Айви Майк - Ivy Mike

Айви Майк
Атмосферное ядерное испытание
В грибовидное облако из кадра "Майк"
Информация
СтранаСоединенные Штаты
Маршалловы острова
Серия испытанийОперация Плющ
Тестовый сайтEnewetak, Подопечная территория Тихоокеанские острова
Дата1 ноября 1952 г.
(68 лет назад) (1952-11-01)
Тип тестаАтмосферный
Урожай10.4 мегатонны тротила
Хронология теста

Айви Майк был кодовое название отдано на первое полномасштабное испытание термоядерное устройство, в какой части ВВ урожай происходит от термоядерная реакция.[1][2][3]Айви Майк был взорван 1 ноября 1952 г. Соединенные Штаты на острове Элугелаб в Атолл Эниветак, в теперь независимом островном государстве Маршалловы острова, как часть Операция Плющ. Это было первое полноценное испытание Дизайн Теллера – Улама, а постановочный термоядерное устройство.[4]

Из-за своего физического размера и типа термоядерного топлива (криогенный жидкость дейтерий ) устройство «Майк» не годилось для использования в качестве доставляемого оружия. Он задумывался как «технически консервативный» доказательство концепции эксперимент для проверки концепций, используемых длямегатонна детонации.[4]

В результате сбора образцов от взрыва летчиками ВВС США (один из которых погиб в процессе) ученые обнаружили следы изотопов. плутоний-246 и плутоний-244, и подтвердил существование предсказанных, но неоткрытых элементов эйнштейний и фермий.[5]

График

Начиная с прорыва Теллера – Улама в марте 1951 года, наблюдался устойчивый прогресс в вопросах, связанных с термоядерным взрывом, и были выделены дополнительные ресурсы для постановки и политического давления с целью увидеть реальное испытание водородной бомбы.[6]:137–139 Дата в 1952 году казалась возможной.[7]:556 В октябре 1951 г. физик Эдвард Теллер выдвинули июль 1952 года в качестве целевой даты для первого испытания, но руководитель проекта Маршалл Холлоуэй думал, что октябрь 1952 года, год спустя, был более реалистичным, учитывая, сколько инженерных и производственных работ потребует испытания, и учитывая необходимость избежать летнего сезона дождей на Маршалловых островах.[8]:482 30 июня 1952 г. Комиссия по атомной энергии США стул Гордон Дин показал президенту Гарри С. Трумэн модель того, как будет выглядеть устройство Айви Майк; Испытание было назначено на 1 ноября 1952 года.[7]:590

Одна попытка существенно отложить тест или вообще не проводить его была предпринята Группа консультантов Государственного департамента по разоружению под председательством Дж. Роберт Оппенгеймер, который считал, что избежание испытаний может предотвратить разработку нового катастрофического оружия и открыть путь для новых соглашений о вооружениях между двумя странами.[6]:139–142 Однако у комиссии не было политических союзников в Вашингтоне, и по этой причине не было никаких задержек с тестированием.[6]:145–148

Было высказано отдельное пожелание об очень короткой отсрочке испытания по более политическим причинам: его планировалось провести всего за несколько дней до проведения 4 ноября. Президентские выборы в США, 1952 г..[8]:497 Трумэн хотел уберечь термоядерное испытание от партийной политики, но не хотел сам приказывать отложить его; однако он дал понять, что все будет в порядке, если выборы будут отложены после выяснения "технических причин".[7]:590–591[8]:497–498 Член комиссии по атомной энергии Юджин М. Цукерт был отправлен на испытательный полигон Эниветак, чтобы узнать, можно ли найти такую ​​причину, но погодные условия - в среднем было всего несколько дней в месяц, подходящих для испытания - показали, что он должен проходить, как планировалось, и в конец без задержек по графику.[7]:590–592[8]:498

Конструкция и подготовка устройства

Устройство «Майк» весом 82 тонны (74 метрических тонны) было, по сути, зданием, которое больше походило на фабрику, чем на оружие.[9] Сообщалось, что советские инженеры насмешливо называли «Майка» «термоядерной установкой».[10]

