Маленький мальчик -Little Boy

Маленький мальчик
Маленький мальчик.jpg
Послевоенная модель Little Boy
Тип Ядерное оружие
Место происхождения Соединенные Штаты
История производства
Дизайнер Лос-Аламосская лаборатория
Производитель
  • Завод морских орудий ,
    Вашингтон, округ Колумбия
  • Завод военно-морских орудий,
    Центральная линия, Мичиган
  • Компания Expert Tool and Die,
    Детройт, Мичиган
Произведено 1945–1947 гг.
построено  _ 33
Характеристики
масса 9700 фунтов (4400 кг)
Длина 10 футов (3,0 м)
Диаметр 28 дюймов (71 см)

Заполнение Высокообогащенный уран
Вес наполнения 64 кг
Мощность взрыва 15 килотонн тротила (63 ТДж)

« Малыш » — кодовое название атомной бомбы, сброшенной на японский город Хиросима 6 августа 1945 года во время Второй мировой войны . Это было первое ядерное оружие, использованное в войне. Бомба была сброшена с самолета Boeing B-29 Superfortress Enola Gay , пилотируемого полковником Полом У. Тиббетсом-младшим , командиром 509-й составной группы ВВС США, и капитаном Робертом А. Льюисом . Он взорвался с энергией около 15 килотонн в тротиловом эквиваленте (63 ТДж) и вызвал массовые смерти и разрушения по всему городу. Бомбардировка Хиросимыбыл вторым в истории техногенным ядерным взрывом после ядерного испытания «Тринити » .

Little Boy был разработан группой лейтенант-коммандера Фрэнсиса Берча в Лос-Аламосской лаборатории Манхэттенского проекта во время Второй мировой войны как переработка их неудачной ядерной бомбы Тонкий человек . Как и Тонкий Человек, это было оружие деления пушечного типа , но оно получило свою взрывную силу от ядерного деления урана -235 , тогда как Тонкий Человек был основан на делении плутония-239 . Деление осуществлялось выстреливанием полого цилиндра («пуля») в сплошной цилиндр из того же материала («мишень») с помощью заряда нитроцеллюлозного пороха. Он содержал 64 кг (141 фунт) высокообогащенного урана , хотя ядерному делению подверглось менее килограмма. Его компоненты были изготовлены на трех разных заводах, чтобы ни у кого не было копии полной конструкции.

После окончания войны не ожидалось, что неэффективная конструкция Little Boy когда-либо снова понадобится, и многие планы и схемы были уничтожены. Однако к середине 1946 года реакторы на Хэнфордской площадке начали сильно страдать от эффекта Вигнера , дислокации атомов в твердом теле, вызванной нейтронным излучением, и плутония стало не хватать, поэтому на базе Сандия было произведено шесть сборок Little Boy . В 1947 году Управление артиллерийского вооружения ВМФ построило еще 25 сборок Little Boy для использования в ударных самолетах Lockheed P2V Neptune , которые можно было запускать с авианосцев класса Midway . К концу января 1951 года все подразделения Little Boy были выведены из эксплуатации.

Именование

Физик Роберт Сербер назвал первые две конструкции атомных бомб во время Второй мировой войны , основываясь на их формах: «Тонкий человек» и «Толстяк» . «Тонкий человек» был длинным тонким устройством, и его название произошло от детективного романа Дэшила Хэммета и серии фильмов о Тонком человеке . «Толстяк» был круглым и толстым, поэтому он был назван в честь Каспера Гутмана, круглого персонажа из романа Хэммета « Мальтийский сокол » 1930 года , которого сыграл Сидни Гринстрит в киноверсии 1941 года . Другие назвали Little Boy намеком на Тонкого человека, поскольку он был основан на его дизайне.

Разработка

Поскольку было известно, что уран-235 расщепляется, это был первый материал, использованный при разработке бомбы. Поскольку первая разработанная конструкция (а также первая развернутая для боевых действий) она иногда известна как Mark I. Подавляющее большинство работ было выполнено в виде изотопного обогащения урана, необходимого для оружия, поскольку уран- 235 составляет только 1 часть из 140 природного урана . Обогащение производилось в Ок-Ридже, штат Теннесси , где в марте 1944 года полностью заработала установка электромагнитного разделения , известная как Y-12 . Первые партии высокообогащенного урана были отправлены в Лос-Аламосскую лабораторию в июне 1944 года.

