«Маленький мальчик» — название типа атомной бомбы , использованной при бомбардировке японского города Хиросима 6 августа 1945 года во время Второй мировой войны , что сделало ее первым ядерным оружием, использованным в войне. Бомба была сброшена самолетом Boeing B-29 Superfortress Enola Gay, пилотируемым полковником Полом Тиббетсом-младшим , командиром 509-й смешанной группы , и капитаном Робертом А. Льюисом . Он взорвался с энергией около 15 килотонн в тротиловом эквиваленте (63 ТДж ) и вызвал массовую гибель людей и разрушения по всему городу. Бомбардировка Хиросимы стала вторым ядерным взрывом в истории после ядерного испытания «Тринити» .
«Маленький мальчик» был разработан группой лейтенант-коммандера Фрэнсиса Бёрча в Лос-Аламосской лаборатории Манхэттенского проекта во время Второй мировой войны и представлял собой переработку заброшенной ядерной бомбы «Тонкий человек ». Как и Тонкий Человек, это было оружие деления пистолетного типа . Его взрывная сила была получена в результате ядерного деления урана -235 , тогда как Тонкий Человек был основан на делении плутония-239 . Деление осуществлялось путем выстрела полого цилиндра («пуля») в твердый цилиндр из того же материала («мишень») с помощью заряда нитроцеллюлозного пороха. В «Маленьком мальчике» содержалось 64 килограмма (141 фунт) высокообогащенного урана , хотя ядерному делению подверглось менее килограмма. Его компоненты производились на трех разных заводах, чтобы ни у кого не было копии полной конструкции. В отличие от конструкции имплозии, которая требовала сложной координации кумулятивных зарядов взрывчатого вещества, считалось, что конструкция пушечного типа почти наверняка сработает, поэтому она никогда не подвергалась испытаниям до ее первого использования в Хиросиме.
После войны был изготовлен ряд компонентов для дальнейших бомб Little Boy. К 1950 году было создано всего пять комплектных единиц оружия, которые к ноябрю 1950 года были сняты с вооружения.
Есть две основные версии того, как первые атомные бомбы получили свои названия.
Физик из Лос-Аламоса и проекта «Альберта» Роберт Сербер спустя много десятилетий после этого заявил, что назвал первые два проекта атомной бомбы во время Второй мировой войны, основываясь на их форме: « Тонкий человек» и «Толстяк» . «Тонкий человек» представлял собой длинное тонкое устройство, а его название произошло от детективного романа Дэшила Хэммета и серии фильмов о «Тонком человеке» . «Толстяк» был круглым и толстым, поэтому его назвали в честь Каспера Гутмана, круглого персонажа из романа Хэммета 1930 года « Мальтийский сокол» , которого в киноверсии 1941 года сыграл Сидни Гринстрит . Другие назвали «Маленького мальчика» отсылкой к «Тонкому человеку», поскольку он был основан на его дизайне. [1]
В сентябре 1945 года другой физик проекта «Альберта», Норман Ф. Рэмси , в своей краткой «Истории проекта А» заявил, что первые конструкции форм баллистических испытаний бомбы назывались (неуказанно) «Тонким человеком» и «Толстяком». «Представители ВВС» из «соображений безопасности», чтобы их разговоры по телефону звучали «так, как если бы они модифицировали самолет для перевозки Рузвельта (Тонкого человека) и Черчилля (Толстяка)», а не модифицировали B- 29 для перевозки двух атомных бомб в рамках проекта Silverplate осенью 1943 года. [2] [3]
Другое объяснение названий, взятое из засекреченной истории проекта «Серебряная пластина» ВВС США 1950-х годов, предполагает возможное примирение двух приведенных выше версий: термины «Тонкий человек» и «Толстяк» были впервые разработаны кем-то из из Лос-Аламоса (т.е. Сербера), но были сознательно приняты офицерами Silverplate, когда они принимали собственные кодовые имена для своего проекта (включая «Silverplate»). Поскольку Silverplate предполагал модификацию B-29 для секретных целей, намеренное использование кодовых названий, которые соответствовали бы модификации машин для Рузвельта и Черчилля, хорошо послужило бы их потребностям. [4]
