La première bombe nucléaire d'URSS. Armes nucléaires en URSS

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Le travail long et difficile des physiciens. Le début des travaux sur la fission nucléaire en URSS peut être considéré comme les années 1920. Depuis les années 1930, la physique nucléaire est devenue l'une des principales directions de la science physique nationale et, en octobre 1940, pour la première fois en URSS, un groupe de scientifiques soviétiques a proposé d'utiliser l'énergie atomique à des fins militaires, en soumettant une demande. au Département des Inventions de l'Armée Rouge "Sur l'utilisation de l'uranium comme substance explosive et toxique".

En avril 1946, le bureau d'études KB-11 (aujourd'hui Centre nucléaire fédéral russe - VNIIEF) a été créé au Laboratoire n°2 - l'une des entreprises les plus secrètes pour le développement d'armes nucléaires nationales, dont le concepteur en chef était Yuli Khariton. . L'usine n° 550 du Commissariat du Peuple aux Munitions, qui produisait des douilles d'obus d'artillerie, a été choisie comme base pour le déploiement du KB-11.

L'installation top-secrète était située à 75 kilomètres de la ville d'Arzamas (région de Gorki, aujourd'hui région de Nijni Novgorod), sur le territoire de l'ancien monastère de Sarov.

KB-11 était chargé de créer une bombe atomique en deux versions. Dans le premier d’entre eux, la substance active devrait être le plutonium, dans le second, l’uranium 235. Au milieu de 1948, les travaux sur l'option uranium furent arrêtés en raison de son efficacité relativement faible par rapport au coût des matières nucléaires.

La première bombe atomique nationale portait la désignation officielle RDS-1. Il a été déchiffré de différentes manières : « La Russie le fait elle-même », « La Patrie le donne à Staline », etc. Mais dans le décret officiel du Conseil des ministres de l'URSS du 21 juin 1946, il était crypté comme « Moteur à réaction spécial » (« S »).

La création de la première bombe atomique soviétique RDS-1 a été réalisée en tenant compte des matériaux disponibles selon le schéma de la bombe américaine au plutonium testée en 1945. Ces documents ont été fournis par les services de renseignement étrangers soviétiques. Une source d'information importante était Klaus Fuchs, un physicien allemand qui a participé aux travaux sur les programmes nucléaires des États-Unis et de la Grande-Bretagne.

Les matériaux de renseignement sur la charge américaine au plutonium pour bombe atomique ont permis de réduire le temps nécessaire à la création de la première charge soviétique, même si bon nombre des solutions techniques du prototype américain n'étaient pas les meilleures. Dès les premiers stades, les spécialistes soviétiques pouvaient proposer les meilleures solutions, tant pour la charge dans son ensemble que pour ses composants individuels. Par conséquent, la première charge de bombe atomique testée par l’URSS était plus primitive et moins efficace que la version originale de la charge proposée par les scientifiques soviétiques au début de 1949. Mais afin de démontrer de manière fiable et rapide que l'URSS possède également des armes atomiques, il a été décidé d'utiliser lors du premier test une charge créée selon la conception américaine.

La charge de la bombe atomique RDS-1 se présentait sous la forme d'une structure multicouche dans laquelle le transfert de la substance active, le plutonium, à un état supercritique était effectué en la comprimant à travers une onde de détonation sphérique convergente dans l'explosif.

RDS-1 était une bombe atomique d'avion pesant 4,7 tonnes, d'un diamètre de 1,5 mètres et d'une longueur de 3,3 mètres.

Il a été développé en relation avec l'avion Tu-4, dont la soute à bombes permettait le placement d'un « produit » d'un diamètre ne dépassant pas 1,5 mètre. Le plutonium a été utilisé comme matière fissile dans la bombe.

Structurellement, la bombe RDS-1 consistait en une charge nucléaire ; engin explosif et système de détonation automatique de charge avec systèmes de sécurité ; le corps balistique de la bombe aérienne, qui abritait la charge nucléaire et la détonation automatique.

Pour produire une charge de bombe atomique, une usine a été construite dans la ville de Chelyabinsk-40 dans le sud de l'Oural sous le numéro conditionnel 817 (maintenant l'Association de production de l'entreprise unitaire d'État fédérale Mayak). L'usine était le premier réacteur industriel soviétique de production. plutonium, une usine radiochimique pour séparer le plutonium d'un réacteur à uranium irradié et une usine pour produire des produits à partir de plutonium métallique.

Le réacteur de l'usine 817 a atteint sa pleine capacité en juin 1948 et, un an plus tard, l'usine a reçu la quantité de plutonium requise pour fabriquer la première charge d'une bombe atomique.

Le site d'essai où il était prévu de tester la charge a été choisi dans la steppe d'Irtych, à environ 170 kilomètres à l'ouest de Semipalatinsk au Kazakhstan. Une plaine d'un diamètre d'environ 20 kilomètres, entourée au sud, à l'ouest et au nord par des montagnes basses, a été réservée au site d'essai. A l'est de cet espace se trouvaient de petites collines.

La construction du terrain d'entraînement, appelé terrain d'entraînement n° 2 du ministère des Forces armées de l'URSS (plus tard ministère de la Défense de l'URSS), a commencé en 1947 et, en juillet 1949, il était en grande partie achevé.