Большая часть урана, необходимого для производства бомбы, поступила из шахты Шинколобве в Бельгийском Конго и стала доступной благодаря предусмотрительности генерального директора Горнопромышленного союза Катанги Эдгара Сенгьера , у которого было около 1200 коротких тонн (1100  т ) урановой руды , перевезенной на склад в Статен-Айленде , штат Нью-Йорк, в 1940 году. Ок-Ридж для обогащения, как и 1232 фунта (559 кг) оксида урана, захваченного на направлявшейся в Японию немецкой подводной лодке  U-234 после капитуляции Германии в мае 1945 года.

В рамках проекта «Альберта » командир А. Фрэнсис Берч (слева) собирает бомбу, а физик Норман Рэмси наблюдает. Это одна из редких фотографий, на которых можно увидеть внутреннюю часть бомбы.

Маленький Мальчик был упрощением Тонкого Человека, предыдущей конструкции оружия деления пушечного типа . Тонкий человек длиной 17 футов (5,2 м) был разработан для использования плутония, поэтому он также был более чем способен использовать обогащенный уран. От проекта «Тонкий человек» отказались после того, как Эмилио Г. Сегре и его группа P-5 в Лос-Аламосе провели эксперименты с новым плутонием , произведенным в реакторах Ок-Риджа и Хэнфорда, и показали, что он содержит примеси в виде изотопа плутония-240 . . Он имеет гораздо более высокую скорость спонтанного деления и радиоактивность, чем плутоний, произведенный на циклотроне , на котором проводились первоначальные измерения, и его включение в плутоний, полученный в реакторе (необходимый для изготовления бомб из-за требуемых количеств), казалось неизбежным. Это означало, что фоновая скорость деления плутония была настолько высока, что весьма вероятно, что плутоний преддетонировал бы и разорвался на части при первоначальном формировании критической массы.

В июле 1944 года почти все исследования в Лос-Аламосе были перенаправлены на плутониевое оружие имплозивного типа. Общая ответственность за урановое оружие пушечного типа была возложена на артиллерийское (O) подразделение капитана Уильяма С. Парсонса . Все проектирование, разработка и техническая работа в Лос-Аламосе были сосредоточены в группе лейтенант-коммандера Фрэнсиса Берча . В отличие от плутониевого ядерного оружия имплозивного типа и плутониевого оружия деления пушечного типа, урановое оружие пушечного типа было простым, если не тривиальным, в конструкции. Идея преследовалась таким образом, чтобы в случае неудачи с разработкой плутониевой бомбы все же можно было бы использовать пушечный принцип. Отныне конструкция пушечного типа должна была работать только с обогащенным ураном, и это позволило значительно упростить конструкцию Тонкого человека. Больше не требовалось высокоскоростное орудие, и его можно было заменить более простым оружием. Упрощенное орудие было достаточно коротким, чтобы поместиться в бомбоотсек B-29.

Спецификации проекта были завершены в феврале 1945 года, и были заключены контракты на производство компонентов. Были использованы три разных завода, чтобы ни у кого не было копии полного дизайна. Пистолет и казенная часть были изготовлены на Заводе морских орудий в Вашингтоне, округ Колумбия; корпус мишени и некоторые другие компоненты производства военно-морского артиллерийского завода в Сентер-Лайн, штат Мичиган ; а также хвостовой обтекатель и монтажные кронштейны производства Expert Tool and Die Company в Детройте, штат Мичиган . Бомба, за исключением полезной нагрузки урана, была готова в начале мая 1945 года. Районный инженер Манхэттена Кеннет Николс ожидал, что 1 мая 1945 года обогатит уран «для одного оружия до 1 августа и второго где-то в декабре», при условии, что второе оружие будет пушечным; рассматривалась разработка имплозивной бомбы для обогащенного урана, и это увеличило бы производительность. Снаряд с обогащенным ураном был изготовлен 15 июня, а цель - 24 июля. Предварительные сборки мишени и бомбы (частично собранные бомбы без делящихся компонентов) покинули военно-морскую верфь Хантерс-Пойнт , Калифорния, 16 июля на борту тяжелого крейсера USS  Indianapolis , прибыв туда 26 июля. Мишень вставляется в воздух 30 июля.