Из-за своей кажущейся простоты конструкция ядерного оружия пушечного типа была первым подходом, который использовали ученые, работавшие над конструкцией бомбы во время Манхэттенского проекта. В 1942 году еще не было известно, какой из двух одновременно разрабатываемых путей создания расщепляющихся материалов — уран-235 или плутоний-239 — будет успешным, и существовали ли существенные различия между двумя видами топлива, которые могли бы повлиять на проектные работы. Координация действий с британскими учёными в мае 1942 года убедила американских учёных во главе с Дж. Робертом Оппенгеймером , что атомную бомбу сконструировать несложно и что трудность будет заключаться лишь в производстве топлива. Ранние расчеты, проведенные летом 1942 года физиками-теоретиками, работавшими над этим проектом, подтвердили идею о том, что ствол обычной артиллерийской пушки сможет придать достаточную скорость снаряду из делящегося материала. [5]
В первые годы проекта разрабатывалось несколько различных конструкций оружия, в том числе автокаталитическая сборка, зарождающаяся версия имплозии и альтернативные конструкции оружия (например, использование взрывчатки в качестве топлива или создание «двойного оружия» с двумя снарядами). , пока строились объекты по производству расщепляющихся материалов. Вера в то, что конструкция пушки станет простой инженерной задачей, как только появится топливо, привела к чувству оптимизма в Лос-Аламосе, хотя в начале 1943 года Оппенгеймер организовал небольшую исследовательскую группу для изучения имплозии в качестве запасного варианта. [6] Полная программа боеприпасов. по разработке конструкции оружия была основана в марте 1943 года при участии Э. Л. Роуза, опытного конструктора и инженера по оружию. Начались работы по изучению свойств стволов, внутренней и внешней баллистики, тамперов огнестрельного оружия. Сам Оппенгеймер руководил некоторыми аспектами работы, говоря Роузу, что «в настоящее время [май 1945 года] наши оценки настолько плохо обоснованы, что я думаю, что лучше мне взять на себя ответственность за их выдвижение». Вскоре он поручил эту работу капитану военно-морского флота Уильяму Стерлингу Парсонсу , который вместе с Эдом Макмилланом , Чарльзом Критчфилдом и Джозефом Хиршфельдером будет отвечать за воплощение теории в жизнь. [7]
Опасения, что примеси в реакторном плутонии сделают преддетонацию более вероятной, означали, что большая часть работ по проектированию пушки была сосредоточена на плутониевой пушке. Для достижения высоких скоростей снаряда плутониевая пушка имела длину 17 футов (5,2 м) и узкий диаметр, что предполагает ее кодовое название «Тонкий человек », что создавало значительные трудности при ее баллистическом сбрасывании с самолета и установке ее в бомбовый отсек самолета. Б -29 . [8]
Весной 1944 года Эмилио Дж. Сегре и его группа П-5 в Лос-Аламосе получили первые образцы плутония, произведенного в ядерном реакторе, графитовом реакторе Х-10 в Ок-Ридже. Анализируя его, они обнаружили, что наличие изотопа плутония-240 повышает скорость спонтанного деления плутония до неприемлемой величины. Предыдущие анализы плутония проводились на образцах, созданных циклотронами , и не содержали такого большого количества загрязняющего изотопа. Они пришли к выводу, что если бы полученный в реакторе плутоний использовался в конструкции пушечного типа, он взорвался бы раньше , что привело бы к саморазрушению оружия, прежде чем будут достигнуты условия для крупномасштабного взрыва. [9]
В результате открытия проблемы загрязнения Pu-240 в июле 1944 года почти все исследования в Лос-Аламосе были перенаправлены на плутониевое оружие имплозивного типа, а сама лаборатория была полностью реорганизована вокруг проблемы имплозии. Работа над оружием артиллерийского типа продолжалась в рамках Отдела боеприпасов Персона (О) для использования исключительно с высокообогащенным ураном в качестве топлива. Все проектирование, разработки и технические работы в Лос-Аламосе были сосредоточены под руководством группы лейтенанта-коммандера Фрэнсиса Берча . [10] В отличие от ядерного оружия имплозионного плутониевого типа и оружия деления плутониевого пушечного типа, урановое оружие пушечного типа было гораздо проще сконструировать. Поскольку скорострельная пушка отпала, общую длину ствола орудия можно было резко уменьшить, что позволило орудию без труда поместиться в бомбоотсек В-29. Хотя это и не было оптимальным использованием делящегося материала по сравнению с имплозивной конструкцией, оно рассматривалось как почти гарантированное оружие. Из-за меньшего размера по сравнению с «Тонким человеком» ему было присвоено кодовое название «Маленький мальчик», а плутониевой имплозивной бомбе — имя «Толстяк». [11] Иногда ее также называли конструкцией ядерной бомбы «Марк I», где «Марк II» относился к брошенному Тонкому Человеку, а «Марк III» к «Толстяку». [12]