Устройство было разработано Ричард Гарвин, студент Энрико Ферми, по предложению Эдвард Теллер. Было решено, что ничто иное, как полномасштабные испытания не подтвердит идею Дизайн Теллера-Улама. Гарвину проинструктировали использовать очень консервативные оценки при разработке теста и сказали, что он не обязательно должен быть маленьким и достаточно легким, чтобы его можно было использовать по воздуху.[11]:327

Жидкость дейтерий был выбран в качестве топлива для реакции синтеза, потому что его использование упростило эксперимент с точки зрения физиков и облегчило анализ результатов. С инженерной точки зрения его использование потребовало разработки ранее неизвестных технологий для обработки сложного материала, который должен был храниться при чрезвычайно низких температурах, вблизи абсолютный ноль.[9]:41–42 Была построена большая криогенная установка для производства жидкого водорода (используемого для охлаждения устройства) и дейтерия (топлива для испытаний). Также для криогенного комплекса построена электростанция мощностью 3000 киловатт.[9]:44

Устройство, разработанное для проверки конструкции Теллера-Улама, стало известно как конструкция «Колбаса»:[9]:43

Вид на корпус аппарата "Колбаса" с прикрепленными к нему КИП и криогенным оборудованием. Длинные трубы предназначались для измерений; их функция заключалась в передаче первого излучения от «первичной» и «вторичной» ступеней (известных как «свет Теллера») на инструменты, как только устройство взорвалось, прежде чем оно будет уничтожено взрывом. Обратите внимание на человека, сидящего внизу справа для масштаба.
  • В его центре находился цилиндрический изолированный стали Дьюара (термос ) или же криостат. Этот резервуар, почти 7 футов (2,1 м) в диаметре и более 20 футов (6,1 м) в высоту,[9]:43 имел стены почти 30 см (0,98 фута) толщиной.[12] Он весил примерно 54 тонны (49 метрических тонн).[13] Он был способен вмещать 1000 л (260 галлонов США) жидкого дейтерия, охлажденного почти до абсолютного нуля.[14][15] В криогенный дейтерий стал топливом для «вторичного» (слияние ) стадия взрыва.[9]:43
  • На одном конце цилиндрической колбы Дьюара находился TX-5[16]:66 обычный деление бомба (не усиленная[16]:43). Бомба TX-5 использовалась для создания условий, необходимых для начала реакции синтеза. Эта «первичная» стадия деления была вложена внутрь радиационного корпуса в верхней части устройства и не находилась в физическом контакте со «вторичной» стадией термоядерного синтеза. TX-5 не требовал охлаждения.[16]:43[9]:43–44
  • По центру сосуда Дьюара внутри вторичной обмотки проходил цилиндрический стержень плутоний внутри камеры газообразного трития. Эта "свеча зажигания деления" взорвалась рентгеновскими лучами первичного взрыва. Это обеспечило источник движущегося наружу давления внутри дейтерия и улучшило условия для реакции синтеза.[9]:43–44
  • Вокруг сборки было 5 коротких тонн (4,5 метрических тонны) естественного уран "тампер". Снаружи трамбовка была облицована листами вести и полиэтилен, образуя радиация канал для проведения Рентгеновские лучи от «начального» к «второстепенному» этапу. Как изложено в Дизайн Теллера-Улама, функция рентгеновских лучей заключалась в том, чтобы сжать "вторичный" с помощью тампера / толкателя абляция, давление плазмы пены и радиационное давление. Этот процесс увеличивает плотность и температуру дейтерия до уровня, необходимого для поддержания термоядерной реакции, и сжимает «свечу зажигания» до сверхкритическая масса - побуждение "свечи зажигания" к ядерному делению и, таким образом, к началу реакции синтеза в окружающем дейтериевом топливе.[9]:43–44
Айви Майк снял кабину и сигнальную вышку

Вся установка «Майк» (включая криогенное оборудование) весила 82 тонны (74 тонны). Он был размещен в большом здании из гофрированного алюминия, которое называлось «кабина для стрельбы», которая имела длину 88 футов (27 м), ширину 46 футов (14 м) и высоту 61 фут (19 м), а также высоту 300 футов (91 м). ) сигнальная вышка. Телевизионные и радиосигналы использовались для связи с диспетчерской на USS Estes где находилась расстрельная группа.[9]:42–43[17]:42

