициаторға әсер етіп, саңылауларды полониймен жаншып, Мунро эффектісін жасайды - полоний мен бериллийді тез араластыратын материалдың күшті ағындары. сыртқы және ішкі сфералар. Po-210 шығаратын альфа бөлшектері бериллий атомдарымен жұтылады, олар өз кезегінде нейтрондарды шығарады.

Плутоний заряды.
Ортасында нейтрон инициаторы үшін 2,5 см қуысы бар тоғыз сантиметрлік шар. Зарядтың бұл түрін Роберт Кристи жарылу кезінде асимметрия мен тұрақсыздықты азайту үшін ұсынған.

Ядродағы плутоний төмен тығыздықтағы дельта фазасында (тығыздығы 15,9) оны заттың мөлшері бойынша 3% галлиймен (масса бойынша 0,8%) балқыту арқылы тұрақтанады. Тығызырақ альфа фазасына (тығыздығы 19,2) қарағанда дельта фазасын пайдаланудың артықшылығы мынада: дельта фазасы иілгіш және иілгіш, ал альфа-фаза сынғыш және сынғыш, сонымен қатар дельта фазасында плутонийдің тұрақтануы кезінде шөгуді болдырмауға мүмкіндік береді. құйма немесе ыстық өңдеуден кейін дайындаманың салқындауы және деформациясы. Өзек үшін тығыздығы төмен материалды пайдалану тиімсіз болып көрінуі мүмкін, өйткені тиімділікті жоғарылату және қажетті плутоний мөлшерінің азаюына байланысты тығызырақ материалды пайдалану жақсырақ, бірақ бұл мүлдем дұрыс емес. Дельта тұрақтандырылған плутоний ондаған мың атмосфераның салыстырмалы төмен қысымында альфа фазасына ауысады. Жарылыс жарылыс кезінде пайда болатын бірнеше миллион атмосфераның қысымы бұл ауысуды осындай қысу кезінде пайда болатын басқа құбылыстармен бірге жасайды. Осылайша, дельта фазасындағы плутониймен тығыздықтың жоғарылауы және тығыз альфа фазасы жағдайында болатынға қарағанда реактивтіліктің үлкен кірісі болады.

Өзек екі жарты шардан жиналған, бәлкім, бастапқыда бланкілерге құйылады, содан кейін карбонил никель атмосферасында ыстық престеу арқылы өңделеді. Плутоний өте реактивті металл болғандықтан және өмірге қауіпті болғандықтан, әрбір жарты шар никель қабатымен қапталған (немесе гаджет ядросы үшін хабарланғандай, бұл жабын гаджет ядросында қиындық тудырды, өйткені плутонийді тез жабады никельмен (немесе күміспен) металда қабықшалардың пайда болуына және оның ядрода қолдануға жарамсыздығына әкелді. Алтын қабаттарды мұқият ұнтақтау және қабаттау жарты шарлар жасаған ақауларды қалпына келтірді. Дегенмен, жарты шарлар арасындағы жұқа алтын қабаты (қалыңдығы шамамен 0,1 мм) кез келген жағдайда нейтрон инициаторын мерзімінен бұрын белсендіретін жарты шарлар арасындағы соққы толқыны ағындарының мезгілінен бұрын енуіне жол бермеуге қызмет ететін дизайнның қажетті бөлігі болды.

Уран корпусы/нейтронды шағылыстырғыш.
Плутоний заряды салмағы 120 кг және диаметрі 23 см болатын табиғи ураннан жасалған қаптамамен қоршалған. Уранның қалыңдығы нейтрондарды сақтау міндетімен анықталады, сондықтан нейтрондардың тежелуін қамтамасыз ету үшін бірнеше сантиметрлік қабат жеткілікті. Қалыңырақ дене (қалыңдығы 10 см-ден асатын) бүкіл құрылым үшін нейтронның айтарлықтай сақталуын қамтамасыз етеді, дегенмен жылдам, экспоненциалды түрде дамып келе жатқан тізбекті реакцияларға тән «уақытша сіңіру» әсері қалыңырақ рефлекторды пайдаланудың артықшылықтарын азайтады.

Бомба энергиясының шамамен 20% уран қабығының жылдам бөлінуіне байланысты бөлінеді. Өзек пен дене бірге минималды критикалық жүйені құрайды. Жарылыс жарылысы жинақты өзінің қалыпты тығыздығынан 2,5 есеге дейін сығымдағанда, ядрода шамамен төрт-бес критикалық массалар бола бастайды.