Техническое задание на проектирование было завершено в феврале 1945 года, и были заключены контракты на изготовление компонентов. Были использованы три разных завода, чтобы ни у кого не было копии полной конструкции. Пушка и затвор были изготовлены на заводе военно-морских орудий в Вашингтоне, округ Колумбия; корпус мишени и некоторые другие компоненты от военно-морского артиллерийского завода в Сентер-Лайн, штат Мичиган ; а также хвостовой обтекатель и монтажные кронштейны от компании Expert Tool and Die Company в Детройте, штат Мичиган . [13] Бомба, за исключением урановой полезной нагрузки, была готова в начале мая 1945 года. [14] Манхэттенский районный инженер Кеннет Николс ожидал, что 1 мая 1945 года будет обогащенный уран «для одного оружия до 1 августа, а для второго — когда-нибудь». в декабре», при условии, что второе оружие будет пистолетного типа; рассматривалась возможность создания имплозивной бомбы для обогащенного урана, что позволило бы увеличить темпы производства. [15] Запуск снаряда из обогащенного урана был завершен 15 июня, а цель — 24 июля. [16] Мишень и предварительные сборки бомбы (частично собранные бомбы без делящихся компонентов) покинули военно-морскую верфь Хантерс-Пойнт , штат Калифорния, 16 июля на борту тяжелого крейсера USS Indianapolis , прибывшего 26 июля. [17] Целевые вставки, за которыми последовал воздух 30 июля. [16]
Хотя все его компоненты были индивидуально испытаны, [16] полных испытаний ядерного оружия пушечного типа до того, как «Маленький мальчик» был сброшен над Хиросимой , не проводилось . Единственный испытательный взрыв концепции ядерного оружия был в устройстве имплозивного типа, в котором в качестве делящегося материала использовался плутоний, и произошел 16 июля 1945 года во время ядерных испытаний Тринити . Было несколько причин не тестировать устройства типа Little Boy. В первую очередь речь шла о расщепляющемся материале. Ок-Ридж был спроектирован для производства около 30 килограммов обогащенного урана в месяц, а конструкция Little Boy использовала более 60 килограммов на одну бомбу. Таким образом, испытания оружия повлекут за собой значительную задержку его использования. (Для сравнения, завод в Хэнфорде был рассчитан на производство около 20 килограммов плутония в месяц, а каждая бомба «Толстяк» использовала только около 6 килограммов материала.) [18] Из-за простоты конструкции пушки лабораторные испытания могли установить, что его части сами по себе работали правильно - например, фиктивные снаряды можно было сбить в ствол орудия, чтобы убедиться, что они правильно «посажены» на фиктивную мишень. По сравнению с имплозионной схемой в отсутствие натурных испытаний было гораздо сложнее установить, достигнута ли необходимая одновременность сжатия. Хотя был по крайней мере один выдающийся ученый ( Эрнест О. Лоуренс ), который выступал за полномасштабное испытание, к весне 1945 года «Маленький мальчик» считался почти беспроигрышным вариантом, и ожидалось, что он будет иметь более высокую урожайность, чем «Маленький мальчик». Имплозионные бомбы первого поколения. [19]
Хотя «Маленький мальчик» имел различные предохранительные механизмы, случайный взрыв полностью собранного оружия был вполне возможен. Например, в случае крушения бомбардировщика, несущего устройство, полая «пуля» может попасть в «целевой» цилиндр, возможно, взорвав бомбу только под действием силы тяжести (хотя испытания показали, что это маловероятно), но легко создав критическую массу, которая могла бы выбрасывать опасное количество радиации. [20] Авария B-29 и последующий пожар могли привести к срабатыванию взрывчатки и детонации оружия. [21] При погружении в воду урановые компоненты подвергались эффекту замедлителя нейтронов , который не вызывал взрыва, но вызывал выброс радиоактивного загрязнения . По этой причине пилотам рекомендовали падать на суше, а не на море. [20] В конечном итоге Парсонс решил не допускать попадания взрывчатки в бомбу «Маленький мальчик» до тех пор, пока B-29 не взлетит, чтобы избежать риска крушения, которое могло бы разрушить или повредить военную базу, с которой было запущено оружие.
