Войти
| Тонкий человек | |
|---|---|
 Испытательные гильзы для плутониевой пушки «Тонкий человек» | |
| Тип | Ядерное оружие |
| Место происхождения | США |
| История производства | |
| Конструктор | Лос-Аламосская лаборатория |
| Технические характеристики | |
| Длина | 17 футов (5,2 м) |
| Диаметр | 38 дюймов (97 см) |
| Заполнение | Плутоний |
"Тонкий человек »было кодовым названием предлагаемого плутония ядерная бомба пушечного типа с использованием плутония-239, которую Соединенные Штаты разрабатывали во время Манхэттенского проекта. Они прервали его разработку, когда обнаружили, что скорость спонтанного деления плутония, полученного из ядерного реактора, была слишком высока для использования в конструкции пушечного типа из-за высокой концентрации изотопа плутония-240.
В 1942 году, до того, как армия взяла на себя атомные исследования во время войны, Роберт Оппенгеймер провел конференции в Чикаго в июне и Беркли, Калифорния, в июле, на котором различные инженеры и физики обсуждали вопросы конструкции ядерной бомбы. Была выбрана конструкция пушечного типа, в которой две критические массы будут объединены путем выстрела «пулей» в «цель». Идея ядерного оружия имплозивного типа была предложена Ричардом Толменом, но не привлекла большого внимания.
Оппенгеймер, рассматривая свои варианты в начале 1943 года, отдал приоритет пистолетного типа, но в качестве преграды от угрозы предварительного взрыва он создал группу E-5 в лаборатории Лос-Аламоса под руководством Сета Недермейера для расследования взрыва. Бомбы имплозионного типа оказались значительно более эффективными с точки зрения взрывной мощности на единицу массы делящегося материала в бомбе, потому что сжатые делящиеся материалы реагируют быстрее и, следовательно, более полно. Было решено, что плутониевая пушка получит основную часть исследовательских усилий, поскольку это был проект с наименьшей степенью неопределенности. Предполагалось, что урановая бомба пушечного типа может быть более легко адаптирована из нее.
Конструкции пушечного и имплозивного типа имели кодовые названия «Тонкий человек» и «Толстяк ». проекты соответственно. Эти кодовые имена были созданы Робертом Сербером, бывшим учеником Оппенгеймера, который работал над Манхэттенским проектом. Он выбрал их на основе их дизайнерских форм; «Тонкий человек» был бы очень длинным устройством, а название произошло от Дашиелла Хэммета детективного романа Тонкий человек и серии фильмов того же название. Бомба «Толстяка» была круглой и толстой и была названа в честь персонажа Сидни Гринстрит в Мальтийском соколе. «Маленький мальчик » будет последним и будет назван только для контраста с бомбой «Тонкий человек». Кодовые названия Лос-Аламоса «Тонкий человек» и «Толстяк» были приняты на вооружение ВВС США. Была придумана легенда о том, что Silverplate был посвящен модификации автомобиля Pullman для использования президентом Франклином Рузвельтом (Тонкий человек) и премьер-министром Соединенного Королевства Уинстоном. Черчилль (Толстяк) в секретном турне по Соединенным Штатам.
корпуса для испытаний плутониевой пушки «Тонкий человек» на армейском аэродроме Вендовер, как часть Проект Альберта в Манхэттенском проекте. Позади них видны гильзы «Толстяка ». Оппенгеймер собрал команду в лаборатории Лос-Аламоса для работы над конструкцией плутониевой пушки, в которую вошли старший инженер Эдвин Макмиллан и старшие физики Чарльз Критчфилд и Джозеф Хиршфельдер. Кричфилд работал с башмаками, которые, по мнению Оппенгеймера, потребуются Тонкому Человеку для достижения высоких дульных скоростей, которые потребуются критической сборке. Хиршфельдер работал над внутренней баллистикой. Оппенгеймер сам руководил разработкой до июня 1943 года, когда прибыл капитан ВМС Уильям Стерлинг Парсонс, который взял на себя управление артиллерийским и инженерным отделом и непосредственное руководство проектом «Тонкий человек».
Эти четверо создали и испытали все элементы конструкции Тонкого Человека в период с апреля 1943 года по август 1944 года. Парсонс, который разработал неконтактный взрыватель для ВМФ, руководил подразделением и поддерживал связь с другие агентства. Как руководитель группы по снарядам, мишеням и источникам E-6, Кричфилд рассчитал критические массы и ввел систему живых испытаний с масштабными моделями с использованием 20-мм пушки и 3-дюймовых пушек. На изготовление полноразмерных трубок Thin Man ушли месяцы, но их было легко и легко достать. Провести испытания с плутонием не удалось, так как его еще не было. Действительно, реальные физические характеристики металла в то время были не более чем обоснованными предположениями.
Хиршфельдер возглавлял группу внутренней баллистики E-8. Его группа выполнила математические расчеты, но он также должен был найти подходящий порошок, воспламенитель и капсюль. Его группа провела натурные испытания своих отборов. Определение физического размера бомбы оказалось важным, когда дело дошло до выбора подходящего самолета для ее перевозки. Группа E-8 оценила начальную скорость орудия примерно в 3000 футов в секунду (910 м / с), что близко к максимальному уровню, достижимому в 1944 году, и подсчитала, что давление в стволе будет до 75000 фунтов на квадратный дюйм. (520 000 кПа).
Хотя конструкторы оружия считали, что достаточно просто собрать критическую массу, Сербер предложил также включить в конструкцию инициатор. Инициатор полоний-210 - бериллий был выбран, потому что полоний 210 имеет период полураспада 140 дней , что позволило складировать его и получить из природных руд из Порт-Хоуп, Онтарио. Оппенгеймер потребовал, чтобы он также производился в графитовом реакторе X-10 в Ок-Ридж, штат Теннесси, или, когда они стали доступны, в реакторах на Хэнфордской площадке.