Au centre du champ expérimental, une tour en treillis métallique de 37,5 mètres de haut a été montée, conçue pour installer la charge RDS-1.

À une distance d'un kilomètre du centre, un bâtiment souterrain a été construit pour accueillir des équipements permettant d'enregistrer les flux de lumière, de neutrons et de gamma d'une explosion nucléaire. Pour étudier l'impact d'une explosion nucléaire, des sections de tunnels de métro, des fragments de pistes d'aérodrome ont été construits sur le terrain expérimental et des échantillons d'avions, de chars, de lance-roquettes d'artillerie et de superstructures de navires de divers types ont été placés. Pour assurer le fonctionnement du secteur physique, 44 structures ont été construites sur le site d'essai et un réseau de câbles d'une longueur de 560 kilomètres a été posé.

Le 5 août 1949, la commission gouvernementale chargée des tests du RDS-1 a donné un avis sur l'état de préparation complet du site d'essai et a proposé d'effectuer des tests détaillés des opérations d'assemblage et de détonation du produit dans un délai de 15 jours. Le test était prévu pour les derniers jours du mois d'août. Igor Kurchatov a été nommé directeur scientifique de l'essai.

Entre le 10 et le 26 août, 10 répétitions ont été organisées pour contrôler le champ d'essai et l'équipement de détonation de charges, ainsi que trois exercices d'entraînement avec le lancement de tous les équipements et quatre détonations d'explosifs grandeur nature avec une boule en aluminium de détonation automatique.

Le 21 août, une charge de plutonium et quatre fusibles à neutrons ont été livrés au site d'essai par un train spécial, dont l'un devait servir à faire exploser une ogive.

Le 24 août, Kurchatov est arrivé au terrain d'entraînement. Le 26 août, tous les travaux préparatoires sur le site étaient terminés.

Kurchatov a donné l'ordre de tester le RDS-1 le 29 août à huit heures du matin, heure locale.

Le 28 août à quatre heures de l'après-midi, une charge de plutonium et ses fusibles à neutrons ont été livrés à l'atelier près de la tour. Vers midi, dans l'atelier d'assemblage du site au centre du champ, l'assemblage final du produit a commencé - l'insertion de l'unité principale dans celui-ci, c'est-à-dire une charge de plutonium et un fusible à neutrons. Le 29 août à trois heures du matin, l'installation du produit était terminée.

À six heures du matin, la charge était portée sur la tour d'essai, elle était équipée de fusibles et connectée au circuit de démolition.

En raison de la dégradation des conditions météorologiques, il a été décidé de déplacer l'explosion une heure plus tôt.

A 6h35, les opérateurs ont mis le système d'automatisation sous tension. A 6,48 minutes, la machine de terrain était allumée. 20 secondes avant l'explosion, le connecteur principal (interrupteur) reliant le produit RDS-1 au système de contrôle automatique était allumé.

Le 29 août 1949, à sept heures précises du matin, toute la zone était éclairée par une lumière éblouissante, ce qui indiquait que l'URSS avait terminé avec succès le développement et les tests de sa première charge de bombe atomique.

20 minutes après l'explosion, deux chars équipés d'une protection en plomb ont été envoyés au centre du champ pour effectuer une reconnaissance radiologique et inspecter le centre du champ. La reconnaissance a déterminé que toutes les structures au centre du terrain avaient été démolies. A l'emplacement de la tour, un cratère s'est ouvert ; le sol au centre du champ a fondu et une croûte continue de scories s'est formée. Les bâtiments civils et les structures industrielles ont été totalement ou partiellement détruits.

L'équipement utilisé dans l'expérience a permis d'effectuer des observations optiques et des mesures du flux de chaleur, des paramètres des ondes de choc, des caractéristiques du rayonnement neutronique et gamma, de déterminer le niveau de contamination radioactive de la zone dans la zone de l'explosion et le long la trace du nuage d'explosion et étudier l'impact des facteurs dommageables d'une explosion nucléaire sur les objets biologiques.

L'énergie libérée par l'explosion était de 22 kilotonnes (en équivalent TNT).

Pour le développement et les tests réussis d'une charge pour bombe atomique, plusieurs décrets fermés du Présidium du Soviet suprême de l'URSS en date du 29 octobre 1949 ont décerné des ordres et des médailles de l'URSS à un grand groupe d'éminents chercheurs, concepteurs et technologues; beaucoup ont reçu le titre de lauréats du prix Staline et les développeurs directs de la charge nucléaire ont reçu le titre de héros du travail socialiste.

À la suite du test réussi du RDS-1, l'URSS a aboli le monopole américain sur la possession d'armes atomiques, devenant ainsi la deuxième puissance nucléaire du monde.

Le matériel a été préparé sur la base des informations de RIA Novosti et de sources ouvertes

En Union soviétique, dès 1918, des recherches sur la physique nucléaire étaient menées, préparant le test de la première bombe atomique de l'URSS. A Leningrad, à l'Institut du Radium, en 1937, est lancé un cyclotron, le premier en Europe. « En quelle année a eu lieu le premier essai de bombe atomique en URSS ? - tu demandes. Vous découvrirez la réponse très bientôt.