Маленький мальчик имел длину 120 дюймов (300 см), диаметр 28 дюймов (71 см) и весил примерно 9700 фунтов (4400 кг). [22] В конструкции использовался метод пушки, чтобы взрывным способом объединить полую докритическую массу обогащенного урана и твердый цилиндр-мишень в сверхкритическую массу, инициируя цепную ядерную реакцию . [23] Это было достигнуто путем стрельбы одним куском урана по другому с помощью четырех цилиндрических шелковых мешков с порошком кордита . Это было широко используемое бездымное топливо, состоящее из смеси 65 процентов нитроцеллюлозы , 30 процентов нитроглицерина , 3 процентов вазелина и 2 процентов карбамита , которое прессовали в трубчатые гранулы. Это давало ему большую площадь поверхности и зону быстрого горения, а также могло достигать давления до 40 000 фунтов на квадратный дюйм (280 000 кПа). Кордит для Little Boy военного времени был доставлен из Канады; Топливо для послевоенных Little Boys было получено из арсенала Пикатинни . [24] Бомба содержала 64 килограмма (141 фунт) обогащенного урана. Большая часть урана-235 была обогащена до 89%, но часть содержала только 50% урана-235, при среднем обогащении 80%. [23] Менее килограмма урана подверглось ядерному делению , и из этой массы только 0,7 грамма (0,025 унции) было преобразовано в несколько форм энергии, в основном кинетическую энергию , а также тепло и излучение. [25]
Внутри оружия материал уран-235 был разделен на две части по принципу пушки: «снаряд» и «мишень». Снаряд представлял собой полый цилиндр массой 60% от общей массы (38,5 кг [85 фунтов]). Он состоял из стопки из девяти урановых колец диаметром 6,25 дюйма (159 мм) каждое с отверстием диаметром 4 дюйма (100 мм) в центре и общей длиной 7 дюймов (180 мм), спрессованных вместе спереди. конец тонкостенного снаряда длиной 16,25 дюйма (413 мм). Оставшееся пространство за этими кольцами в снаряде заполнял диск из карбида вольфрама со стальной тыльной стороной. При воспламенении пуля снаряда проталкивалась на 42 дюйма (1100 мм) по гладкоствольному стволу орудия длиной 72 дюйма (1800 мм) и шириной 6,5 дюйма (170 мм). «Вставка» пули представляла собой 4-дюймовый цилиндр, 7 дюймов в длину и осевое отверстие диаметром 1 дюйм (25 мм). Пуля составляла 40% от общей делящейся массы (25,6 кг или 56 фунтов). Вставка представляла собой стопку из шести урановых дисков, похожих на шайбы, несколько толще, чем кольца снаряда, которые надевались на 1-дюймовый стержень. Затем этот стержень выдвигался вперед через тамперную пробку из карбида вольфрама, амортизирующую наковальню и ограничитель обратного хода носовой заглушки, в конечном итоге выступая из передней части корпуса бомбы. Вся эта сборка мишени закреплялась с обоих концов контргайками. [26] [27]
Когда снаряд с полой передней частью достигнет цели и скользит по мишенной вставке, собранная сверхкритическая масса урана будет полностью окружена тампером и отражателем нейтронов из карбида вольфрама и стали, причем общая масса обоих материалов составляет 2300 кг ( 5100 фунтов). [28] Нейтронные инициаторы внутри сборки активировались при попадании снаряда в мишень. [29]
В течение первых пятидесяти лет после 1945 года в каждом опубликованном описании и чертеже механизма «Маленький мальчик» предполагалось, что небольшой твердый снаряд выстреливается в центр более крупной неподвижной мишени. [30] Однако соображения критической массы диктовали, что в «Маленьком мальчике» снарядом будет более обширная полая деталь. 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 более крупная деталь избегала критичности перед сборкой за счет формы и минимального контакта с тампером из карбида вольфрама, отражающим нейтроны.