Конструкция «Тонкого человека» была ранней конструкцией ядерного оружия, предложенной до того, как плутоний был успешно выведен в ядерном реакторе в результате облучения урана-238. Предполагалось, что плутоний, как и уран-235, можно собрать в критическую массу с помощью метода пушечного типа, который просто включал попадание одного подкритического элемента в другой. Чтобы избежать преждевременной детонации или «шипения », плутониевая «пуля» должна быть ускорена до скорости не менее 3000 футов в секунду (910 м / с) - иначе деление реакция начнется до завершения сборки, преждевременно разорвав устройство.
Тонкий человек имел длину 17 футов (5,2 м), хвостовую часть и носовую часть шириной 38 дюймов (97 см), а также мидель размером 23 дюйма (58 см). Длина была необходима для того, чтобы плутониевая «пуля» могла набрать адекватную скорость, прежде чем достигнет «цели». Вес финальной модели оружия составлял около 8000 фунтов (3600 кг). В инвентаре USAAF не было самолетов, которые могли бы нести Тонкого Человека без модификации, и в 1943 году доктор Норман Рэмси предложил британский Avro Lancaster в качестве единственного самолета, который мог нести Thin Man внутри из-за его 33 -футовый бомбоотсек. Однако американский Boeing B-29 Superfortress можно было модифицировать, чтобы нести его, удалив часть переборки под основным лонжероном крыла и некоторые кислородные баллоны, расположенные между двумя его бомбовыми отсеками. Эта модификация была осуществлена на 58-м серийном экземпляре с производственной линии Boeing Wichita, AAF Serial No. 42-6529.
Хотя Рэмси предложил Ланкастеру, генералу ВВС США Генри Х. Хэп Арнольд отклонил это предложение, указав американский тип, в частности B-29. Перед тем, как приступить к испытаниям макетов бомб Thin Man и Fat Man, Лесли Гроувс из Манхэттенского проекта предложил использовать Lancaster для испытаний, начиная с B-29, хотя в производстве все еще было мало. И снова Арнольд отверг это предложение, поскольку он много вложил в разработку B-29.
Большая длина бомбы «Тонкий человек» привела аэродинамическим неустойчивостям. Подмасштабные модели бомбы были сброшены с Grumman TBF Avenger на испытательном полигоне ВМС США в Дальгрене, штат Вирджиния, начиная с августа 1943 года. Бомбы вращались вбок после падения и распались, когда они упали на землю.
В марте 1944 года было проведено 24 сброса, прежде чем испытания были прекращены, чтобы можно было улучшить Тонкого Человека. Бомбы не взорвались немедленно, провалив калибровочные испытания. В том, что оказалось последним испытательным полетом серии 16 марта, Thin Man был преждевременно выпущен, когда B-29 еще находился на пути к испытательному полигону, и упал на двери бомбового отсека, серьезно повредив испытательный самолет. Модифицированные механизмы буксирного крюка планера, использованные для подвешивания бомбы в бомбоотсеке, вызвали сбои в работе всех четырех самолетов из-за большого веса бомб. Они были заменены британскими одноточечными приспособлениями типа G и выпускными устройствами типа F, которые использовались на Ланкастере для перевозки 12000 фунтов (5400 кг) бомбы Tallboy.
Возможность получения плутония в 1942 году была допрошена бомба. Джеймс Конант услышал 14 ноября от Уоллеса Эйкерса, директора британского проекта Tube Alloys, что Джеймс Чедвик пришел к выводу, что плутоний не может быть практическим расщепляющимся материалом для оружия из-за примесей. Конант проконсультировался с Эрнестом Лоуренсом и Артуром Комптоном, которые признали, что их ученые в Беркли и Чикаго соответственно знали об этой проблеме, но не смогли предложить готового решения. Конант проинформировал директора Манхэттенского проекта бригадного генерала Лесли Р. Гровса-младшего, который, в свою очередь, собрал специальный комитет, состоящий из Лоуренса, Комптона, Оппенгеймера и Макмиллана для изучения проблема. Комитет пришел к выводу, что любые проблемы можно решить, потребовав более высокой степени чистоты.
В апреле 1944 года Эмилио Г. Сегре и его группа P-5 в Лос-Аламосе провели эксперименты на новом реакторе - плутоний, произведенный в Ок-Ридже, и предприятие в Хэнфорде показало, что он содержит примеси в виде изотопа плутония-240. У него гораздо более высокая скорость спонтанного деления, чем у плутония-239. Материал, произведенный на циклотроне, на котором были произведены первоначальные измерения, имел гораздо более низкие следы плутония-240. Его включение в плутоний, полученный в реакторе, оказалось неизбежным. Это означало, что скорость самопроизвольного деления реакторного плутония была настолько высока, что весьма вероятно, что он предварительно детонирует и разорвется на части во время начального образования критической массы. Расстояние, необходимое для ускорения плутония до скоростей, при которых преддетонация будет менее вероятной, потребует слишком длинного ствола орудия для любого существующего или планируемого бомбардировщика. Таким образом, единственный способ использовать плутоний в работоспособной бомбе - это взрыв - гораздо более сложная инженерная задача.
Невозможность использования плутониевых бомб пушечного типа была согласована на встрече, состоявшейся 17 июля 1944 года. В Манхэттенском проекте работа по типу пушек была направлена на разработку урана, обогащенного ураном, и почти все исследования в лаборатории Лос-Аламоса были переориентированы на проблемы взрыва бомбы «Толстяк».