Он был основан на тихоокеанском острове Элугелаб, часть Enewetak атолл. Elugelab был связан с островами Dridrilbwij (Teiteir), Bokaidrikdrik (Bogairikk) и Boken (Bogon) искусственной дамбой 9000 футов (2,7 км). На дамбе была алюминий обшитый фанера трубка заполнена гелий баллонеты, именуемой Коробка Краузе-Огл.[17]:34 Это позволило гамма и нейтрон излучение беспрепятственно проходит к приборам на беспилотной станции обнаружения, Станция 202, на острове Бокен. Оттуда сигналы были отправлены на записывающее оборудование на Станции 200, также расположенной в бункере на острове Бокен. Персонал вернулся на остров Бокен после испытания, чтобы забрать записывающее оборудование.[17]:136, 138

Всего в обстреле «Майка» было задействовано 9350 военных и 2300 гражданских лиц.[17] В операции участвовали армия, флот, авиация и разведка США. В USS Curtiss привезла комплектующие из США в Elugelab для сборки. Работы были завершены 31 октября в 17.00. В течение часа персонал был эвакуирован при подготовке к взрыву.[9]:43–44

Детонация

Айви Майк тестовое видео.
Атолл Эниветак, перед «Майк» выстрелил. Обратите внимание на остров Элугелаб слева.
Атолл Эниветак, после «Майк» выстрелил. Обратите внимание на кратер слева.

Испытание проводилось 1 ноября 1952 г. в 07:15 по местному времени (19:15 31 октября, г. Время по Гринвичу ). Урожайность составила 10,4. мегатонны тротила.[18][19] Тем не менее, 77% окончательной прибыли пришлись на быстрое деление уранового тампера, который произвел большое количество радиоактивных выпадать.[нужна цитата ]

Огненный шар, созданный взрывом, имел максимальный радиус от 2,9 до 3,3 км (от 1,8 до 2,1 мили).[20][21][22] Максимальный радиус был достигнут через несколько секунд после взрыва, в течение которых горячий огненный шар поднялся из-за плавучесть. Хотя огненный шар все еще находился относительно близко к земле, он еще не достиг своих максимальных размеров и, таким образом, имел ширину примерно 5,2 км (3,2 мили). В грибовидное облако поднялся на высоту 17 км (56 000 футов) менее чем за 90 секунд. Через минуту он достиг 33 км (108 000 футов), прежде чем стабилизировался на 41 км (135 000 футов), при этом вершина в конечном итоге расширилась до диаметра 161 км (100 миль) при ширине ствола 32 км (20 миль).[23]

В результате взрыва образовался кратер диаметром 1,9 км (6230 футов) и глубиной 50 м (164 фута) на том месте, где когда-то был Elugelab;[24] взрывная волна и водные волны от взрыва (некоторые волны высотой до 6 м (20 футов)) очистили испытательные острова от растительности, как это было замечено при съемке с вертолета в течение 60 минут после испытания, к этому времени грибовидное облако и пар были потрясены. Радиоактивные коралловые обломки упали на корабли, находившиеся в 56 км (35 миль) от них, и прилегающая территория вокруг атолла была сильно загрязнена.[25][26][27]

Вблизи огненного шара быстро возникли разряды молний.[28]Весь кадр был задокументирован создателями фильма. Студии Lookout Mountain.[29] А послепроизводственный этап звук взрыва был перезаписанный над тем, что было совершенно бесшумным взрывом с точки зрения камеры, со звуком взрывной волны только через несколько секунд, что сродни гром, с точным временем в зависимости от расстояния.[30] Фильм также сопровождался мощными, Вагнер - музыка в стиле, которая использовалась во многих тестовых фильмах того периода и была организована актером Рид Хэдли. Президенту предоставлен частный просмотр Дуайт Д. Эйзенхауэр кто сменил президента Гарри С. Трумэн в январе 1953 г.[31]:80 В 1954 году после цензуры фильм был выпущен в свет и был показан по коммерческим телеканалам.[31]:183

