Тринити (испытание)

Тринити — первое в истории испытание ядерного оружия, проведённое Соединёнными Штатами Америки 16 июля 1945 года в рамках Манхэттенского проекта. В ходе испытания была взорвана имплозивная плутониевая бомба, получившая кодовое название «Gadget» (с англ. — «Устройство»). Мощность взрыва составила около 21 килотонны в тротиловом эквиваленте. Испытание ознаменовало начало ядерной эры и послужило непосредственной предпосылкой для создания атомных бомб, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки в августе 1945 года.

Предыстория

Манхэттенский проект

Разработка ядерного оружия началась в США в 1939 году после письма Альберта Эйнштейна президенту Франклину Рузвельту, в котором указывалось на возможность создания сверхмощного взрывного устройства на основе цепной ядерной реакции. В 1942 году проект был формализован как Манхэттенский проект под руководством генерала Лесли Гровса и физика Роберта Оппенгеймера. К 1944 году были разработаны два основных типа бомб: урановая («Little Boy») на основе орудийного принципа и плутониевая («Fat Man») на основе имплозивного сжатия.

Плутониевая бомба

Плутониевая бомба требовала более сложной конструкции, чем урановая. Для инициирования цепной реакции необходимо было равномерно сжать сферическое ядро из плутония-239 с помощью взрывчатых веществ, расположенных вокруг него. Такая схема получила название «имплозивная». Для проверки её работоспособности требовалось реальное испытание, так как сложность процессов сжатия и нейтронной физики не позволяла гарантировать успех на основе одних расчётов.

Подготовка к испытанию

Выбор места

Местом для испытания был выбран удалённый полигон на военной базе Аламогордо в штате Нью-Мексико, в пустынной местности, известной как «Хорнада-дель-Муэрто» (исп. «Путь смерти»). Район был выбран из-за малонаселённости, удалённости от крупных городов и благоприятных погодных условий. Полигон получил кодовое название «Тринити-сайт».

Устройство «Gadget»

Испытываемое устройство представляло собой сферическую конструкцию диаметром около 1,5 метра. В центре находилось ядро из плутония-239, окружённое слоем взрывчатого вещества (композиция B и баротол). Для инициирования детонации использовались 32 электрических детонатора, синхронизированных с высокой точностью. Внутри плутониевого ядра находился нейтронный инициатор «Урчин» (с англ. — «Морской ёж») — полый шар из бериллия и полония-210, который при сжатии генерировал поток нейтронов, запускающих цепную реакцию.

Сборка и установка

Устройство было собрано в специальном здании на полигоне 13 июля 1945 года. 14 июля его подняли на 30-метровую стальную башню, расположенную в эпицентре будущего взрыва. Башня была выбрана для имитации условий сброса с самолёта и для обеспечения более чистого замера параметров взрыва. Вокруг башни были установлены измерительные приборы, камеры и сейсмографы.

Ход испытания

Дата и время

Изначально испытание планировалось на 4:00 утра 16 июля, но из-за неблагоприятного прогноза погоды (гроза и сильный ветер) оно было перенесено на 5:30. Взрыв произошёл в 5:29:45 по местному времени (12:29:45 по Гринвичу).

Детонация

Детонация взрывчатки вокруг плутониевого ядра произошла с высокой точностью. В результате имплозии ядро сжалось до критической массы, и нейтронный инициатор запустил цепную реакцию. Время от начала детонации до полного выделения энергии составило около 0,5 микросекунды.

Наблюдатели

На испытании присутствовали около 425 человек, включая ведущих учёных (Роберт Оппенгеймер, Энрико Ферми, Исидор Раби), военных и представителей правительства. Наблюдатели находились в бункере на расстоянии около 10 км от эпицентра. Некоторые учёные, в том числе Ферми, проводили собственные эксперименты: Ферми, например, оценил мощность взрыва, подбросив в воздух полоски бумаги и измерив расстояние, на которое их отбросило ударной волной.

Результаты и последствия

Мощность и характеристики взрыва

Мощность взрыва составила 21 ± 2 килотонны в тротиловом эквиваленте, что значительно превысило ожидаемые 4–5 килотонн. Взрыв образовал грибовидное облако высотой около 12 км и диаметром около 3 км. Температура в эпицентре достигла нескольких миллионов градусов Цельсия, что привело к полному испарению стальной башни и образованию воронки диаметром около 80 метров и глубиной до 2 метров. Песок в районе эпицентра сплавился в стекловидную массу зелёного цвета, получившую название «тринитит».

Световая вспышка

Свет от взрыва был виден на расстоянии до 300 км. Очевидцы описывали её как «ярче тысячи солнц». Вспышка осветила небо на несколько секунд, и её наблюдали жители нескольких штатов. Ударная волна была зафиксирована сейсмографами на расстоянии до 200 км.

Радиоактивное загрязнение

Испытание привело к значительному радиоактивному загрязнению местности. Радиоактивные осадки распространились на площадь около 100 км², хотя основная часть загрязнения осталась в пределах полигона. Впоследствии было установлено, что уровень радиации в зоне испытания остаётся повышенным до сих пор, хотя и не представляет серьёзной угрозы для кратковременного пребывания.

Политические последствия

Успешное испытание «Тринити» дало США возможность использовать ядерное оружие против Японии. Уже через три недели, 6 августа 1945 года, на Хиросиму была сброшена урановая бомба «Little Boy», а 9 августа — плутониевая «Fat Man» на Нагасаки. Испытание также положило начало гонке ядерных вооружений, в которую вскоре включились СССР (первое испытание — 29 августа 1949 года), Великобритания (1952), Франция (1960) и Китай (1964).

Кодовое название

Название «Тринити» (англ. Trinity — «Троица») было предложено Робертом Оппенгеймером. По его словам, он выбрал это название, вдохновившись стихотворением Джона Донна «Сонет XIV» (Holy Sonnet XIV), в котором встречается строка «Batter my heart, three-personed God» (с англ. — «Сокруши моё сердце, трёхликий Бог»). Оппенгеймер считал, что это название отражает как религиозный, так и научный контекст события.

Историческое значение

Испытание «Тринити» считается одним из ключевых событий XX века. Оно продемонстрировало возможность создания оружия невиданной разрушительной силы и изменило баланс сил в мире. В то же время оно породило серьёзные этические вопросы о применении ядерного оружия и ответственности учёных. Роберт Оппенгеймер, наблюдая за взрывом, вспоминал строки из индуистского эпоса «Бхагавад-гита»: «Теперь я стал Смертью, разрушителем миров». Впоследствии он выступал за международный контроль над ядерным оружием и против его дальнейшего распространения.

Современное состояние полигона

В настоящее время полигон «Тринити-сайт» является частью ракетного полигона Уайт-Сэндс в Нью-Мексико. Он открыт для посещения туристами дважды в год (в первую субботу апреля и октября). В эпицентре взрыва установлен обелиск из тёмного вулканического камня. Тринитит, образовавшийся в результате взрыва, является популярным сувениром, хотя его сбор на территории полигона запрещён. В 1975 году полигон был признан Национальным историческим памятником США.

Источники

• Rhodes, Richard. The Making of the Atomic Bomb. — Simon & Schuster, 1986.
• Groves, Leslie. Now It Can Be Told: The Story of the Manhattan Project. — Harper & Brothers, 1962.
• Szasz, Ferenc Morton. The Day the Sun Rose Twice: The Story of the Trinity Site Nuclear Test. — University of New Mexico Press, 1984.
• «Trinity Atomic Web Site» — Los Alamos National Laboratory (архивные материалы).
• Отчёт «Trinity Test» — Manhattan Engineer District, 1945.