Хотя все его компоненты были испытаны, полное испытание ядерного оружия пушечного типа не проводилось до того, как «Маленький мальчик» был сброшен над Хиросимой . Единственным испытательным взрывом концепции ядерного оружия был взрыв устройства имплозивного типа, использующего плутоний в качестве делящегося материала, и он произошел 16 июля 1945 года на ядерных испытаниях Тринити . Было несколько причин не тестировать устройство типа Little Boy. Во-первых, там было немного обогащенного урана по сравнению с относительно большим количеством плутония, который, как ожидалось, мог быть произведен реакторами на Хэнфордской площадке . Кроме того, конструкция оружия была достаточно простой, поэтому было сочтено необходимым провести лабораторные испытания только узла пушечного типа. В отличие от конструкции имплозии, которая требовала сложной координации кумулятивных зарядов взрывчатого вещества, считалось, что конструкция пушечного типа почти наверняка сработает.

Хотя Little Boy включал в себя различные механизмы безопасности, тем не менее, случайная детонация была возможна. Например, если бомбардировщик, несущий устройство, разобьется, то полая «пуля» может попасть в «целевой» цилиндр, взорвав бомбу или, по крайней мере, выпустив огромное количество радиации; испытания показали, что для этого потребуется крайне маловероятное воздействие, в 500 раз превышающее силу тяжести. Еще одна проблема заключалась в том, что авария и пожар могут привести к срабатыванию взрывчатых веществ. При погружении в воду урановые компоненты подвергались эффекту замедлителя нейтронов , который не вызывал взрыва, но вызывал радиоактивное загрязнение . По этой причине пилотам советовали разбиваться на суше, а не в море.

Дизайн

Способ сборки "пушка". При попадании полого уранового снаряда в цилиндр-мишень произошел ядерный взрыв.
Две бомбы типа Little Boy с открытыми гильзами.

Маленький мальчик был 120 дюймов (300 см) в длину, 28 дюймов (71 см) в диаметре и весил примерно 9700 фунтов (4400 кг). В конструкции использовался пушечный метод, чтобы взрывным способом объединить полую докритическую массу обогащенного урана и твердый цилиндр-мишень в сверхкритическую массу, инициировав цепную ядерную реакцию . Это было достигнуто путем выстреливания одного куска урана в другой с помощью четырех цилиндрических шелковых мешков с порохом кордита . Это было широко используемое бездымное топливо, состоящее из смеси 65% нитроцеллюлозы , 30% нитроглицерина , 3% вазелина и 2% карбамита , которое экструдировали в трубчатые гранулы. Это давало ему большую площадь поверхности и площадь быстрого горения, а также могло достигать давления до 40 000 фунтов на квадратный дюйм (280 000 кПа). Кордит для Little Boy военного времени был получен из Канады; топливо для послевоенных Little Boys было получено из Арсенала Пикатинни . Бомба содержала 64 кг (141 фунт) обогащенного урана. Большая часть была обогащена до 89%, но некоторые содержали только 50% урана-235 при среднем обогащении 80%. Менее килограмма урана подверглось ядерному делению , и из этой массы только 0,7 г (0,025 унции) было преобразовано в несколько форм энергии, в основном в кинетическую энергию , а также в тепло и излучение.