Эдвард Теллер, пожалуй, самый ярый сторонник разработки водородной бомбы, был в Беркли, Калифорния, во время выстрела.[32] Он смог получить первое уведомление об успешном завершении теста, наблюдая за сейсмометр, который поднял ударная волна который путешествовал по земле из Тихоокеанский полигон.[33][8]:777–778 В своих мемуарах Теллер писал, что сразу же отправил несекретную телеграмму на адрес Доктор Элизабет "Диз" Грейвс, голова остроумного проекта осталась на Лос-Аламос во время выстрела. Несекретная телеграмма содержала только слова «Это мальчик», которые пришли на несколько часов раньше, чем любое другое слово из Эниветака.[11]:352[34]

Научные открытия

Через час после взрыва бомбы пилоты ВВС США вылетели с острова Эниветак, чтобы попасть в атомное облако и взять образцы. Пилоты должны были следить за дополнительными показаниями и дисплеями во время «пилотирования в необычных, опасных и сложных условиях», включая жару, радиацию, непредсказуемые ветры и летающие обломки. Лидер «Красного полета» Вирджил Мерони первым влетел в ствол взрыва. Через пять минут , он собрал все образцы, которые мог, и вышел. Затем Боб Хейган и Джимми Робинсон вошли в облако. Робинсон попал в зону сильной турбулентности, развернулся и едва сохранил сознание. Он восстановил контроль над своим самолетом на высоте 20 000 футов, но Электромагнитная буря повредила его инструменты. В дождь и при плохой видимости, без работающих инструментов, Хэган и Робинсон не смогли найти самолет-заправщик КБ-29 для дозаправки.[5][17]:96 Они попытались вернуться на поле в Эниветаке. Каган без топлива сделал необычайно успешный приземление с мертвой стойкой на подиуме. Робинсона F-84 Тандерджет потерпел крушение и затонул в 3,5 милях от острова. Тело Робинсона так и не нашли.[5][35][36]

Топливные баки на крыльях самолета были модифицированы, чтобы собирать и фильтровать проходящий мусор. Фильтры с уцелевших самолетов заделали свинцом и отправили в Лос-Аламос, Нью-Мексико для анализа. Радиоактивный и загрязненный карбонат кальция, образцы «Майка» были чрезвычайно сложны в обращении. Ученые из Лос-Аламоса обнаружили в них следы изотопов плутоний-246 и плутоний-244.[5]

Аль Гиорсо на Калифорнийский университет в Беркли предположил, что фильтры могут также содержать атомы, которые преобразовались в результате радиоактивного распада в предсказанные, но неоткрытые элементы 99 и 100. Гиорсо, Стэнли Джеральд Томпсон и Гленн Сиборг получил половину фильтровальной бумаги из теста Ivy Mike. Они смогли обнаружить наличие элементов эйнштейний и фермий, которые создавались интенсивно сконцентрированным потоком нейтронов вокруг места взрыва. Открытие хранилось в секрете в течение нескольких лет, но в конце концов команде дали должное. В 1955 году два новых элемента были названы в честь Альберт Эйнштейн и Энрико Ферми.[5][37][38]

