Thin Man ( angl. Thin Man , oficiální název - Mark 2 ) - projekt plutoniové atomové bomby dělového typu , která byla vyvinuta ve Spojených státech během 2. světové války v rámci projektu Manhattan .
| hubená | |
|---|---|
| Rukávy "Khudysh" pro testování plutoniových zbraní | |
| Typ | Jaderná bomba |
| Země | USA |
| Historie výroby | |
| Konstruktér | Národní laboratoř Los Alamos |
| Charakteristika | |
| Váha (kg | 7 500 liber (3 400 kg) |
| Délka, mm | 17 stop (5,2 m ) |
| Průměr, mm | 38 palců (96,5200000 cm) |
| Explozivní | Plutonium |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
Vývoj Thin Man byl zastaven, když se ukázalo, že rychlost spontánního štěpení plutonia v reaktoru je příliš vysoká a rozpad plutonia by nastal rychleji, než by je schéma děla dokázalo spojit do jediného celku, aby bylo dosaženo kritické hmotnosti.
Projekt Skinny byl ranou verzí projektu jaderných zbraní v přípravě na realizaci; to bylo předtím, než mohlo být plutonium syntetizováno v jaderném reaktoru ozařováním uranu-238 . Předpokládalo se, že plutonium, stejně jako uran-235 , může dosáhnout kritické hmotnosti spojením dvou podkritických kusů této látky („střelením“ jednoho do druhého). Aby se zabránilo předdetonaci, musela plutoniová „kulka“ dosáhnout rychlosti alespoň 910 m/s, jinak by řetězová reakce v plutoniu začala před dosažením plné kritické hmotnosti a nálož by se rozpadla před explozí. .
Odhadovaný průměr "Mark-2" byl 38 palců (96,5200000 cm), délka - 17 stop (5,2 m ), tak velká délka byla potřeba, aby plutoniová "kulka" měla čas zrychlit na požadovanou rychlost, než zasáhne " cílová". Hmotnost konečného modelu byla odhadnuta na 7 500 liber (3 400 kg ).
V roce 1942 , ještě předtím, než se atomový projekt dostal pod kontrolu americké armády , uspořádal Robert Oppenheimer konferenci v Berkeley v Kalifornii , na které různí inženýři a fyzici diskutovali o návrhu atomové bomby. Byla navržena tři schémata: uran-235 dělového typu , plutonium dělového typu a plutonium typu časné imploze . Tato tři schémata se stala známá pod přezdívkami „Baby“ , „Skinny“ a „Fat Man“ .
Přezdívky pro všechny tři projekty vymyslel Robert Serber , bývalý student Oppenheimera, který se na projektu podílel. Podle své vzpomínky si tato jména vybral kvůli tvaru bomb. „Thin Man“ měl být velmi dlouhou bombou a jeho název byl převzat z detektivního románu Dashiella Hammetta „Thin Man“ a stejnojmenné filmové série (v originále se bomba i román jmenují "Thin Man" - "tenký muž"). "Tlustý muž" byl kulatý a plný a byl pojmenován po postavě Sidneyho Greenstreeta z Maltézského sokola . „Kid“ byl vyvinut jako poslední a byl tak pojmenován pouze v kontrastu s „Skinny“. [2]
Většina účastníků konference dospěla k závěru, že známé fyzikální a jaderné vlastnosti uranu-235 a plutonia umožnily na jejich základě vytvořit pumy dělového typu, i když s plutoniovými stále byly určité potíže. Protože intenzita samovolného štěpení plutonia byla vyšší, musí být rychlost pohybu jaderné hmoty vyšší než u uranové nálože; v důsledku toho se zvětšily rozměry bomby.
Předpokládalo se, že vytvoření pum typu děla na bázi uranu bude mnohem jednodušší než na bázi plutonia. Počáteční výpočty metod výroby těchto látek naznačovaly, že než válka skončila, pro projekt Manhattan by bylo obtížné získat dostatek uranu pro mnoho bomb, ale mohlo by být možné syntetizovat dostatek plutonia.
Bomby typu imploze se ukázaly být účinnější (z hlediska výbušné síly na jednotku hmotnosti štěpného materiálu), protože ve stlačené jaderné hmotě dochází k řetězové reakci rychleji a v důsledku toho úplněji.