Детали сборки

Внутри оружия материал урана-235 был разделен на две части по принципу пушки: «снаряд» и «мишень». Снаряд представлял собой полый цилиндр с 60% общей массы (38,5 кг (85 фунтов)). Он состоял из набора девяти урановых колец, каждое диаметром 6,25 дюйма (159 мм) с отверстием 4 дюйма (100 мм) в центре и общей длиной 7 дюймов (180 мм), спрессованных вместе в передний конец тонкостенного снаряда длиной 16,25 дюйма (413 мм). Оставшееся пространство за этими кольцами в снаряде заполнял диск из карбида вольфрама со стальной спинкой. При воспламенении пуля снаряда проталкивалась на 42 дюйма (1100 мм) по гладкоствольному стволу орудия длиной 72 дюйма (1800 мм) и длиной 6,5 дюйма (170 мм). «Вставка» пули представляла собой цилиндр диаметром 4 дюйма (100 мм), длиной 7 дюймов (180 мм) с осевым отверстием 1 дюйм (25 мм). Снаряд составлял 40% от общей делящейся массы (25,6 кг или 56 фунтов). Вставка представляла собой набор из шести шайбообразных урановых дисков, несколько толще, чем кольца снаряда, которые надевались на стержень диаметром 1 дюйм (25 мм). Затем этот стержень выдвигался вперед через пробку тампера из карбида вольфрама, ударопоглощающую наковальню и упор носовой пробки, в конечном итоге выступая из передней части корпуса бомбы. Весь этот узел мишени был закреплен с обоих концов контргайками.

Когда снаряд с полой передней частью достигает цели и скользит по вкладышу мишени, собранная сверхкритическая масса урана будет полностью окружена тампером и отражателем нейтронов из карбида вольфрама и стали, причем оба материала имеют общую массу 2300 кг ( 5100 фунтов). При ударе активировались нейтронные инициаторы в основании снаряда.

Внутренние компоненты маленького мальчика.png

Противоречивый дизайн

В течение первых пятидесяти лет после 1945 года каждое опубликованное описание и рисунок механизма Little Boy предполагали, что небольшой твердый снаряд был выпущен в центр более крупной неподвижной цели. Однако соображения критической массы диктовали, что в «Маленьком мальчике» снарядом будет более крупный и полый предмет. Собранная делящаяся активная зона имела более двух критических масс урана-235. Для этого требовалось, чтобы одна из двух частей имела более одной критической массы, при этом большая часть избегала критичности до сборки за счет формы и минимального контакта с тампером из карбида вольфрама, отражающим нейтроны.

Отверстие в центре большей части рассеивало массу и увеличивало площадь поверхности, позволяя большему количеству нейтронов деления выйти, тем самым предотвращая преждевременную цепную реакцию. Но для того, чтобы эта более крупная полая деталь имела минимальный контакт с тампером, это должен быть снаряд, поскольку только задний конец снаряда контактировал с тампером до взрыва. Остальная часть карбида вольфрама окружала цилиндр мишени докритической массы (называемый конструкторами «вкладышем») с воздушным пространством между ним и вкладышем. Такая компоновка упаковывает максимальное количество делящегося материала в конструкцию артиллерийского узла.

Система взрывателя

Заглушки для атомной бомбы типа Little Boy на выставке в Центре Стивена Ф. Удвар-Хейзи Национального музея авиации и космонавтики .

Система взрывателя была разработана для срабатывания на максимальной разрушительной высоте, которая, по расчетам, составляла 580 метров (1900 футов). В нем использовалась трехступенчатая система блокировки:

  • Таймер гарантировал, что бомба не взорвется, по крайней мере, через пятнадцать секунд после сброса, что составляет четверть прогнозируемого времени падения, чтобы обеспечить безопасность самолета. Таймер был активирован, когда электрические разъемы, соединяющие его с самолетом, отсоединились при падении бомбы, переключив его на внутреннюю 24-вольтовую батарею и запустив таймер. По истечении 15 секунд бомба должна была находиться на расстоянии 3600 футов (1100 м) от самолета, радарные высотомеры были включены, и ответственность была передана барометрической ступени.
  • Цель барометрической ступени заключалась в том, чтобы задержать активацию цепи управления запуском радиолокационного высотомера почти до высоты взрыва. Тонкая металлическая мембрана, закрывающая вакуумную камеру (подобная конструкция до сих пор используется в старинных настенных барометрах), постепенно деформировалась по мере увеличения давления окружающего воздуха во время спуска. Барометрический взрыватель не считался достаточно точным, чтобы взорвать бомбу на точной высоте воспламенения, поскольку давление воздуха зависит от местных условий. Когда бомба достигла расчетной высоты для этой стадии (по сообщениям, 2000 метров, 6600 футов), мембрана замкнула цепь, активировав радиолокационные высотомеры. Барометрическая ступень была добавлена ​​из-за опасений, что сигналы внешнего радара могут взорвать бомбу слишком рано.
  • Для надежного определения конечной высоты использовались два или более дублирующих радиолокационных высотомера . Когда альтиметры определили правильную высоту, переключатель стрельбы замкнулся, воспламенив три капсюля BuOrd Mk15, Mod 1 Navy в затворе казенной части, которые привели в действие заряд, состоящий из четырех мешков с шелковым порохом, каждый из которых содержал 2 фунта (0,9 кг) WM. трубчато-щелевой кордит . Это запустило урановый снаряд в направлении противоположного конца ствола орудия с конечной начальной скоростью 300 метров в секунду (980 футов / с). Примерно через 10 миллисекунд произошла цепная реакция, продолжавшаяся менее 1 микросекунды. Используемые радиолокационные высотомеры были модифицированными радарами предупреждения о хвосте APS-13 армейского авиационного корпуса США по прозвищу «Арчи», которые обычно использовались для предупреждения летчика-истребителя о другом самолете, приближающемся сзади.