Отверстие в центре большей части рассеяло массу и увеличило площадь поверхности, позволив большему количеству нейтронов деления выйти наружу, тем самым предотвратив преждевременную цепную реакцию. [31] Но для того, чтобы эта более крупная полая деталь имела минимальный контакт с тампером, это должен быть снаряд, поскольку до взрыва с тампером контактировала только задняя часть снаряда. Остальная часть карбида вольфрама окружала целевой цилиндр докритической массы (названный конструкторами «вставкой») с воздушным пространством между ним и вставкой. Такая конструкция упаковывает максимальное количество делящегося материала в конструкцию пушки. [31]
Система взрывателя была рассчитана на срабатывание на самой разрушительной высоте, которая, как показали расчеты, составляла 580 метров (1900 футов). В нем использовалась трехступенчатая система блокировки: [32]
Предварительные сборки Little Boy получили обозначения L-1, L-2, L-3, L-4, L-5, L-6, L-7 и L-11. Из них L-1, L-2, L-5 и L-6 были израсходованы на испытательные сбросы. Первое испытание на падение 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 У. Тиббетсом , командир 509-й сводной группы . Еще два испытания на падение над морем были проведены 24 и 25 июля с использованием установок Л-2 и Л-5 для проверки всех компонентов. Тиббетс был пилотом обеих миссий, но на этот раз использовался бомбардировщик, впоследствии известный как Джабит . 29 июля Л-6 использовалась в качестве генеральной репетиции. B-29 Next Objective , пилотируемый майором Чарльзом Суини , вылетел на Иводзиму , где отрабатывались экстренные 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 в ходе испытания недалеко от Тиниана. L-11 был сборкой, использованной для бомбы на Хиросиму, и был полностью собран с ядерным топливом к 31 июля. [33] [34]
.jpg/1280px-Enola_Gay_(plane).jpg)
Парсонс, оружейник «Энолы Гэй » , был обеспокоен возможностью случайного взрыва в случае крушения самолета при взлете, поэтому он решил не загружать четыре мешка с кордитовым порохом в казенную часть орудия до тех пор, пока самолет не будет в полете. После взлета Парсонс и его помощник младший лейтенант Моррис Р. Джеппсон пробрались в бомбоотсек по узкому переходу по левому борту. Джеппсон держал фонарик, пока Парсонс отсоединял провода капсюля, снимал затвор, вставлял мешки с порохом, заменял затвор и снова подсоединял провода. Прежде чем набрать высоту при подлете к цели, Джеппсон переключил три предохранительные заглушки между электрическими разъемами внутренней батареи и ударно-спусковым механизмом с зеленого на красный. Тогда бомба была полностью вооружена. Джеппсон следил за цепями бомбы. [35]
Бомба была сброшена примерно в 08:15 (JST) 6 августа 1945 года. После падения в течение 44,4 секунды таймер и барометрический спусковой крючок привели в действие ударный 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 гипоцентр Нагасаки лежал в небольшой долине. По данным, опубликованным в 1945 году, в результате взрыва в Хиросиме погибло 66 000 человек, а ранения различной степени получили 69 000 человек. [36] По более поздним оценкам, число погибших достигло 140 000 человек. [37] По данным исследования стратегических бомбардировок США, из 24 158 солдат Императорской японской армии, находившихся в Хиросиме во время бомбардировки, 6 789 человек погибли или пропали без вести в результате бомбардировки. [38]