Oppenheimer na začátku roku 1943 revidoval své předchozí názory a usoudil, že by se měly dále rozvíjet dva projekty: „Thin“ a „Tlustý muž“. Bylo rozhodnuto, že výzkumné úsilí se zaměří na první z nich, protože má více nejistot. Předpokládalo se, že na základě materiálů projektu Khudysh by mohla být rychle vyvinuta uranová bomba dělového typu.
Oppenheimer sestavil tým, který zahrnoval Edwina Rose, hlavního inženýra, a Charles Critchfield , hlavní fyzik, a začal pracovat na výkresech pro bombu z plutonia. V červnu 1943 převzal kapitán flotily William Sterling Parsons velení nad Ordnance Division a přímou kontrolu nad projektem Skinny. [3]
Dva hlavní problémy, kterým vývojáři Thin Man čelili, byly zaprvé aerodynamika bomby po shození z letadla a zadruhé předdetonace .
Dlouhá délka „Thin One“ vedla k nestabilním aerodynamickým vlastnostem. Menší modely pumy byly shozeny z torpédového bombardéru TBF Avenger na cvičišti amerického námořnictva u Dahlgrenu ve Virginii v srpnu 1943. Po shození bomby odletěly ve vývrtce do strany a po pádu na zem se roztříštily na kusy.
Rozsáhlé aerodynamické testy, zejména tvaru přídě, ocasu a ocasních ploutví pumy, pokračovaly i v dalším roce. Výsledkem byl „vyboulený“ nos, tenké hlavní tělo a širší ocas obsahující plutoniový „cíl“ a velmi dlouhé ocasní ploutve.
Modely pum v plné velikosti byly shozeny 6. března 1944 na Muroc Army Air Force Base (nyní Edwards Air Force Base), tyto testy byly úspěšné.
Proveditelnost projektu plutoniové bomby byla zpochybněna v roce 1942 ; 14. listopadu se James Conant dozvěděl (od Wallace Ackerse), že James Chadwick nedávno dospěl k závěru, že plutonium je nevhodné pro zbraně kvůli nečistotám. Konzultoval to s Ernestem Lawrencem a Arthurem Comptonem , kteří potvrdili, že vědci z Chicaga a Berkeley věděli o problému již od října, ale nemohli nabídnout hotové řešení. Diskutoval o záležitosti s Leslie Grovesem , který sestavil zvláštní výbor, který zahrnoval Lawrence, Comptona, Oppenheimera a Edwina Macmillana . Komise dospěla k závěru, že jakékoli problémy lze vyřešit použitím čistšího plutonia. Bylo navrženo svěřit chemické obohacování plutonia společnosti DuPont (uvažovalo se i o možnosti přenesení všech úkolů souvisejících s plutoniem na ni), ale o projektu jako celku zůstávaly silné pochybnosti. [čtyři]
V dubnu 1944 Emilio Gino Segre během experimentů s plutoniem reaktorové kvality z Hanfordu zjistil, že takové plutonium obsahuje nečistoty ve formě izotopu 240 Pu . Latter měl mnohem vyšší intenzitu spontánního štěpení a radioaktivitu než to získané u 239 Pu cyklotron , pro kterého předchozí výpočty byly dělány; a získání plutonia v reaktoru bez této nečistoty se ukázalo jako nemožné. To znamenalo, že radiace pozadí této látky byla tak vysoká, že předdetonace a destrukce nálože při tvorbě kritické hmoty byla téměř nevyhnutelná [5] . Délka hlavně zbraně, která by byla schopna urychlit plutoniovou „kulku“ na dostatečnou rychlost, aby se zabránilo předdetonaci, by byla s největší pravděpodobností příliš dlouhá pro jakýkoli existující nebo plánovaný bombardér . Ukázalo se tedy, že jedinou možností, jak využít plutonium ve fungující bombě, byla imploze – mnohem obtížnější inženýrský problém.
Na schůzce v Los Alamos dne 17. července 1944 bylo dosaženo dohody o neproveditelnosti plutoniové bomby dělového typu. [6] Veškerá práce s dělovou bombou projektu Manhattan se soustředila na sestrojení bomby s obohaceným uranem ( Baby ), ale hlavní pozornost laboratoře se soustředila na problém imploze a vývoj Fat Mana .
| Projekt Manhattan | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Místa |
| |||||||||||
| Zbraň | ||||||||||||
| Testy | ||||||||||||
| Vedoucí | ||||||||||||
| Vědci |
| |||||||||||
Související články | ||||||||||||