«Итергіш»/нейтронды сіңіргіш.
Уранды қоршап тұрған алюминий қабатының қалыңдығы 11,5 см, салмағы 120 кг. «Итергіш» деп аталатын бұл сфераның негізгі мақсаты - Тейлор толқынының әсерін азайту, детонациялық фронттың артында пайда болатын қысымның тез төмендеуі. Бұл толқын жарылыс кезінде күшейе түседі, бұл детонация фронты бір нүктеге жақындаған сайын қысымның тезірек төмендеуіне әкеледі. Жарылғыш зат («В» құрамы)/алюминий интерфейсінде (тығыздықтардың айырмашылығына байланысты: 1,65/2,71) пайда болатын соққы толқынының ішінара шағылысуы Тейлор толқынын басып, екінші фронтты жарылғышқа жібереді. Бұл таралатын толқынның қысымын арттырады, ядроның ортасында қысуды арттырады.

Алюминий «итергішінде» бордың үлесі де бар. Бордың өзі сынғыш металл емес зат және оны пайдалану қиын болғандықтан, оның құрамында борак (35-50% бор) деп аталатын оңай өңделетін алюминий қорытпасы түрінде болуы ықтимал. Қабықтағы оның жалпы үлесі аз болғанымен, бор нейтронды сіңіргіш рөлін атқарады, ол жерден қашып шыққан нейтрондардың плутоний-уран жиынтығына қайта түсуіне жол бермейді, алюминийде және жарылғыш заттарда жылу жылдамдығына дейін баяулайды.

Жарылғыш снаряд және детонация жүйесі.
Жарылғыш заттың корпусы жоғары жарылғыш заттың қабаты болып табылады. Оның қалыңдығы шамамен 47 см, салмағы кем дегенде 2500 кг. Бұл жүйеде 32 жарылғыш линзалар бар, оның 20-сы алтыбұрышты және 12-сі бесбұрышты. Диаметрі шамамен 130 см болатын сфералық жарылғыш жинақты қалыптастыру үшін линзалар футболға ұқсас етіп біріктірілген. Әрқайсысы 3 бөліктен тұрады: екеуі детонация жылдамдығы жоғары жарылғыш заттан жасалған, біреуі төмен детонация жылдамдығынан жасалған. Жылдам жарылғыш заттың ең шеткі бөлігінде жарылу жылдамдығы төмен жарылғыш заттармен толтырылған конус тәрізді ойық бар. Бұл жұптасатын бөліктер орталыққа бағытталған дөңгелек, өсіп келе жатқан соққы толқынын жасауға қабілетті белсенді линзаны құрайды. Жылдам жарылатын жарылғыштың ішкі жағы жақындаған соққыны күшейту үшін алюминий шарын дерлік жабады.

Линзалар дәл құйылған, сондықтан жарылғыш затты қолданар алдында балқыту керек болды. Негізгі жылдам жарылатын жарылғыш зат «В құрамы» болды, 60% гексаген қоспасы (RDX) - өте тез жарылатын, бірақ нашар балқитын жоғары жарылғыш зат, 39% тротил (TNT) - жоғары жарылғыш және оңай балқитын жарылғыш зат және 1% балауыз. «Баяу» жарылғыш зат баратол болды - тротил мен барий нитратының қоспасы (тротил үлесі әдетте 25-33%) байланыстырғыш ретінде 1% балауыз.

Линзаның құрамы мен тығыздығы дәл бақыланып, тұрақты болып қалды. Соққы толқынында бұрмалануларды болдырмау үшін бөлшектер 1 мм-ден азырақ орналасатындай линзалар жүйесі өте қатаң төзімділікке реттелді, бірақ линза бетінің туралануы оларды біріктіруден де маңыздырақ болды.

Детонатордың өте дәл уақытына қол жеткізу үшін стандартты детонаторларда бастапқы/екінші жарылғыш комбинациялар болмады және электрмен қыздырылған өткізгіштері болды. Бұл өткізгіштер қуатты конденсатордан алынған токтың асқынуынан бірден буланып кететін жұқа сым бөліктері. Детонатордың жарылғыш заты жарылған. Конденсаторлар банкінің разряды және барлық детонаторлар үшін сымның булануы дерлік бір уақытта жүзеге асырылуы мүмкін - айырмашылық +/- 10 наносекундты құрайды. Мұндай жүйенің кемшілігі үлкен батареяларға, жоғары вольтты қуат көзіне және 32 детонаторды бір уақытта атуға арналған конденсаторлардың қуатты банкіне (салмағы шамамен 200 кг X-Unit деп аталады) қажеттілік болып табылады.

