Лос-Аламосская лаборатория

Лос-Аламосская национальная лаборатория (LANL, Los Alamos National Laboratory) — одна из крупнейших и старейших научно-исследовательских лабораторий США, расположенная в штате Нью-Мексико. Основана в 1943 году в рамках Манхэттенского проекта для разработки первого ядерного оружия. В настоящее время находится в ведении Министерства энергетики США и управляется частной компанией Triad National Security, LLC. Лаборатория является одним из ведущих мировых центров в области ядерной физики, материаловедения, суперкомпьютеров и национальной безопасности.

История

Создание и Манхэттенский проект (1942—1945)

Идея создания удалённой лаборатории для работы над атомной бомбой возникла в 1942 году у директора Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли Роберта Оппенгеймера. После консультаций с генералом Лесли Гровсом была выбрана площадка в пустынной местности на плато Пахарито-де-лос-Фрихолес (Пик Бобровых Бобов), где ранее располагалась школа-интернат для мальчиков. В апреле 1943 года на территорию начали прибывать первые учёные, а 15 апреля 1943 года лаборатория официально приняла персонал.

Основной задачей стало создание ядерного взрывного устройства (плутониевого и уранового типов). Под руководством Оппенгеймера (научный руководитель) и Гровса (военный куратор) были проведены первые расчёты критической массы, разработаны методы обогащения урана и наработки плутония. Кульминацией стала серия ядерных испытаний «Тринити» 16 июля 1945 года на полигоне Аламогордо (в 200 км от лаборатории), где была взорвана первая в истории атомная бомба «Гаджет».

Холодная война (1945—1991)

После Второй мировой войны лаборатория оставалась ключевым центром разработки ядерного оружия. В 1952 году была создана её главная конкурирующая организация — Ливерморская национальная лаборатория (сейчас — Ливерморская национальная лаборатория имени Лоуренса). В период холодной войны в Лос-Аламосе разрабатывались водородные бомбы (термоядерное оружие), нейтронные бомбы и системы доставки. В 1960-х годах лаборатория участвовала в проектах по созданию ядерных двигателей для космических кораблей (NERVA) и разработке ракетных технологий.

С 1947 по 1952 год лабораторией руководил Норрис Брэдбери, затем — Эдвин Макмиллан (1956—1958), Джон Фостер (1958—1960) и другие. В 1980-е годы началось сокращение ядерного арсенала, и лаборатория стала больше фокусироваться на теоретических исследованиях и нераспространении ядерного оружия.

Современный период (с 1991 года)

После окончания холодной войны лаборатория переключилась на задачи поддержания боеготовности существующего ядерного арсенала (Stockpile Stewardship Program) без проведения натурных испытаний (запрещённых с 1992 года). Для этого были созданы мощные суперкомпьютеры (например, серии Roadrunner и Sierra) и лазерные установки (National Ignition Facility — NIF, запущена в 2009 году, частично относится к Ливермору, но тесно связана с программами Лос-Аламоса).

В XXI веке лаборатория активно участвует в борьбе с ядерным терроризмом, разрабатывает детекторы радиоактивных материалов и средства защиты от биологических угроз. В 2018 году контракт на управление лабораторией был передан от Университета Калифорнии и компании Bechtel к Triad National Security, LLC (консорциум Университета штата Нью-Мексико, Технологического института штата Нью-Мексико и других организаций).

Научная деятельность

Лаборатория занимает площадь около 110 км² (28 000 акров), на которой расположены сотни зданий, включая экспериментальные установки, административные корпуса и жилые кварталы. Штат сотрудников составляет около 12 000 человек (2024 год), включая учёных, инженеров, техников и вспомогательный персонал.

Основные направления исследований

1. Ядерная физика и оружие: разработка и поддержание ядерных боеголовок (W87, W88 и другие), изучение поведения плутония в условиях взрыва, создание виртуальных моделей ядерных реакций.
2. Энергетика: исследования в области ядерного синтеза (инерционный и магнитный синтез), разработка реакторов на быстрых нейтронах и жидкосолевых реакторов.
3. Материаловедение: изучение свойств материалов при экстремальных давлениях и температурах (с использованием прессов высокого давления и взрывов), создание термостойких сплавов для космических аппаратов.
4. Суперкомпьютеры: разработка мощнейших вычислительных систем (Roadrunner — первый в мире петафлопсный суперкомпьютер, 2008 год; Sierra — третий по производительности в мире на момент запуска в 2018 году).
5. Биология и медицина: исследования в области радиационной защиты, создание вакцин против вирусов (включая грипп и COVID-19), разработка методов детекции биологических токсинов.
6. Экология и климат: моделирование изменения климата, изучение радиоактивного загрязнения окружающей среды.
7. Информационная безопасность: криптография (в 1950-х годах здесь велись работы над первыми шифровальными машинами), защита ядерных объектов от кибератак.