Связанные тесты

Упрощенная и облегченная версия бомбы ( ИС-16 ) подготовлен и намечен к испытанию в эксплуатации Замок Янки, в качестве резерва на случай, если некриогенное термоядерное устройство "Креветка" (испытано в Замок Браво ) не сработало; это испытание было отменено, когда устройство Bravo было успешно испытано, в результате чего криогенные конструкции устарели.[нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕПЛИЦЫ - 1951». АТОМНЫЕ ТЕНИ. Получено 9 января 2020.
  2. ^ Первым маломасштабным термоядерным испытанием был Джордж взрыв операции «Теплица».
  3. ^ Ядерные испытания в США: июль 1945 г. - сентябрь 1992 г. (PDF) (DOE / NV-209 REV15), Лас-Вегас, Невада: Департамент энергетики, Операционный офис Невады, 1 декабря 2000 г., архивировано с оригинал (PDF) 15 июня 2010 г., получено 18 декабря, 2013
  4. ^ а б Веллерштейн, Алекс (8 января 2016 г.). «Водородная бомба под любым другим названием». Житель Нью-Йорка. Получено 19 января 2020.
  5. ^ а б c d е Чепмен, Кит (14 января 2020 г.). «Охота за элементами во время ядерной бури». Дистилляции. Институт истории науки. Получено 14 января, 2020.
  6. ^ а б c Бернштейн, Бартон Дж. (Осень 1987 г.). «Переход через рубикон: упущенная возможность остановить водородную бомбу?». Международная безопасность. 14 (2): 132–160. JSTOR  2538857.
  7. ^ а б c d Хьюлетт, Ричард Дж .; Дункан, Фрэнсис (1969). Атомный щит, 1947–1952 гг. (PDF). История Комиссии по атомной энергии США. 2. Юниверсити Парк, Пенсильвания: Издательство Пенсильванского государственного университета.
  8. ^ а б c d е Родос, Ричард (1995). Темное солнце: создание водородной бомбы. Нью-Йорк: Саймон и Шустер. ISBN  0-684-80400-X.
  9. ^ а б c d е ж грамм час я j k Парсонс, Кейт М .; Забалла, Роберт А. (26 июля 2017 г.). Бомбардировка Маршалловых островов: трагедия холодной войны. Издательство Кембриджского университета. С. 41–46. ISBN  9781108508742.
  10. ^ Херкен, Грегг: «Братство бомбы», примечания к главе 14 - №4. Генри Холт и Ко. 2002. Заметки доступны на сайте Brotherhoodofthebomb.com.
  11. ^ а б Теллер, Эдвард; Школа, Джудит (9 сентября 2009 г.). Мемуары: путешествие в двадцатый век в науке и политике. Кембридж, Массачусетс: издательство Perseus Publishing. ISBN  9780786751709.
  12. ^ «1 ноября 1952 года - Айви Майк». ОДВЗЯИ. Получено 22 января 2020.
  13. ^ «АТОМИКФОТОГРАФИЯ ИЗ ПРОШЛОГО» (PDF). Лос-Аламосская национальная лаборатория. Получено 22 января 2020.
  14. ^ «Дейтерий» (PDF). п. 8.
  15. ^ Райххардт, Тони (2 ноября 2017 г.). «Первая водородная бомба». Воздух и космос. Получено 22 января 2020.
  16. ^ а б c Хансен, Чак (1995). Мечи Армагеддона. III. Получено 2016-12-28.
  17. ^ а б c d е Gladeck, F. R .; Hallowell, J. H .; Martin, E.J .; McMullan, F.W .; Miller, R.H .; Пожега, Р .; Rogers, W. E .; Rowland, R.H .; Shelton, C.F .; Беркхаус, Л .; Davis, S .; Дойл, М. К .; Джонс, К. Б. (1982). Операция Плющ: 1952 (PDF). Оборонное ядерное агентство Соединенных Штатов Америки. п. 2.
  18. ^ Ровберри, Ариана (27 февраля 2014 г.). «Замок Браво: крупнейший ядерный взрыв в США». Brookings. Получено 9 января 2020.
  19. ^ Фабри, Меррилл (2 ноября 2015 г.). «Как выглядело первое испытание водородной бомбы». Время. Получено 19 января 2020.
  20. ^ Уокер, Джон (Июнь 2005 г.). "Компьютер наведения ядерной бомбы". Фурмилаб. Получено 2009-11-22.
  21. ^ Уокер, Джон (Июнь 2005 г.). «Компьютерные эффекты ядерной бомбы, пересмотренное издание 1962 года, на основе данных по воздействию ядерного оружия, пересмотренное издание» Максимальный радиус огненного шара, представленный на компьютере, является средним между радиусом для воздушных и наземных взрывов. Таким образом, радиус огненного шара для поверхностного взрыва на 13 процентов больше указанного, а для воздушного взрыва - на 13 процентов меньше. "". Фурмилаб. Получено 2009-11-22.