Дайын жарылғыш қабық дуралюминий корпусына орналастырылған. Дене құрылымы 5 өңделген дуралюминий құймасынан жиналған орталық белбеуден және толық қабықты құрайтын жоғарғы және төменгі жарты шарлардан тұрды.

Құрастырудың соңғы кезеңі.
Бомбаның соңғы дизайны арнайы «қақпақты» қамтиды, оның соңында бөлінетін материалдар орналастырылады. Шихтаны бастамашысы бар плутоний кірістіруді қоспағанда, толығымен жасауға болады. Қауіпсіздік мақсатында құрастыру практикалық пайдалану алдында бірден аяқталады. Дюралюминий жарты шары жарылғыш линзалардың бірімен бірге жойылады. Нейтронды инициатор плутоний жарты шарларының арасына орнатылып, салмағы 40 келілік уран цилиндрінің ішіне орнатылады, содан кейін бұл бүкіл құрылым уран шағылдырғышының ішіне орналастырылады. Объектив өз орнына оралады, оған детонатор қосылады, ал қақпақ үстіңгі жағына бұрандалы.

Майлы адам жөнелтілген және пайдалануға дайын сақталған кезде үлкен қауіп болды, дегенмен тіпті ең нашар сценарийде ол кішкентай балаға қарағанда қауіпті емес. Уран рефлекторы бар ядроның критикалық массасы дельта фазасы үшін 7,5 кг плутоний, ал альфа фазасы үшін тек 5,5 кг құрайды. Жарылғыш снарядтың кез келген кездейсоқ жарылуы Майдың 6,2 килограммдық ядросының суперкритикалық альфа фазасына қысылуына әкелуі мүмкін, зарядтың мұндай рұқсат етілмеген жарылуынан болатын жарылыстың болжамды күші ондаған тоннаға дейін (шамамен айтқанда, бір) болады. магнитудасы бомбадағы жарылғыш зарядтан жоғары) тротил эквивалентінің екі жүз тоннасына дейін, бірақ негізгі қауіп жарылыс кезінде енетін радиация ағынында жатыр, гамма-сәулелер мен нейтрондар өлімге немесе ауыр ауруға әкелуі мүмкін. соққы толқынының таралу аймағы осылайша, 20 тонналық шағын ядролық жарылыс 250 м қашықтықта 640 рем сәулелену дозасын тудырады.

Қауіпсіздік мақсатында майлы адамды тасымалдау ешқашан толық құрастырылған түрде жүргізілмеді, қарудың күрделілігіне байланысты бұл процесс кем дегенде бірнеше күнді қажет етті (аралық тексерулерді ескере отырып). Жиналған бомба X-Unit батареялары аз болғандықтан ұзақ уақыт жұмыс істей алмады.

Тірі плутоний бомбасының контуры негізінен болат қабықшаға оралған эксперименталды гаджет конструкциясынан тұрады, болат эллипсоидтың екі жартысы X-бірлігімен, батареялармен, сақтандырғыштармен және триггер электроникасымен бірге жарылғыш жүйенің таңғышына бекітілген. қабықтың алдыңғы жағы.

Кішкентай баладағы сияқты, Майлы адамдағы биіктіктегі сақтандырғыш - бұл Atchis радиолокациялық қашық өлшегіш жүйесі (Archies - оның антенналарын кішкентай баланың фотосуреттерінде көруге болады). Заряд жерден қажетті биіктікке жеткенде (1850+-100 футқа орнатылған), ол жарылу сигналын береді. Сонымен қатар, бомба 7000 футтан жоғары жарылысқа жол бермейтін барометрлік сенсормен жабдықталған.

Плутоний бомбасын қолдану.
Семіз адамның соңғы жиналысы аралда өтті. Тиниан.

1945 жылы 26 шілдеде инициаторы бар плутоний өзегі С-54 ұшағында Көртленд әуе күштері базасынан Тинианға жіберілді.

28 шілдеде ядро ​​аралға келеді. Бұл күні үш В-29 ұшағы Көртлендтен Тинианға үш алдын ала құрастырылған семіз адаммен аттанады.