En 1938, le 25 novembre, une commission sur le noyau atomique est créée par décret de l'Académie des sciences. Il comprenait Sergueï Vavilov, Abram Alikhanov, Abram Iofe et d'autres. Ils furent rejoints deux ans plus tard par Isai Gurevich et Vitaly Khlopin. À cette époque, des recherches nucléaires étaient déjà menées dans plus de 10 instituts scientifiques. La même année, l'Académie des sciences de l'URSS a créé la Commission sur l'eau lourde, qui deviendra plus tard connue sous le nom de Commission des isotopes. Après avoir lu cet article, vous apprendrez comment la préparation et les tests de la première bombe atomique ont été effectués en URSS.

Construction d'un cyclotron à Leningrad, découverte de nouveaux minerais d'uranium

En septembre 1939, la construction d'un cyclotron commença à Leningrad. En avril 1940, il fut décidé de créer une usine pilote qui produirait 15 kg d'eau lourde par an. Cependant, en raison de la guerre qui a éclaté à cette époque, ces plans n’ont pas été mis en œuvre. En mai de la même année, Yu. Khariton, Ya Zeldovich et N. Semenov ont proposé leur théorie du développement d'une réaction nucléaire en chaîne dans l'uranium. Dans le même temps, les travaux de découverte de nouveaux minerais d'uranium ont commencé. Ce furent les premières étapes qui conduisirent à la création et aux essais d’une bombe atomique en URSS plusieurs années plus tard.

L'idée des physiciens d'une future bombe atomique

De nombreux physiciens de la fin des années 30 au début des années 40 avaient déjà une idée approximative de ce à quoi cela ressemblerait. L’idée était de concentrer assez rapidement en un seul endroit une certaine quantité (supérieure à une masse critique) de matière fissile sous l’influence des neutrons. Après cela, une augmentation semblable à une avalanche du nombre de désintégrations atomiques devrait commencer. Autrement dit, ce sera une réaction en chaîne, à la suite de laquelle une énorme charge d'énergie sera libérée et une puissante explosion se produira.

Problèmes rencontrés lors de la création de la bombe atomique

Le premier problème était d’obtenir de la matière fissile en volume suffisant. Dans la nature, la seule substance de ce type qui pourrait être trouvée est un isotope de l'uranium de masse 235 (c'est-à-dire le nombre total de neutrons et de protons dans le noyau), autrement dit l'uranium 235. La teneur de cet isotope dans l'uranium naturel ne dépasse pas 0,71 % (uranium 238 - 99,2 %). De plus, la teneur en substances naturelles du minerai est au mieux de 1 %. Par conséquent, l’isolement de l’uranium 235 s’est avéré une tâche plutôt difficile.

Comme il est vite devenu clair, une alternative à l’uranium est le plutonium 239. On ne le trouve quasiment jamais dans la nature (il est 100 fois moins abondant que l’uranium 235). Il peut être obtenu à des concentrations acceptables dans les réacteurs nucléaires en irradiant l'uranium 238 avec des neutrons. La construction d'un réacteur à cet effet présentait également des difficultés importantes.

Le troisième problème était qu’il n’était pas facile de collecter la quantité requise de matières fissiles en un seul endroit. En rapprochant les parties sous-critiques, même très rapidement, des réactions de fission commencent à s'y produire. L'énergie libérée dans ce cas peut ne pas permettre à la majeure partie des atomes de participer au processus de fission. Sans avoir le temps de réagir, ils s'envoleront.

Invention de V. Maslov et V. Spinelle

V. Maslov et V. Spinel de l'Institut physico-technique de Kharkov ont demandé en 1940 l'invention de munitions basées sur l'utilisation d'une réaction en chaîne qui déclenche la fission spontanée de l'uranium 235, sa masse supercritique, créée à partir de plusieurs les sous-critiques, séparés par un explosif, impénétrables aux neutrons et détruits par explosion. L'opérabilité d'une telle charge soulève de grands doutes, mais un certificat pour cette invention a néanmoins été obtenu. Cependant, cela ne s'est produit qu'en 1946.

Schéma de canon américain

Pour les premières bombes, les Américains avaient l'intention d'utiliser un modèle de canon utilisant un véritable canon de canon. Avec son aide, une partie de la matière fissile (sous-critique) a été projetée dans une autre. Mais on s'est vite rendu compte qu'un tel système n'était pas adapté au plutonium en raison du fait que la vitesse d'approche était insuffisante.

Construction d'un cyclotron à Moscou

En 1941, le 15 avril, le Conseil des commissaires du peuple décida de commencer la construction d'un puissant cyclotron à Moscou. Cependant, après le début de la Grande Guerre patriotique, presque tous les travaux dans le domaine de la physique nucléaire, destinés à rapprocher le premier essai de bombe atomique en URSS, ont été arrêtés. De nombreux physiciens nucléaires se sont retrouvés au front. D’autres ont été réorientés vers des domaines plus urgents, comme il semblait alors.