  22. ^ "Макет". Remm.nlm.gov. Получено 2013-11-30.
  23. ^ Blades, Дэвид М. Блейдс; Сиракуза, Джозеф М. (1 мая 2014 г.). История ядерных испытаний в США и их влияние на ядерную мысль, 1945–1963 гг.. Роуман и Литтлфилд. п. 54. ISBN  9781442232013. Получено 21 января 2020.
  24. ^ «Операция Ivy 1952 - атолл Эниветок, Маршалловы острова». Архив ядерного оружия. 14 мая 1999 года. Получено 9 января 2020.
  25. ^ Froehlich, M.B .; Chan, W.Y .; Tims, S.G .; Fallon, S.J .; Файфилд, Л. (Декабрь 2016 г.). «Запись с временным разрешением изотопов 236U и 239,240Pu из коралла, растущего во время программы ядерных испытаний на атолле Эниветок (Маршалловы острова)». Журнал экологической радиоактивности. 165: 197–205. Дои:10.1016 / j.jenvrad.2016.09.015. PMID  27764678.
  26. ^ Buesseler, Ken O .; Шаретт, Мэтью А .; Пайк, Стивен М .; Хендерсон, Пол Б .; Кипп, Лорен Э. (апрель 2018 г.). «Сохраняющаяся радиоактивность на атоллах Бикини и Эниветак». Наука об окружающей среде в целом. 621: 1185–1198. Bibcode:2018ScTEn.621.1185B. Дои:10.1016 / j.scitotenv.2017.10.109. PMID  29096952.
  27. ^ Hughes, Emlyn W .; Молина, Моника Роуко; Абелла, Маверик К. И. Л .; Николич-Хьюз, Ивана; Рудерман, Малвин А. (30 июля 2019 г.). «Радиационные карты океанических отложений из кратера Кастл Браво». Труды Национальной академии наук. 116 (31): 15420–15424. Bibcode:2019PNAS..11615420H. Дои:10.1073 / pnas.1903478116. ЧВК  6681739. PMID  31308235.
  28. ^ Colvin, J.D .; Mitchell, C.K .; Greig, J. R .; Мерфи, Д. П .; Pechacek, R.E .; Роли, М. (1987). «Эмпирическое исследование вызванной ядерным взрывом молнии, наблюдаемой на IVY-MIKE». Журнал геофизических исследований. 92 (D5): 5696. Bibcode:1987JGR .... 92.5696C. Дои:10.1029 / JD092iD05p05696.
  29. ^ Чемберлен, Крейг (14 января 2019 г.). «Новая книга рассказывает историю секретной голливудской студии, которая сформировала ядерный век». Бюро новостей Иллинойса.
  30. ^ «Лекция 14 по ядерной войне, написанная профессором Грантом Дж. Мэтьюзом из Университета Нотр-Дам OpenCourseWare. Уравнение скорости механического удара». Архивировано из оригинал на 2013-12-19.
  31. ^ а б Варт, Спенсер (2012). Рост ядерного страха. Издательство Гарвардского университета. п. 80. ISBN  9780674065062.
  32. ^ "АТОМ: Дорога за пределы Elugelab". Время. 63 (15). 12 апреля 1954 г. с. 23. Получено 21 января 2020.
  33. ^ Аксельрод, Алан (10 декабря 2009 г.). Настоящая история холодной войны: новый взгляд на прошлое. Стерлинг. стр.156. ISBN  9781402763021. Получено 21 января 2020.
  34. ^ Форд, Кеннет; Уилер, Джон Арчибальд (18.06.2010). Геоны, черные дыры и квантовая пена: жизнь в физике. W. W. Norton & Company. п. 227. ISBN  9780393079487. Получено 2013-12-21.
  35. ^ "F-84G-5-RE Thunderjet Серийный номер 51-1040". Тихоокеанские затонувшие корабли. Получено 9 января 2020.
  36. ^ Вулвертон, Марк (2009). «В грибное облако Большинство пилотов устремились бы подальше от термоядерного взрыва». Журнал Air & Space. Смитсоновский институт (август). Получено 9 января 2020.
  37. ^ Атомная энергетическая лаборатория Ноллса (КАПЛ) (2010). Нуклиды и изотопы - Таблица нуклидов (17-е изд.). Скенектади, Нью-Йорк: Bechtel Marine Propulsion Corporation.
  38. ^ Надь, Шандор (25 августа 2009 г.). Радиохимия и ядерная химия -. я. Публикации EOLSS. С. 91–92. ISBN  9781848261266. Получено 21 января 2020.

дальнейшее чтение

  • Чак Хансен, Ядерное оружие США: тайная история (Арлингтон: AeroFax, 1988)

внешняя ссылка

Координаты: 11 ° 40′0 ″ с.ш. 162 ° 11′13 ″ в.д. / 11,66667 ° с.ш.162,18694 ° в. / 11.66667; 162.18694