2 тамыз - В-29 келеді. Жарылыс күні 11 тамыз деп белгіленді, нысана - Кокурадағы арсенал. Бірінші бомбаның ядролық емес бөлігі 5 тамызда дайын болды.

7 тамызда ауа райының 11-і ұшу үшін қолайсыздығы туралы болжам келеді, ұшу күні 10 тамызға, содан кейін 9 тамызға ауыстырылды. Дата ауысымына байланысты шихтаны құрастыру бойынша жеделдетілген жұмыстар жүргізілуде.

8-і күні таңертең Майдың жиналуы аяқталып, сағат 22.00-де ол В-29 «Блоктың вагонына» тиеледі.

9 тамыз:
03:47 Ұшақ Тинианнан ұшады, нысана Кокур Арсеналы болып табылады. Ұшқыш - Чарльз Суини.
10:44 Кокураға жақындау уақыты, бірақ нашар көріну жағдайында нысана көрінбейді. Зениттік артиллериялық атыс пен жапондық жойғыштардың пайда болуы бізді іздеуді тоқтатып, резервтік нысанаға – Нагасакиге бұруға мәжбүр етеді.
Қаланың үстінде бұлт қабаты болды - Кокураның үстіндегідей, бір өтуге тек жанармай қалды, сондықтан бомба белгіленген нысанадан бірнеше миль қашықтықта бұлттардың бірінші қолайлы саңылауына тасталды.
11:02 Қала шекарасына жақын жерде 503 м биіктікте жарылыс болды, қуаты 1987 жылғы өлшемдер бойынша 21 кт. Жарылыс қаланың елді мекенінің шекарасында болғанымен, құрбандар саны 70 мыңнан асты. Сондай-ақ Mitsubishi-дің қару-жарақ шығаратын нысандары да жойылды.

Өкінішке орай, пайдалы өнертабыстар жиі жаман мақсаттарға пайдаланылады. Бұл тізбекті бөлу реакциясын қолдануға да қатысты. Атом қаруының таралуына қарсы күрес әртүрлі дәрежеде табысқа жетуде. Ең үлкен қауіп – авторитарлық режимдердің және, әсіресе, лаңкестердің атом қаруына ие болуы. Атом бомбаларының әртүрлі түрлерін және оларды өндіру технологияларының таралу мүмкіндігіне байланысты қауіптерді қарастырайық.

Уран-235 бомбасы

Атом бомбасын U-235, Pu-239 және U-233-тен жасауға болады. Оның ішінде табиғатта тек U-235 бар. Pu-239 және U-233 басқа изотоптарды нейтрондармен бомбалау арқылы өндіріледі.
Атом бомбасын жасаудың ең оңай жолы - ураннан. Бұл үшін реактор қажет емес. Мысалы, ол үшін табиғи уран мен газ центрифугаларының қажетті мөлшері болуы керек. Уран газ тәріздес күйге айналады - уран гексафториді UF 6, ол центрифугалардан өтеді. Бөлу дәрежесі каскадта жиналған жеке центрифугалардың санымен анықталады. «Кішкене» шыдамдылық және сізде қару-жарақ деңгейіндегі уран бар (>90% 235 U). Плутонийсіз уран бомбасын жасау үшін шамамен 15-20 кг қаруға жарамды уран қажет.
Дегенмен, уранды байыту процесі негізінен белгілі болғанымен, жоғары байытылған уранның жеткілікті мөлшерін алу үшін шикізат, дағдылар, инфрақұрылым және үлкен көлемдегі энергия қажет. Сондықтан тіпті террористердің жоғары байытылған уранды алуы екіталай. Сірә, олар оны ұрлауға тырысады. Осылайша, қару-жарақ деңгейіндегі уран қоры бар елдер өздерінің қоймаларын қатаң қадағалауы керек. Қару-жарақ деңгейіндегі уранды өндіру тек жеткілікті дамыған технологиялық базасы бар елдер үшін мүмкін.
Сонымен қатар, байытылған ураннан бомба жасалуы керек. Ең қарапайым атом бомбасы − деп аталатын«зеңбірек» типті бомба.

«Зеңбірек» типті бомба
«Зеңбірек» типті бомбаның дизайны қарапайым. Онда U-235-тің бір «бөлігі» сәйкес зарядпен басқа «бөлікке» атылып, нәтижесінде тізбекті реакция пайда болады Бұл бомба түріндегі жоғары байытылған уран бөлінді. Бұл бомба зымыран үшін тым үлкен, бірақ оны, мысалы, ұшақпен жеткізуге болады.