Репетиции

Маленький мальчик в бомбоотсеке на острове Тиниан перед загрузкой в ​​бомболюк Энолы Гэй . В правом верхнем углу видна часть двери бомбоотсека.

Предварительные сборки Little Boy получили обозначения L-1, L-2, L-3, L-4, L-5, L-6, L-7 и L-11. L-1, L-2, L-5 и L-6 были израсходованы в тестовых сбросах. Первое испытание на сброс L-1 было проведено 23 июля 1945 года. Он был сброшен над морем недалеко от Тиниана для проверки радиовысотомера B-29, позже известного как Big Stink , пилотируемого полковником Полом В. Тиббетсом . командир 509-й сводной группы . Еще два сброса над морем были проведены 24 и 25 июля с использованием блоков Л-2 и Л-5 для проверки всех компонентов. Тиббетс был пилотом обеих миссий, но на этот раз использовался бомбардировщик, впоследствии известный как Jabit . L-6 использовался в качестве генеральной репетиции 29 июля. B-29 Next Objective , пилотируемый майором Чарльзом В. Суини , вылетел на Иводзиму , где отрабатывались аварийные процедуры загрузки бомбы на резервный самолет. Эта репетиция была повторена 31 июля, но на этот раз L-6 был перегружен на другой B-29, Enola Gay , пилотируемый Тиббетсом, и бомба была сброшена для испытания недалеко от Тиниана. L-11 был сборкой, используемой для бомбы Хиросимы.

Бомбардировка Хиросимы

Энола Гей после миссии в Хиросиме, вход на твердую площадку . Он в ливрее 6-й бомбардировочной группы, номер победителя 82 виден на фюзеляже прямо перед хвостовым оперением.

Парсонс, оружейник Enola Gay , был обеспокоен возможностью случайной детонации, если самолет разбился при взлете, поэтому он решил не заряжать четыре мешка с порохом из кордита в казенную часть орудия, пока самолет не окажется в полете. После взлета Парсонс и его помощник, младший лейтенант Моррис Р. Джеппсон , пробрались в бомбоотсек по узкому трапу по левому борту. Джеппсон держал фонарик, а Парсонс отсоединил провода капсюля, снял заглушку с казенной части, вставил мешки с порохом, заменил заглушку затвора и снова подсоединил провода. Перед набором высоты при подходе к цели Джеппсон переключил три предохранительные заглушки между электрическими разъемами внутренней батареи и ударно-спусковым механизмом с зеленого на красный. Затем бомба была полностью заряжена. Джеппсон следил за цепями бомбы.

Грибовидное облако над Хиросимой после падения Малыша

Бомба была сброшена примерно в 08:15 (JST) 6 августа 1945 года. После падения в течение 44,4 секунды часы и барометрические триггеры запустили ударно-спусковой механизм. Взрыв произошел на высоте 1968 ± 50 футов (600 ± 15 м). Он был менее мощным, чем Толстяк , сброшенный на Нагасаки , но ущерб и количество жертв в Хиросиме были гораздо выше, так как Хиросима находилась на равнинной местности, а эпицентр Нагасаки лежал в небольшой долине. Согласно данным, опубликованным в 1945 году, 66 000 человек погибли в результате прямого взрыва в Хиросиме, а 69 000 получили ранения различной степени тяжести. Из этих смертей 20 000 были членами Императорской японской армии .