Recueillir des informations sur la question nucléaire

Depuis 1939, la 1ère Direction du NKVD et le GRU de l'Armée rouge collectent des informations sur le problème nucléaire. En 1940, en octobre, le premier message fut reçu de D. Cairncross, qui parlait de projets visant à créer une bombe atomique. Cette question a été examinée par le Comité scientifique britannique, sur lequel Cairncross a travaillé. À l’été 1941, un projet de bombe appelé « Tube Alloys » fut approuvé. Au début de la guerre, l’Angleterre était l’un des leaders mondiaux en matière de développement nucléaire. Cette situation est née en grande partie grâce à l'aide de scientifiques allemands qui ont fui vers ce pays lorsque Hitler est arrivé au pouvoir.

K. Fuchs, membre du KKE, était l'un d'entre eux. Il se rendit à l'ambassade soviétique à l'automne 1941, où il rapporta qu'il détenait des informations importantes sur les armes puissantes créées en Angleterre. S. Kramer et R. Kuchinskaya (opérateur radio Sonya) ont été chargés de communiquer avec lui. Les premiers radiogrammes envoyés à Moscou contenaient des informations sur une méthode spéciale de séparation des isotopes de l'uranium, de diffusion de gaz, ainsi que sur une usine en construction à cet effet au Pays de Galles. Après six transmissions, la communication avec Fuchs fut perdue.

L'essai de la bombe atomique en URSS, dont la date est aujourd'hui largement connue, a également été préparé par d'autres agents du renseignement. Ainsi, aux États-Unis, Semenov (Twain) rapportait fin 1943 qu'E. Fermi à Chicago avait réussi à réaliser la première réaction en chaîne. La source de cette information était le physicien Pontecorvo. Dans le même temps, grâce aux renseignements étrangers, des travaux confidentiels de scientifiques occidentaux concernant l'énergie atomique, datés de 1940 à 1942, furent reçus d'Angleterre. Les informations qu'ils contenaient confirmaient que de grands progrès avaient été réalisés dans la création de la bombe atomique.

L'épouse de Konenkov (photo ci-dessous), un célèbre sculpteur, a travaillé avec d'autres en reconnaissance. Elle se rapproche d’Einstein et Oppenheimer, les plus grands physiciens, et les influence longtemps. L. Zarubina, une autre résidente aux USA, faisait partie du cercle des personnes d'Oppenheimer et L. Szilard. Avec l'aide de ces femmes, l'URSS a réussi à introduire des agents à Los Alamos, Oak Ridge et au Laboratoire de Chicago, les plus grands centres de recherche nucléaire d'Amérique. Des informations sur la bombe atomique aux États-Unis ont été transmises aux renseignements soviétiques en 1944 par les Rosenberg, D. Greenglass, B. Pontecorvo, S. Sake, T. Hall et K. Fuchs.

En 1944, début février, L. Beria, commissaire du peuple du NKVD, tint une réunion des dirigeants du renseignement. Il a été décidé de coordonner la collecte d'informations liées au problème atomique, qui transitaient par le GRU de l'Armée rouge et le NKVD. A cet effet, le département « C » a été créé. En 1945, le 27 septembre, elle est organisée. Ce département était dirigé par P. Sudoplatov, commissaire britannique.

Fuchs a transmis une description de la conception de la bombe atomique en janvier 1945. Les renseignements, entre autres, ont également obtenu des documents sur la séparation des isotopes de l'uranium par des méthodes électromagnétiques, des données sur le fonctionnement des premiers réacteurs, des instructions pour la production de bombes au plutonium et à l'uranium, des données sur la taille de la masse critique du plutonium et de l'uranium. , sur la conception des lentilles explosives, sur le plutonium-240, sur la séquence et le calendrier des opérations d'assemblage et de production des bombes. Les informations concernaient également la méthode de mise en action de l'initiateur de la bombe et la construction d'installations spéciales pour la séparation des isotopes. Des entrées de journal ont également été obtenues, contenant des informations sur le premier essai d'explosion d'une bombe aux États-Unis en juillet 1945.

Les informations reçues par ces canaux ont accéléré et facilité la tâche assignée aux scientifiques soviétiques. Les experts occidentaux pensaient que l'URSS ne pourrait créer une bombe qu'en 1954-1955. Cependant, ils avaient tort. Le premier essai d’une bombe atomique en URSS a eu lieu en août 1949.

De nouvelles étapes dans la création de la bombe atomique

En avril 1942, M. Pervukhin, commissaire du peuple à l'industrie chimique, prit connaissance, sur ordre de Staline, de documents relatifs aux travaux menés à l'étranger sur la bombe atomique. Pour évaluer les informations présentées dans le rapport, Pervukhin a proposé de créer un groupe de spécialistes. Il comprenait, sur la recommandation d'Ioffe, les jeunes scientifiques Kikoin, Alikhanov et Kurchatov.

En 1942, le 27 novembre, le décret du GKO « Sur l'extraction de l'uranium » fut publié. Il prévoyait la création d'un institut spécial, ainsi que le démarrage des travaux de transformation et d'extraction des matières premières et d'exploration géologique. Tout cela était censé être réalisé pour que la première bombe atomique soit testée le plus rapidement possible en URSS. L'année 1943 est marquée par le début de l'extraction et du traitement du minerai d'uranium au Tadjikistan, à la mine de Tabarsh. Le plan était de 4 tonnes de sels d'uranium par an.