Точное измерение взрывной мощности бомбы было проблематичным, поскольку оружие никогда не подвергалось испытаниям. Президент Гарри С. Трумэн официально объявил, что мощность составила 20 килотонн в тротиловом эквиваленте (84 ТДж). Это было основано на визуальной оценке Парсонса, согласно которой взрыв был сильнее того, что он видел во время ядерного испытания «Тринити» . Поскольку эта мощность оценивалась в 18 килотонн в тротиловом эквиваленте (75 ТДж), составители речей округлили ее до 20 килотонн. Дальнейшее обсуждение было затем прекращено из-за опасений уменьшить воздействие бомбы на японцев. Данные были собраны Луисом Альваресом , Гарольдом Агнью и Лоуренсом Х. Джонстоном на инструментальном самолете The Great Artiste , но в то время они не использовались для расчета доходности. [39] Более точные оценки мощности бомбы и эквивалента обычных бомб были сделаны, когда после окончания войны было получено больше данных. По оценкам исследования 1985 года, мощность бомбы составляла около 15 килотонн в тротиловом эквиваленте (63 ТДж). [40]
После того, как Хиросима была выбрана в апреле 1945 года, она была избавлена от обычных бомбардировок и стала идеальной мишенью, где можно было наблюдать воздействие ядерной бомбы на неповрежденный город. [41] Хотя ущерб можно было изучить позже, энерговыработку непроверенной конструкции Little Boy можно было определить только в момент взрыва, используя инструменты, сброшенные на парашюте с самолета, летевшего в строю с тем, который сбросил бомбу. Данные, переданные по радио с этих приборов, показали мощность около 15 килотонн. [40]
Сравнивая этот выход с наблюдаемым ущербом, было получено эмпирическое правило, называемое правилом летальной площади 5 фунтов на квадратный дюйм (34 кПа ). Примерно все люди, находившиеся в зоне, где ударная волна имела такое избыточное давление или большее, будут убиты. [42] В Хиросиме эта территория составляла 3,5 километра (2,2 мили) в диаметре. [43]
Ущерб был вызван тремя основными эффектами: взрывом, огнем и радиацией. [44]
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, [45] аналогично грому, создаваемому молния. Знания о разрушении городских взрывов основаны в основном на исследованиях «Маленького мальчика» в Хиросиме. Зданиям в Нагасаки был нанесен аналогичный ущерб на таких же расстояниях, но бомба в Нагасаки взорвалась в 3,2 км (2,0 мили) от центра города на холмистой местности, на которой частично не было зданий. [46]
В Хиросиме почти все в пределах 1,6 км (1,0 мили) от точки, находящейся непосредственно под взрывом, было полностью разрушено, за исключением примерно 50 сильно армированных сейсмостойких бетонных зданий, от которых остались стоять только корпуса. Большинство из них были полностью выпотрошены, с вырванными окнами, дверями, створками и рамами. [47] Периметр серьезного повреждения от взрыва примерно повторял контур плотностью 5 фунтов на квадратный дюйм (34 кПа) на высоте 1,8 километра (1,1 мили).
Более поздние испытательные взрывы ядерного оружия рядом с домами и другими испытательными сооружениями подтвердили порог избыточного давления в 5 фунтов на квадратный дюйм. Обычные городские здания, испытавшие это явление, были раздавлены, опрокинуты или выпотрошены силой давления воздуха. На рисунке справа показано воздействие волны давления 5 фунтов на квадратный дюйм, созданной ядерной бомбой, на испытательную конструкцию в Неваде в 1953 году. [48]
Основным эффектом такого рода структурных повреждений было то, что они послужили топливом для пожаров, которые начались одновременно во всем регионе серьезных разрушений.