Точное измерение мощности было проблематичным, поскольку оружие никогда не испытывалось. Президент Гарри С. Трумэн официально объявил, что мощность составила 20 килотонн в тротиловом эквиваленте (84 ТДж). Это было основано на визуальной оценке Парсонса, что взрыв был сильнее, чем тот, который он видел во время ядерных испытаний Тринити . Поскольку это было оценено в 18 килотонн в тротиловом эквиваленте (75 ТДж), спичрайтеры округлили до 20 килотонн. Затем дальнейшее обсуждение было прекращено из опасения уменьшить воздействие бомбы на японцев. Данные были собраны Луисом Альваресом , Гарольдом Агнью и Лоуренсом Х. Джонстоном на приборном самолете The Great Artiste , но в то время они не использовались для расчета выхода.

После окончания боевых действий в Хиросиму была отправлена ​​исследовательская группа Манхэттенского проекта, в которую входили Уильям Пенни , Роберт Сербер и Джордж Т. Рейнольдс для оценки последствий взрыва. Из оценки воздействия на объекты и сооружения Пенни пришел к выводу, что мощность составила 12 ± 1 килотонн. Более поздние расчеты на основе обугливания показали мощность от 13 до 14 килотонн. В 1953 году Фредерик Рейнс подсчитал, что мощность составляет 15 килотонн в тротиловом эквиваленте (63 ТДж). Эта цифра стала официальной доходностью.

Проект Ичибан

В 1962 году ученые из Лос-Аламоса создали макет Маленького мальчика, известный как «Проект Ичибан», чтобы ответить на некоторые вопросы, оставшиеся без ответа, но не смогли прояснить все вопросы. В 1982 году Лос-Аламос создал копию Little Boy по оригинальным чертежам и спецификациям. Затем это было испытано с обогащенным ураном, но в безопасной конфигурации, которая не вызвала бы ядерного взрыва. Для перемещения снаряда использовался гидравлический подъемник, и были проведены эксперименты по оценке эмиссии нейтронов. На основании этого и данных The Great Artiste мощность оценивалась в 16,6 ± 0,3 килотонн. После рассмотрения многих методов оценки в отчете 1985 г. сделан вывод, что выход составил 15 килотонн в тротиловом эквиваленте (63 ТДж) ± 20%.

Физические эффекты

Общее воздействие атомных бомб на Хиросиму и Нагасаки , фильм ВВС США.

После того, как Хиросима была выбрана в апреле 1945 года, она была избавлена ​​от обычных бомбардировок, чтобы служить нетронутой целью, где можно было наблюдать воздействие ядерной бомбы на неповрежденный город. В то время как повреждения можно было изучить позже, энергоотдачу непроверенной конструкции Little Boy можно было определить только в момент детонации с помощью приборов, сброшенных с парашютом с самолета, летевшего в строю с тем, кто сбросил бомбу. Данные, переданные по радио с этих приборов, показали мощность около 15 килотонн.

Сравнение этого выхода с наблюдаемым повреждением позволило получить эмпирическое правило, называемое правилом летальной площади 5 фунтов на квадратный дюйм (34  кПа ). Приблизительно все люди внутри области, где ударная волна несла такое избыточное давление или больше, будут убиты. В Хиросиме этот район имел диаметр 3,5 км (2,2 мили).

Ущерб был нанесен тремя основными эффектами: взрывом, огнем и радиацией.

Взрыв

Взрыв ядерной бомбы является результатом того , что нагретый рентгеновскими лучами воздух (огненный шар) посылает ударную волну или волну давления во всех направлениях, первоначально со скоростью, превышающей скорость звука, подобно грому, производимому молнией. Знания о разрушении городов в результате взрывов в значительной степени основаны на исследованиях Маленького мальчика в Хиросиме. Здания Нагасаки получили аналогичные повреждения на аналогичных расстояниях, но бомба Нагасаки взорвалась в 3,2 км (2,0 мили) от центра города на холмистой местности, на которой частично не было зданий.

