Развитие ядерной физики в ХХ и ХХI вв

«Ядерная гонка» — противостояние между СССР и США за превосходство в области ядерного оружия в период холодной войны. В течение холодной войны и некоторые другие страны занимались разработкой ядерного оружия, но ни одно государство не производило его в таких масштабах, в каких это делали две сверхдержавы.

Впервые ядерное оружие было создано в США в ходе проекта «Манхэттен». Агентура НКВД в США подробно информировала Сталина о всех работах над программой. Когда наконец советский вождь был проинформирован о ядерных исследованиях самим Гарри Труманом, последний был удивлён, сколь спокойно Сталин отреагировал на это, и подумал даже, что он его не понял. На самом же деле, проект «Манхэттен» был настолько засекречен, что Труман сам не знал о нём до того, как стал президентом.

В августе 1945 Труман отдал приказ на бомбардировку двух японских городов: Хиросимы и Нагасаки. Вероятнее всего, поступок был мотивирован желанием показать миру свою мощь и беспощадность, так как первое испытание уже было проведено за три недели до этого.

Холодная война

В первые годы после окончания второй мировой войны США были единственным «ядерным государством» в мире. Руководство США знало, что Советский Союз очень далёк от создания собственной бомбы. Тем временем США пытались извлечь как можно больше пользы из своего временного превосходства. В частности, имели место попытки с помощью давления договориться со Сталиным по таким вопросам, как Берлин и Чехословакия. В этой ситуации советский лидер решил, что только из-за этого США не рискнут развернуть новую войну против советского государства.

Тем временем в СССР активнейшим образом велись разработки по созданию собственной атомной бомбы. Во время войны исследования ограничивались из-за нехватки урана, но поставки из Восточной Европы теперь решали эту проблему. Для физиков создали все условия, чтобы максимально ускорить темп работ. Куратором всех работ стал Лаврентий Берия.

В Соединённых Штатах полагали, что у СССР не будет атомного оружия как минимум до середины 50-х. Однако 29 августа 1949 работа советских физиков-ядерщиков закончилась триумфальным успехом, потрясшим весь мир. Бомбу РДС-1, взорванную в этот день, на Западе прозвали в честь Сталина: «Джо-1». Началась ядерная гонка.

Кроме атомной бомбы для испытания 29 августа 1949 г., в СССР к концу 1949 г. были изготовлены ещё две бомбы РДС-1, а в 1950 г. — ещё девять. В январе-феврале 1951 г. было изготовлено ещё четыре атомные бомбы. Таким образом, у СССР к 1 марта 1951 г. имелось 15 атомных бомб типа РДС-1. К концу 1951 г. было изготовлено в общей сложности 29 атомных бомб РДС-1, в том числе первые три серийно изготовленные атомные бомбы.

После успешного испытания 24 сентября 1951 г. советского атомного заряда «502-М» (РДС-2) к концу 1951 г. было освоено производство атомных бомб этого типа РДС-2. На 1 января 1952 г. у СССР имелось 35 атомных бомб, 29 из которых были РДС-1 и 6 РДС-2. Эти бомбы СССР теоретически мог доставить до США.[1].

29.08.1951 г. было принято решение Совета Министров СССР о начале строительства первых войсковых складов — ядерных баз, предназначенных для хранения и подготовки к применению атомных бомб. Их было всего четыре: на севере Крыма, на Западной Украине, в Белоруссии и на северо-западе России. Строительство двух первых баз хранения ядерного оружия было завершено в 1955 г. В 1956 г. была введена в строй центральная база хранения ядерного оружия.

18 октября 1951 года первая советская авиационная атомная бомба (РДС-3 с ядерным зарядом «501-М») была впервые испытана путём сброса её с самолёта (Ту-4).[2] Эту бомбу стали готовить к принятию на вооружение (была принята в 1954 году[3]) В 1952-м и 1953 годах проведены успешные лётные контрольные испытания (ЛКИ) авиабомбы РДС-3.