Первым эффектом взрыва стал ослепляющий свет, сопровождавшийся лучистым теплом от огненного шара. Огненный шар Хиросимы имел диаметр 370 метров (1200 футов) и температуру поверхности 6000 °C (10830 °F), что примерно соответствует температуре поверхности Солнца. [49] Около эпицентра все горючее загорелось. Одна известная анонимная жертва Хиросимы, сидевшая на каменных ступенях в 260 метрах (850 футов) от эпицентра, оставила только тень, поглотив тепло огненного шара, навсегда обесцветившее окружающий камень. [50] На всей территории, пострадавшей от взрыва, одновременно возникли пожары из-за жара огненного шара, опрокинутых печей и печей, коротких замыканий и т. д. Через двадцать минут после взрыва эти пожары слились в огненную бурю , втягивающую приземный воздух со всех сторон в разжечь ад, поглотивший все горючее. [51]
Огненная буря в Хиросиме имела диаметр примерно 3,2 км (2,0 мили), что близко соответствует зоне серьезного повреждения от взрыва. (См. карту USSBS [52] справа.) Поврежденные взрывом здания стали топливом для пожара. Строительные пиломатериалы и мебель были расколоты и разбросаны повсюду. Засыпанные мусором дороги мешали работе пожарных. Сломанные газовые трубы стали причиной пожара, а сломанные водопроводные трубы сделали гидранты бесполезными. [51] В Нагасаки пожары не смогли объединиться в единую огненную бурю, а площадь, пострадавшая от пожара, составила лишь четверть от площади Хиросимы, отчасти из-за юго-западного ветра, который отогнал пожары от города. [53]
Как видно на карте, огненный шторм в Хиросиме пересек естественные противопожарные преграды (русла рек), а также подготовленные противопожарные преграды. Распространение огня прекратилось только тогда, когда он достиг края поврежденной взрывом зоны, столкнувшись с меньшим количеством доступного топлива. [54] В отчете Манхэттенского проекта по Хиросиме подсчитано, что 60% непосредственных смертей были вызваны пожаром, но с оговоркой, что «многие люди вблизи центра взрыва получили смертельные ранения в результате более чем одного воздействия бомбы». [55]
Местные осадки — пыль и пепел из кратера бомбы, загрязненный радиоактивными продуктами деления. Он падает на землю с подветренной стороны от кратера и может, за счет одной только радиации, создать смертельную зону, 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» произошел в результате воздушного взрыва на высоте 580 метров (1900 футов) над землей, не было ни кратера от бомбы, ни местных радиоактивных осадков. [56]
Однако вспышка интенсивного нейтронного и гамма-излучения произошла непосредственно в результате деления урана. Его смертельный радиус составлял примерно 1,3 километра (0,8 мили), [57] [58] охватывая около половины площади огненной бури. По оценкам, 30% непосредственных погибших составили люди, получившие смертельные дозы этого прямого излучения, но умершие во время огненной бури до того, как их радиационные поражения стали очевидными. Более 6000 человек пережили взрыв и пожар, но умерли от радиационных поражений. [55] Среди выживших с травмами у 30% были лучевые поражения [59] , от которых они выздоровели, но с пожизненным увеличением риска рака . [60] [61] На сегодняшний день среди детей выживших не обнаружено никаких свидетельств наследственных заболеваний, связанных с радиацией. [62] [63] [64]
После завершения капитуляции Японии ученые Манхэттенского проекта начали немедленно обследовать город Хиросиму, чтобы лучше понять ущерб и, в частности, общаться с японскими врачами о последствиях радиации. В 1946 году это сотрудничество превратилось в Комиссию по жертвам атомной бомбы - совместный американо-японский проект по отслеживанию радиационных поражений среди выживших. В 1975 году его работу заменил Фонд исследования радиационных эффектов . [65]
В 1962 году учёные из Лос-Аламоса создали макет «Маленького мальчика», известный как «Проект Ичибан», чтобы ответить на некоторые оставшиеся без ответа вопросы о точной мощности радиации бомбы, что было бы полезно для установления критериев для интерпретации взаимосвязи между радиацией и радиацией. воздействие и последующие последствия для здоровья. Но прояснить все вопросы не удалось. В 1982 году Лос-Аламос создал точную копию Little Boy по оригинальным чертежам и спецификациям. Затем это было испытано с обогащенным ураном, но в безопасной конфигурации, не вызывающей ядерного взрыва. Для перемещения снаряда использовался гидравлический подъемник и проводились эксперименты по оценке нейтронного излучения. [66]