Каркасный дом во время ядерных испытаний 1953 года, избыточное давление 5 фунтов на квадратный дюйм .

В Хиросиме почти все в пределах 1,6 км (1,0 мили) от точки непосредственно под взрывом было полностью разрушено, за исключением примерно 50 сильно армированных сейсмостойких бетонных зданий, от которых устояли только корпуса. Большинство из них были полностью выпотрошены, с вырванными окнами, дверями, створками и рамами. Периметр серьезного повреждения от взрыва примерно соответствовал контуру 5 фунтов на квадратный дюйм (34 кПа) на расстоянии 1,8 км (1,1 мили).

Более поздние испытательные взрывы ядерного оружия с домами и другими испытательными сооружениями поблизости подтвердили порог избыточного давления 5 фунтов на квадратный дюйм. Обычные городские здания, пережившие это, были раздавлены, опрокинуты или выпотрошены силой давления воздуха. На рисунке справа показано воздействие волны давления 5 фунтов на квадратный дюйм, вызванной ядерной бомбой, на испытательную конструкцию в Неваде в 1953 году.

Основным эффектом такого рода структурных повреждений было то, что они создали топливо для пожаров, которые возникли одновременно во всем районе серьезных разрушений.

Огонь

Первым эффектом взрыва был ослепляющий свет, сопровождаемый лучистым теплом от огненного шара. Огненный шар Хиросимы имел диаметр 370 метров (1200 футов) с температурой поверхности 6000 ° C (10 830 ° F), что примерно равно температуре поверхности Солнца. Рядом с эпицентром все горючее вспыхнуло. Одна известная анонимная жертва Хиросимы, сидящая на каменных ступенях в 260 метрах (850 футов) от эпицентра, оставила только тень, поглотив жар огненного шара, который навсегда обесцветил окружающий камень. На всей территории, пострадавшей от взрыва, возникли одновременные пожары из-за жара огненного шара и опрокинутых печей и печей, коротких замыканий и т. д. Через двадцать минут после взрыва эти пожары слились в огненный шторм , втягивая приземный воздух со всех сторон, чтобы подпитать пекло. который поглотил все горючее.

Взрыв и ущерб от пожара в Хиросиме, карта Службы стратегических бомбардировок США

Огненный шторм в Хиросиме имел диаметр примерно 3,2 км (2,0 мили), что близко к зоне серьезного повреждения взрывом. (См. карту USSBS справа.) Поврежденные взрывом здания послужили топливом для пожара. Строительные пиломатериалы и мебель были расколоты и разбросаны. Пожарным мешали заваленные мусором дороги. Поврежденные газовые трубы подлили масла в огонь, а сломанные водопроводные трубы сделали гидранты бесполезными. В Нагасаки пожары не смогли объединиться в единый огненный шторм, и площадь, пострадавшая от пожара, была лишь в четыре раза меньше, чем в Хиросиме, отчасти из-за юго-западного ветра, который отогнал пожары от города.

Как видно из карты, огненная буря в Хиросиме преодолела естественные противопожарные полосы (русла рек), а также подготовленные противопожарные полосы. Распространение огня прекратилось только тогда, когда оно достигло края поврежденной взрывом зоны, столкнувшись с меньшим количеством доступного топлива. В отчете Манхэттенского проекта о Хиросиме подсчитано, что 60% немедленных смертей были вызваны пожаром, но с оговоркой, что «многие люди вблизи центра взрыва получили смертельные ранения в результате более чем одного воздействия бомбы».

Радиация

Местные осадки представляют собой пыль и пепел из воронки от бомбы, загрязненные радиоактивными продуктами деления. Он падает на землю с подветренной стороны от кратера и может создать с помощью одной только радиации смертельную площадь, намного большую, чем от взрыва и огня. При воздушном взрыве продукты деления поднимаются в стратосферу , где рассеиваются и становятся частью глобальной окружающей среды. Поскольку «Маленький мальчик» был воздушным взрывом на высоте 580 метров (1900 футов) над землей, не было ни воронки от бомбы, ни местных радиоактивных осадков.