Вкладывались колоссальные средства в совершенствование качества оружия и увеличение его количества. Обе нации быстро приступили к разработке термоядерного оружия. США взорвали такое устройство 1 ноября 1952. Вновь удивив всех, Советский Союз произвёл термоядерный взрыв всего через 8 месяцев. Советская водородная бомба РДС-6с была полностью продуктом собственной разработки, так как шпионаж в США результатов не принёс. А самое главное — она была именно первой бомбой в габаритах бомбового отсека самолёта, а не устройством размером с двухэтажный дом, как в США.

Активно велись разработки и по средствам доставки ядерного оружия, в первую очередь ими были стратегические бомбардировщики. В этой области США начали работать с явной форой, но появление реактивных самолётов-перехватчиков свело американское преимущество на нет. В начале 50-х ВВС США были представлены реактивные бомбардировщики B-47 и B-52, способные проникнуть в воздушное пространство СССР.

Во второй половине 50-х в СССР была разработана первая межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) Р-7. 4 октября 1957 эта ракета вывела в космос первый искусственный спутник Земли. Первая американская МБР была запущена 31 октября 1959.

Разрядка

Страх перед взаимным уничтожением, экономические проблемы, связанные с гонкой вооружений, позволили запустить процесс разрядки. СССР и США, наученные опытом начала 60-х, сумели договориться о некоторых положениях, ограничивающих рост ядерных арсеналов. Были подписаны договоры ОСВ-I и ОСВ-II о запрещении ядерных испытаний, об ограничении систем ПРО.

Но даже несмотря на это, ядерные запасы продолжали расти. Были разработаны системы ракет с разделяющимися головными частями. Обе страны по-прежнему были способны уничтожить друг друга несколько раз.

«Звёздные войны»

С уходом Картера с поста президента Соединённые Штаты во главе с Рональдом Рейганом отказались от концепции разрядки и вновь стали возвращаться к гонке вооружений, начав разработку СОИ — Стратегической оборонной инициативы, противоракетной системы космического базирования. В мире эта программа более известна под названием «Звёздные войны». После длительных переговоров с Горбачёвым Рейган согласился вернуться к сокращению арсеналов, но от СОИ так и не отказался.

После холодной войны

С окончанием холодной войны расходы на ядерный арсенал стали резко сокращаться, особенно в Советском Союзе. Темп разработки новых систем заметно уменьшился. Тем не менее, и в США, и в Советском Союзе ядерные запасы по-прежнему измеряются тысячами боеголовок. В США была запущена масштабная программа по утилизации ядерного оружия.

После окончания холодной войны такие же огромные суммы денег, которые вкладывались в разработку ядерного оружия, теперь вкладываются в программы по восстановлению экологического ущерба, нанесённого ядерным противостоянием. Символично, что большинство заводов по производству ядерного оружия были переоборудованы в заводы по утилизации того же оружия.

В современной ядерной физике можно выделить следующие направления:

• Поиск новых сверхтяжелых ядер.

• Исследование свойств ядерной материи в экстремальных условиях - в области низкой температуры и

низкой плотности ядерной материи и в области высокой температуры и высокой плотности ядерной материи.

Состояния с высокой плотностью ядерной материи интенсивно исследуются в столкновениях релятивистских

ядер. Ведутся исследования в области мультифрагментации и полного развала ядра на нейтроныи протоны.

• Исследование формы и свойств атомных ядер в супердеформированных состояниях и в состояниях с

экстремально большими спинами.

• Исследование атомных ядер вдали от долины стабильности, вблизи от границ нейтронной и

протонной стабильности.

• Изучение новых типов радиоактивного распада. Поиск новых долгоживущих изомерных состояний

• Открытым и требующим дальнейших исследований является вопрос о роли кварковых степеней

свободыи их влияние на короткодействующую составляющую ядерных взаимодействий.