После окончания боевых действий в Хиросиму была отправлена исследовательская группа Манхэттенского проекта, в которую входили Уильям Пенни , Роберт Сербер и Джордж Т. Рейнольдс , чтобы оценить последствия взрыва. Оценив воздействие на объекты и конструкции, Пенни пришел к выводу, что мощность составила 12 ± 1 килотонн. [67] Более поздние расчеты, основанные на обугливании, показали мощность от 13 до 14 килотонн. [68] В 1953 году Фредерик Рейнс рассчитал мощность в 15 килотонн в тротиловом эквиваленте (63 ТДж). [39] На основании данных проекта «Ичибан» и данных о волнах давления « Великого артиста » мощность оценивалась в 1960-х годах в 16,6 ± 0,3 килотонны. [69] Обзор, проведенный ученым из Лос-Аламоса в 1985 году, на основе существующих взрывных, тепловых и радиологических данных, а также существующих на тот момент моделей воздействия оружия, пришел к выводу, что наилучшая оценка мощности составляла 15 килотонн в тротиловом эквиваленте. (63 ТДж) с погрешностью 20% (±3 уз). Для сравнения, наилучшее значение для бомбы Нагасаки было оценено как 21 килотонна в тротиловом эквиваленте (88 ТДж) с неопределенностью 10% (± 2 кт), причем разница в неопределенности обусловлена наличием лучших данных по последнему. [40]
Хотя «Маленький мальчик» взорвался с энергетическим эквивалентом около 15 килотонн в тротиловом эквиваленте, в 1946 году Исследование стратегических бомбардировок подсчитало, что такой же взрыв и пожар могли быть вызваны 2,1 килотоннами обычных бомб : бомб , 400 тонн фугасных бомб и 500 тонн противопехотных осколочных бомб ». [70] Поскольку цель была распределена по двумерной плоскости, вертикальная составляющая одиночного сферического ядерного взрыва была в значительной степени потрачена впустую. Схема кассетной бомбы с меньшими взрывами была бы более энергоэффективной для достижения цели. [70]
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 Хэнфордской площадки сильно пострадали от эффекта Вигнера . Столкнувшись с перспективой отсутствия больше плутония для новых ядер и полония для инициаторов уже произведенных ядер, 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. Никаких сборок Little Boy не было, и не удалось найти полный набор схем Little Boy, хотя имелись чертежи различных компонентов и запасы запасных частей. [71] [72]
На базе Сандия три армейских офицера, капитаны Альберт Бетел, Ричард Мейер и Бобби Гриффин, попытались воссоздать Маленького Мальчика. Их курировал Харлоу В. Расс, эксперт по «Маленькому мальчику», который работал в проекте «Альберта» на Тиниане и теперь был руководителем группы Z-11 отдела Z Лос-Аламосской лаборатории в Сандии. Постепенно им удалось найти правильные чертежи и детали и понять, как они сочетаются друг с другом. В конце концов они построили шесть сборок Little Boy. Хотя корпуса, стволы и компоненты были испытаны, обогащенный уран для бомб не был поставлен. К началу 1947 года проблема, вызванная эффектом Вигнера, была на пути к решению, и трое офицеров были переведены на другие должности. [71] [72]
В 1947 году Управление вооружений ВМФ начало производить 25 «доработанных» механических сборок Little Boy для использования на авианосцах Lockheed P2V Neptune, способных нести ядерное оружие ( которые могли запускаться с авианосцев класса Midway , но не приземляться ). . Компоненты производились на военно-морских артиллерийских заводах в Покателло, штат Айдахо , и Луисвилле, штат Кентукки . К 1948 году было доступно достаточно расщепляющегося материала для создания десяти снарядов и мишеней, хотя инициаторов хватило только на шесть. Однако к концу 1948 года никаких расщепляющихся компонентов произведено не было, и были доступны только две внешние оболочки. [73] К концу 1950 года было построено только пять полных агрегатов Little Boy. К ноябрю 1950 года все вышли на пенсию. [74]
Смитсоновский институт выставлял «Маленького мальчика» (полный, за исключением обогащенного урана) до 1986 года. Министерство энергетики забрало оружие из музея, чтобы удалить его внутренние компоненты, чтобы бомбу нельзя было украсть и взорвать с расщепляющимся материалом. В 1993 году правительство вернуло опустошенный корпус Смитсоновскому институту. Еще три обезвреженные бомбы выставлены в Соединенных Штатах; другой находится в Имперском военном музее в Лондоне. [30]