Однако непосредственно при делении урана произошел всплеск интенсивного нейтронного и гамма-излучения . Его смертельный радиус составлял примерно 1,3 км (0,8 мили), что покрывало примерно половину площади огненного шторма. По оценкам, 30% немедленных смертельных случаев были людьми, которые получили смертельные дозы этого прямого излучения, но умерли в огненной буре до того, как их лучевые поражения стали бы очевидными. Более 6000 человек пережили взрыв и пожар, но умерли от лучевых поражений. Среди выживших с травмами 30% имели лучевые поражения, от которых они выздоровели, но с пожизненным повышенным риском развития рака . На сегодняшний день у выживших детей не наблюдалось никаких связанных с радиацией признаков наследственных заболеваний.

Эквивалент обычного оружия

Хотя «Малыш» взорвался с энергией, эквивалентной 16 000 тонн тротила, по оценкам Стратегической бомбардировочной службы , такой же взрыв и пожар могли быть вызваны 2 100 тоннами обычных бомб : «220 B-29 несли 1 200 тонн зажигательных бомб , 400 тонн осколочно-фугасных бомб и 500 тонн противопехотных осколочных бомб ». Поскольку цель была разбросана по двумерной плоскости, вертикальная составляющая одиночного сферического ядерного взрыва была в значительной степени потрачена впустую. Кассетная бомба с более мелкими взрывами была бы более энергоэффективной для цели.

Послевоенный

Один из пяти корпусов, построенных для бомбы Little Boy, использованной в Хиросиме, выставленной в Имперском военном музее в Лондоне в 2015 году .

Когда война закончилась, не ожидалось, что неэффективная конструкция Little Boy когда-либо снова понадобится, и многие планы и схемы были уничтожены. Однако к середине 1946 года реакторы на Хэнфордской площадке сильно пострадали от эффекта Вигнера . Столкнувшись с перспективой отсутствия плутония для новых ядер и полония для инициаторов ядер, которые уже были произведены, директор Манхэттенского проекта генерал-майор Лесли Р. Гроувс приказал подготовить несколько Маленьких Мальчиков в качестве временная мера до тех пор, пока не будет найдено решение. Сборок Little Boy не было, и не удалось найти полный набор схем Little Boy, хотя были чертежи различных компонентов и запасы запасных частей.

На базе Сандия трое армейских офицеров, капитаны Альберт Бетел, Ричард Мейер и Бобби Гриффин, попытались воссоздать Маленького Мальчика. Их курировал Харлоу В. Расс, эксперт по Малышу, который работал в проекте «Альберта» на Тиниане, а теперь был руководителем группы Z-11 Z-подразделения Лос-Аламосской лаборатории в Сандии. Постепенно им удалось найти правильные чертежи и детали и выяснить, как они сочетаются друг с другом. В конце концов, они построили шесть сборок Little Boy. Хотя гильзы, стволы и компоненты были испытаны, обогащенный уран для бомб не поставлялся. К началу 1947 года проблема, вызванная эффектом Вигнера, близилась к решению, и троих офицеров переназначили.

В 1947 году Управление артиллерийского вооружения ВМФ построило 25 сборок Little Boy для использования в авианосцах Lockheed P2V Neptune , способных нести ядерное оружие (которые можно было запускать с авианосцев класса Midway, но не приземляться на них ). Компоненты производились на военно-морских артиллерийских заводах в Покателло, штат Айдахо , и Луисвилле, штат Кентукки . К 1948 году расщепляющихся материалов было достаточно для изготовления десяти снарядов и мишеней, хотя инициаторов хватило только на шесть. К концу января 1951 года все подразделения Little Boy были выведены из эксплуатации.

Смитсоновский институт выставлял Little Boy (полный, за исключением обогащенного урана) до 1986 года. Министерство энергетики забрало оружие из музея, чтобы удалить его внутренние компоненты, чтобы бомбы нельзя было украсть и взорвать с помощью расщепляющегося материала. Правительство вернуло опустевший корпус Смитсоновскому институту в 1993 году. Три другие обезвреженные бомбы выставлены в Соединенных Штатах; другой находится в Имперском военном музее в Лондоне.

Заметки

использованная литература

внешние ссылки