Плутоний-239 бомбасы

Плутоний барлық реакторлардың жанама өнімі болып табылады. Дегенмен, ыдырайтын материал ретінде пайдалану үшін оны жоғары деңгейдегі қалдықтар қалдықтарынан химиялық тазарту керек. Бұл арнайы білім мен жабдықты қажет ететін қымбат және қауіпті процесс.

Плутоний U-238 термиялық нейтрондармен бомбаланғанда ядролық реакторда түзіледі.

Пу-239 ядролық қару жасау үшін қолданылады. Бөліну және шашырау көлденең қималары, сондай-ақ бөліну кезіндегі нейтрондар саны Пу-239 үшін U-235-ке қарағанда көп және сәйкесінше, сыни массасы төмен, яғни. Өзін-өзі қамтамасыз ететін бөліну реакциясын жүзеге асыру үшін плутоний уранға қарағанда азырақ қажет. Плутоний атом бомбасына әдетте 3-5 кг Пу-239 қажет.
Салыстырмалы түрде қысқа жартылай шығарылу кезеңіне байланысты (U-235-пен салыстырғанда) Пу-239 шығаратын радиацияның арқасында айтарлықтай қызады. Пу-239 жылу шығаруы 1,92 Вт/кг құрайды. Осылайша, плутонийдің жақсы оқшауланған бөлігі екі сағат ішінде бөлме температурасынан 100 o дейін қызады. Бұл, әрине, бомбаны жобалау кезінде қиындықтар тудырады. Плутонийдің физикалық қасиеттері мылтық тәрізді бомба екі плутоний бөлігін сыни массаны қалыптастыру үшін тез біріктіре алмайтындай. Плутоний үшін күрделірек схеманы қолдану керек.

Жарылыс бомбасы
Жарылыс түріндегі бомбаның ортасында плутоний, жоғары байытылған уран немесе екеуінің қоспасы орналасқан. Плутоний өзегінде ішке бағытталған жарылыс бір уақытта жұмыс істейтін арнайы линзалар жүйесі арқылы жүзеге асырылады. Плутоний қатты және біркелкі сығылады. Масса сынға айналады. Дегенмен, плутонийді сыни массаға дейін қысу тізбекті реакцияның басталуына кепілдік бермейді. Ол үшін нейтрон көзінен нейтрондар қажет, ол құрылғының ортасында орналасқан және бір мезгілде плутонийді қысу арқылы сәулелендіреді.
Сәулеленген отыннан алынған және қайтадан реакторда қолданылатын плутоний Пу-238, Пу-240 және Пу-242 үлесінің ұлғаюына байланысты қару-жарақ өндіруге жарамсыз болып барады.
Қару-жарақ плутонийінің негізгі зиянды қоспасы - оның өздігінен бөліну жылдамдығының жоғары болуына байланысты Пу-240. Бұл Пу-239-дан 30 000 есе артық. Қоспадағы небәрі 1% Pu-240 нейтрондарды шығаратыны сонша, жарылу жүйесінде жарылыс болуы мүмкін. Соңғысының үлкен пропорцияда болуы көрсетілген сипаттамалары бар (номиналды қуат, ұзақ сақтау кезіндегі қауіпсіздік және т.
Қару-жарақ плутонийі бөлінетін 239 Pu изотопының өте жоғары (90%-дан астам) құрамымен және 240 Пу изотопының төмен мөлшерімен (~5%-ға дейін) сипатталады.
«Азаматтық» плутоний, атом электр станцияларының ядролық реакторларынан пайдаланылған отынды өңдеу (қайта өңдеу) кезінде бөлінетін және 239 (60%) және 240 (40%) изотоптардың орташа қатынасымен сипатталады. «Азаматтық» плутонийді ядролық оқтұмсықтар жасау үшін пайдалану негізінен мүмкін.

Уран-233 бомбасы

Уран аз, бірақ торий көп елдерде (мысалы, Үндістан) реакциялар тізбегі арқылы U-233 бөлінетін изотопын алу қызықты:

Жарылғыш материал ретінде 233 U 239 Pu сияқты тиімді. 233 U әскери қолданудағы жағдайды қиындатады 232 U қоспасы, оның енші өнімдері күшті гамма көздері болып табылады, бұл онымен жұмыс істеуді қиындатады.
Реакция нәтижесінде 232 U түзіледі.