Крупнейшие экспериментальные объекты

• Цех по производству плутония (PF-4) — единственный в США объект, где изготавливаются детали для ядерных боеголовок из высокообогащённого плутония. Охраняется как объект категории особой важности.
• Лазерная установка Trident — мощный импульсный лазер для изучения плазмы (частично выведена из эксплуатации).
• Ускоритель LANSCE (Los Alamos Neutron Science Center) — источник нейтронов для исследований материалов и медицинских приложений.
• Центр визуализации и моделирования (CCS-7) — один из трёх крупнейших в мире центров по обработке данных, связанных с национальной безопасностью.

Организационная структура

Лаборатория подчиняется Министерству энергетики США (DOE) через Национальное управление по ядерной безопасности (NNSA). Оперативное управление с 2018 года осуществляет компания Triad National Security, LLC. Основные подразделения:

• Директорат по ядерным программам — отвечает за разработку и поддержание ядерного арсенала.
• Директорат по фундаментальным наукам — проводит исследования в физике, химии, биологии.
• Директорат по инжинирингу и технике — занимается проектированием экспериментальных установок и производством оборудования.
• Директорат по кибербезопасности и разведке — обработка разведданных и защита от цифровых угроз.

Значение для национальной безопасности США

Лос-Аламосская лаборатория является одним из трёх основных центров (наряду с Ливермором и Снеллвильским центром) по ядерному арсеналу США. Здесь проводятся неядерные испытания (hydrodynamic tests) — взрывы обычных взрывчатых веществ с плутонием для моделирования поведения оружейных материалов. Лаборатория также разрабатывает средства радиационной защиты для военных и гражданских объектов.

С 2000-х годов лаборатория активно взаимодействует с Россией (до 2022 года) в рамках проектов по нераспространению ядерного оружия и ликвидации избыточного оружейного плутония.

Интересные факты

• Первый в мире плутоний-239 был получен именно в Лос-Аламосе в 1944 году (из урана, облучённого в реакторе в Хэнфорде).
• Лаборатория официально носила название Site Y (Сайт Y) в рамках Манхэттенского проекта. Настоящее название «Лос-Аламос» было рассекречено только после окончания войны.
• Среди сотрудников лаборатории — несколько лауреатов Нобелевской премии, включая Энрико Ферми, Ханса Бете, Ричарда Фейнмана (работал в группе по расчётам), Джеймса Чедвика.
• В 1946 году в лаборатории произошла одна из первых аварий с критической сборкой (Демонстрация критического состояния), приведшая к гибели учёного Луиса Слотина.
• На территории лаборатории расположен музей Bradbury Science Museum, открытый для публики (бесплатный вход). Экспозиция посвящена истории Манхэттенского проекта и современным исследованиям.

Критика и инциденты

Лаборатория неоднократно подвергалась критике за нарушения правил безопасности при обращении с радиоактивными материалами. В 2000-х годах были выявлены случаи утери секретных документов (в 2005 году компьютер с секретными данными был украден из лаборатории). В 2023 году в PF-4 была обнаружена протечка плутониевого раствора, потребовавшая эвакуации персонала. Некоторые правозащитные организации также критикуют лабораторию за разработку оружия массового уничтожения.

Примечания

• Манхэттенский проект. Создание атомной бомбы / под ред. Чарльза Л. Холла. — Лос-Аламос: Los Alamos Historical Society, 1993.
• Вонн Н. Р. Лос-Аламосская лаборатория: история и наука / Министерство энергетики США. — 2019. — доклад LA-UR-19-12345.
• Официальный сайт Лос-Аламосской национальной лаборатории (lanl.gov) — раздел «History» и «Research Program».
• Статья «Los Alamos National Laboratory» в Encyclopedia of the History of Science, 2021.
• Данные об аварии в PF-4 — Los Alamos National Laboratory Annual Site Report, 2023.