Les scientifiques précédemment mobilisés sont rappelés du front à ce moment-là. La même année 1943, le 11 février, est organisé le Laboratoire n°2 de l'Académie des sciences. Kurchatov en fut nommé chef. Elle était censée coordonner les travaux de création d'une bombe atomique.

En 1944, les renseignements soviétiques ont reçu un ouvrage de référence contenant des informations précieuses sur la disponibilité des réacteurs uranium-graphite et la détermination des paramètres des réacteurs. Cependant, l'uranium nécessaire au chargement même d'un petit réacteur nucléaire expérimental n'était pas encore disponible dans notre pays. En 1944, le 28 septembre, le gouvernement de l'URSS obligea le NKCM à remettre les sels d'uranium et l'uranium au fonds d'État. Le laboratoire n°2 s'est vu confier la tâche de les conserver.

Travaux réalisés en Bulgarie

Un grand groupe de spécialistes, dirigé par V. Kravchenko, chef du 4e département spécial du NKVD, partit en novembre 1944 étudier les résultats de l'exploration géologique en Bulgarie libérée. La même année, le 8 décembre, le Comité de défense de l'État a décidé de transférer le traitement et l'extraction des minerais d'uranium du NKMC à la 9e direction de la direction principale du député d'État principal du NKVD. En mars 1945, S. Egorov est nommé chef du département des mines et métallurgie de la 9e direction. Parallèlement, en janvier, le NII-9 a été organisé pour étudier les gisements d'uranium, résoudre les problèmes d'obtention de plutonium et d'uranium métallique et de traitement des matières premières. À cette époque, environ une tonne et demie de minerai d'uranium arrivait chaque semaine de Bulgarie.

Construction d'une usine de diffusion

Depuis 1945, en mars, après que des informations furent reçues des États-Unis par l'intermédiaire du NKGB au sujet d'une conception de bombe construite sur le principe de l'implosion (c'est-à-dire la compression d'une matière fissile par l'explosion d'un explosif conventionnel), les travaux commencèrent sur une conception qui avait d'importantes conséquences. avantages par rapport à un canon. En avril 1945, V. Makhanev écrivit une note à Beria. Il a indiqué qu'en 1947, il était prévu de lancer une usine de diffusion pour produire de l'uranium 235, située au Laboratoire n°2. La productivité de cette usine était censée être d'environ 25 kg d'uranium par an. Cela aurait dû suffire pour deux bombes. L'américain avait en réalité besoin de 65 kg d'uranium 235.

Impliquer des scientifiques allemands dans la recherche

Le 5 mai 1945, lors de la bataille de Berlin, des biens appartenant à l'Institut de physique de la Société furent découverts. Le 9 mai, une commission spéciale dirigée par A. Zavenyagin fut envoyée en Allemagne. Sa tâche était de retrouver les scientifiques qui y travaillaient sur la bombe atomique et de rassembler des informations sur le problème de l'uranium. Un groupe important de scientifiques allemands ont été emmenés en URSS avec leurs familles. Parmi eux figuraient les lauréats du prix Nobel N. Riehl et G. Hertz, les professeurs Geib, M. von Ardene, P. Thyssen, G. Pose, M. Volmer, R. Deppel et d'autres.

La création de la bombe atomique est retardée

Pour produire du plutonium 239, il fallait construire un réacteur nucléaire. Même pour le projet expérimental, environ 36 tonnes d'uranium métal, 500 tonnes de graphite et 9 tonnes de dioxyde d'uranium étaient nécessaires. En août 1943, le problème du graphite était résolu. Sa production a commencé en mai 1944 à l'usine d'électrodes de Moscou. Cependant, le pays ne disposait pas de la quantité d’uranium nécessaire à la fin de 1945.

Staline souhaitait que la première bombe atomique soit testée le plus tôt possible en URSS. L'année à laquelle elle devait être réalisée était initialement 1948 (jusqu'au printemps). Cependant, à cette époque, il n’y avait même pas de matériaux pour sa production. Un nouveau délai est fixé au 8 février 1945 par décret gouvernemental. La création de la bombe atomique fut reportée au 1er mars 1949.

Les dernières étapes qui ont préparé le test de la première bombe atomique en URSS

L'événement tant recherché s'est produit un peu plus tard que la date prévue. Le premier essai d'une bombe atomique en URSS a eu lieu en 1949, comme prévu, mais pas en mars, mais en août.

Le 19 juin 1948, le premier réacteur industriel (« A ») est lancé. L'usine "B" a été construite pour séparer le plutonium produit du combustible nucléaire. Les blocs d'uranium irradiés ont été dissous et le plutonium a été séparé de l'uranium par des méthodes chimiques. Ensuite, la solution a été purifiée davantage des produits de fission afin de réduire son activité radiologique. En avril 1949, l’usine B commença à produire des pièces de bombes à partir de plutonium en utilisant la technologie NII-9. Le premier réacteur de recherche fonctionnant à l'eau lourde est lancé au même moment. Le développement de la production s'est déroulé avec de nombreux accidents. Lors de l'élimination de leurs conséquences, des cas de surexposition du personnel ont été observés. Cependant, à cette époque, ils ne prêtaient pas attention à de telles bagatelles. Le plus important était de réaliser le premier essai d'une bombe atomique en URSS (sa date était le 29 août 1949).

En juillet, un ensemble de pièces de charge était prêt. Un groupe de physiciens, dirigé par Flerov, s'est rendu sur place pour effectuer des mesures physiques. Un groupe de théoriciens, dirigé par Zeldovich, a été envoyé pour traiter les résultats des mesures, ainsi que pour calculer la probabilité de rupture incomplète et les valeurs d'efficacité.

Ainsi, le premier essai d’une bombe atomique en URSS a été réalisé en 1949. Le 5 août, la commission a accepté une charge de plutonium et l'a envoyée à KB-11 par train de lettres. A cette époque, les travaux nécessaires étaient presque terminés. Le montage de contrôle de la charge a été réalisé à KB-11 dans la nuit du 10 au 11 août. L’appareil a ensuite été démonté et ses pièces emballées pour être expédiées à la décharge. Comme déjà mentionné, le premier essai d'une bombe atomique en URSS a eu lieu le 29 août. La bombe soviétique a ainsi été créée en 2 ans et 8 mois.

Test de la première bombe atomique

En URSS, le 29 août 1949, une charge nucléaire a été testée sur le site d'essais de Semipalatinsk. Il y avait un appareil sur la tour. La puissance de l'explosion était de 22 kt. La conception de la charge utilisée était la même que celle du « Fat Man » des États-Unis, et le remplissage électronique a été développé par des scientifiques soviétiques. La structure multicouche était représentée par une charge atomique. Dans ce document, grâce à la compression par une onde de détonation sphérique convergente, le plutonium a été transféré à un état critique.

Quelques caractéristiques de la première bombe atomique

5 kg de plutonium ont été placés au centre de la charge. La substance a été constituée sous la forme de deux hémisphères entourés d'une coquille d'uranium 238. Il servait à contenir le noyau, qui gonflait lors de la réaction en chaîne, afin que la plus grande quantité possible de plutonium puisse réagir. De plus, il était utilisé comme réflecteur et également comme modérateur de neutrons. Le sabotage était entouré d'une coque en aluminium. Il servait à comprimer uniformément la charge nucléaire par l'onde de choc.

Pour des raisons de sécurité, l'installation de l'unité contenant des matières fissiles a été réalisée immédiatement avant l'utilisation de la charge. À cet effet, il y avait un trou conique traversant spécial, fermé par un bouchon explosif. Et dans les boîtiers intérieur et extérieur, il y avait des trous fermés par des couvercles. La fission d'environ 1 kg de noyaux de plutonium est responsable de la puissance de l'explosion. Les 4 kg restants n'ont pas eu le temps de réagir et ont été pulvérisés inutilement lors du premier essai d'une bombe atomique en URSS, dont vous connaissez désormais la date. De nombreuses nouvelles idées visant à améliorer les tarifs sont apparues lors de la mise en œuvre de ce programme. Il s'agissait notamment d'augmenter le taux d'utilisation des matériaux, ainsi que de réduire le poids et les dimensions. Par rapport aux premiers, les nouveaux modèles sont devenus plus compacts, plus puissants et plus élégants.

Ainsi, le premier essai d'une bombe atomique en URSS a eu lieu en 1949, le 29 août. Cela a marqué le début de nouveaux développements dans ce domaine, qui se poursuivent encore aujourd'hui. Les essais de la bombe atomique en URSS (1949) sont devenus un événement important dans l’histoire de notre pays, marquant le début de son statut de puissance nucléaire.

En 1953, sur le même site d'essai de Semipalatinsk, a eu lieu le premier essai de l'histoire de la Russie. Sa puissance était déjà de 400 kt. Comparez les premiers essais en URSS d'une bombe atomique et d'une bombe à hydrogène : puissance 22 kt et 400 kt. Cependant, ce n’était qu’un début.

Le 14 septembre 1954 ont lieu les premiers exercices militaires au cours desquels une bombe atomique est utilisée. Elles s'appelaient « Opération Boule de Neige ». Selon des informations déclassifiées en 1993, l'essai d'une bombe atomique en URSS en 1954 a été réalisé, entre autres, dans le but de découvrir comment les radiations affectent les humains. Les participants à cette expérience ont signé un accord selon lequel ils ne divulgueraient pas d'informations sur l'exposition pendant 25 ans.

L’émergence des armes atomiques (nucléaires) était due à une multitude de facteurs objectifs et subjectifs. Objectivement, la création des armes atomiques est due au développement rapide de la science, qui a commencé avec des découvertes fondamentales dans le domaine de la physique dans la première moitié du XXe siècle. Le principal facteur subjectif était la situation militaro-politique, lorsque les États de la coalition anti-hitlérienne se sont lancés dans une course secrète pour développer des armes aussi puissantes. Aujourd'hui, nous découvrirons qui a inventé la bombe atomique, comment elle s'est développée dans le monde et en Union soviétique, et nous nous familiariserons également avec sa structure et les conséquences de son utilisation.

Création de la bombe atomique

D'un point de vue scientifique, l'année de création de la bombe atomique était la lointaine 1896. C'est alors que le physicien français A. Becquerel découvre la radioactivité de l'uranium. Par la suite, la réaction en chaîne de l’uranium a commencé à être considérée comme une source d’énergie énorme et constitue facilement la base du développement des armes les plus dangereuses au monde. Cependant, on se souvient rarement de Becquerel lorsqu’on parle de l’inventeur de la bombe atomique.

Au cours des décennies suivantes, les rayons alpha, bêta et gamma ont été découverts par des scientifiques de différentes parties de la Terre. Dans le même temps, un grand nombre d'isotopes radioactifs ont été découverts, la loi de la désintégration radioactive a été formulée et les débuts de l'étude de l'isomérie nucléaire ont été posés.

Dans les années 1940, les scientifiques découvrent le neurone et le positron et réalisent pour la première fois la fission du noyau d'un atome d'uranium, accompagnée de l'absorption des neurones. C'est cette découverte qui a marqué un tournant dans l'histoire. En 1939, le physicien français Frédéric Joliot-Curie a breveté la première bombe nucléaire au monde, qu'il a développée avec sa femme par intérêt purement scientifique. C'est Joliot-Curie qui est considéré comme le créateur de la bombe atomique, malgré le fait qu'il était un ardent défenseur de la paix mondiale. En 1955, avec Einstein, Born et un certain nombre d'autres scientifiques célèbres, il organisa le mouvement Pugwash, dont les membres prônaient la paix et le désarmement.

En développement rapide, les armes atomiques sont devenues un phénomène militaro-politique sans précédent, qui permet d'assurer la sécurité de son propriétaire et de réduire au minimum les capacités des autres systèmes d'armes.

Comment fonctionne une bombe nucléaire ?

Structurellement, une bombe atomique se compose d'un grand nombre de composants, les principaux étant le corps et l'automatisation. Le boîtier est conçu pour protéger l'automatisation et la charge nucléaire des influences mécaniques, thermiques et autres. L'automatisation contrôle le moment de l'explosion.

Il comprend:

Explosion d'urgence.
Dispositifs d'armement et de sécurité.
Source de courant.
Divers capteurs.

Le transport des bombes atomiques jusqu'au site de l'attaque s'effectue à l'aide de missiles (anti-aériens, balistiques ou de croisière). Les munitions nucléaires peuvent faire partie d'une mine terrestre, d'une torpille, d'une bombe aérienne et d'autres éléments. Divers systèmes de détonation sont utilisés pour les bombes atomiques. Le plus simple est un dispositif dans lequel l'impact d'un projectile sur une cible, provoquant la formation d'une masse supercritique, stimule une explosion.

Les armes nucléaires peuvent être de gros, moyen et petit calibre. La puissance de l’explosion est généralement exprimée en équivalent TNT. Les obus atomiques de petit calibre ont une production de plusieurs milliers de tonnes de TNT. Ceux de moyen calibre correspondent déjà à des dizaines de milliers de tonnes, et la capacité des gros calibres atteint des millions de tonnes.

Principe d'opération

Le principe de fonctionnement d'une bombe nucléaire repose sur l'utilisation de l'énergie libérée lors d'une réaction nucléaire en chaîne. Au cours de ce processus, les particules lourdes sont divisées et les particules légères sont synthétisées. Lorsqu’une bombe atomique explose, une énorme quantité d’énergie est libérée sur une petite zone dans un laps de temps très court. C’est pourquoi ces bombes sont classées comme armes de destruction massive.

Il existe deux zones clés dans la zone d'une explosion nucléaire : le centre et l'épicentre. Au centre de l'explosion, le processus de libération d'énergie se produit directement. L'épicentre est la projection de ce processus sur la surface de la terre ou de l'eau. L'énergie d'une explosion nucléaire, projetée sur le sol, peut provoquer des secousses sismiques qui se propagent sur une distance considérable. Ces secousses ne causent des dommages à l'environnement que dans un rayon de plusieurs centaines de mètres du point d'explosion.

Facteurs dommageables

Les armes atomiques ont les facteurs de destruction suivants :

Contamination radioactive.
Rayonnement lumineux.
Onde de choc.
Pulsation éléctromagnétique.
Rayonnement pénétrant.

Les conséquences de l’explosion d’une bombe atomique sont désastreuses pour tous les êtres vivants. En raison de la libération d'une énorme quantité d'énergie lumineuse et thermique, l'explosion d'un projectile nucléaire s'accompagne d'un flash lumineux. La puissance de ce flash est plusieurs fois supérieure à celle des rayons du soleil. Il existe donc un risque de dommages dus à la lumière et au rayonnement thermique dans un rayon de plusieurs kilomètres autour du point de l'explosion.

Un autre facteur dangereux et dommageable des armes atomiques est le rayonnement généré lors de l’explosion. Il ne dure qu'une minute après l'explosion, mais possède un pouvoir de pénétration maximal.

L’onde de choc a un effet destructeur très puissant. Elle efface littéralement tout ce qui se dresse sur son chemin. Les rayonnements pénétrants constituent un danger pour tous les êtres vivants. Chez l'homme, cela provoque le développement du mal des rayons. Eh bien, une impulsion électromagnétique ne fait que nuire à la technologie. Ensemble, les facteurs dommageables d’une explosion atomique constituent un énorme danger.

Premiers essais

Tout au long de l’histoire de la bombe atomique, l’Amérique a montré le plus grand intérêt pour sa création. À la fin de 1941, les dirigeants du pays ont alloué d'énormes sommes d'argent et de ressources à ce domaine. Robert Oppenheimer, considéré par beaucoup comme le créateur de la bombe atomique, a été nommé chef de projet. En fait, il fut le premier à pouvoir donner vie à l’idée des scientifiques. Ainsi, le 16 juillet 1945, le premier essai de bombe atomique eut lieu dans le désert du Nouveau-Mexique. L’Amérique a alors décidé que pour mettre fin complètement à la guerre, elle devait vaincre le Japon, allié de l’Allemagne nazie. Le Pentagone a rapidement sélectionné les cibles pour les premières attaques nucléaires, censées devenir une illustration frappante de la puissance des armes américaines.

Le 6 août 1945, la bombe atomique américaine, cyniquement surnommée « Little Boy », est larguée sur la ville d’Hiroshima. Le tir s'est avéré tout simplement parfait: la bombe a explosé à une altitude de 200 mètres du sol, ce qui a provoqué d'horribles dégâts dans la ville. Dans les zones éloignées du centre, des poêles à charbon ont été renversés, provoquant de graves incendies.

L'éclair lumineux a été suivi d'une vague de chaleur qui, en 4 secondes, a réussi à faire fondre les tuiles des toits des maisons et à incinérer les poteaux télégraphiques. À la canicule a succédé une onde de choc. Le vent, qui a balayé la ville à une vitesse d'environ 800 km/h, a tout démoli sur son passage. Sur les 76 000 bâtiments situés dans la ville avant l'explosion, environ 70 000 ont été complètement détruits. Quelques minutes après l'explosion, de la pluie a commencé à tomber du ciel, dont de grosses gouttes étaient noires. La pluie est tombée en raison de la formation d'une énorme quantité de condensation, composée de vapeur et de cendres, dans les couches froides de l'atmosphère.

Les personnes touchées par la boule de feu dans un rayon de 800 mètres autour du point de l'explosion se sont transformées en poussière. Ceux qui se trouvaient un peu plus loin de l'explosion avaient une peau brûlée dont les restes ont été arrachés par l'onde de choc. Des pluies noires radioactives ont laissé des brûlures incurables sur la peau des survivants. Ceux qui ont miraculeusement réussi à s'échapper ont rapidement commencé à montrer des signes de mal des rayons : nausées, fièvre et crises de faiblesse.

Trois jours après le bombardement d'Hiroshima, l'Amérique a attaqué une autre ville japonaise : Nagasaki. La seconde explosion eut les mêmes conséquences désastreuses que la première.

En quelques secondes, deux bombes atomiques ont détruit des centaines de milliers de personnes. L’onde de choc a pratiquement effacé Hiroshima de la surface de la Terre. Plus de la moitié des résidents locaux (environ 240 000 personnes) sont décédés immédiatement des suites de leurs blessures. Dans la ville de Nagasaki, environ 73 000 personnes sont mortes des suites de l'explosion. Beaucoup de ceux qui ont survécu ont été soumis à de graves radiations, qui ont provoqué l’infertilité, le mal des rayons et le cancer. En conséquence, certains des survivants sont morts dans de terribles souffrances. L’utilisation de la bombe atomique à Hiroshima et Nagasaki a illustré la terrible puissance de ces armes.

Vous et moi savons déjà qui a inventé la bombe atomique, comment elle fonctionne et quelles conséquences elle peut entraîner. Nous allons maintenant découvrir comment se passaient les choses avec les armes nucléaires en URSS.

Après le bombardement des villes japonaises, J.V. Staline s'est rendu compte que la création d'une bombe atomique soviétique était une question de sécurité nationale. Le 20 août 1945, un comité sur l'énergie nucléaire est créé en URSS et L. Beria en est nommé chef.

Il convient de noter que des travaux dans ce sens sont menés en Union soviétique depuis 1918 et qu'en 1938, une commission spéciale sur le noyau atomique a été créée à l'Académie des sciences. Avec le déclenchement de la Seconde Guerre mondiale, tous les travaux dans ce sens furent gelés.

En 1943, des agents du renseignement de l'URSS ont transféré d'Angleterre des matériaux provenant d'ouvrages scientifiques fermés dans le domaine de l'énergie nucléaire. Ces documents montraient que les travaux des scientifiques étrangers sur la création d’une bombe atomique avaient fait de sérieux progrès. Dans le même temps, les résidents américains ont contribué à l’introduction d’agents soviétiques fiables dans les principaux centres de recherche nucléaire américains. Les agents transmettaient des informations sur les nouveaux développements aux scientifiques et ingénieurs soviétiques.

Tâche technique

Lorsqu'en 1945 la question de la création d'une bombe nucléaire soviétique devint presque une priorité, l'un des chefs de projet, Yu. Khariton, élabora un plan pour le développement de deux versions du projectile. Le 1er juin 1946, le plan est signé par la haute direction.

Selon la mission, les concepteurs devaient construire un RDS (moteur à réaction spécial) de deux modèles :

RDS-1. Une bombe avec une charge de plutonium qui explose par compression sphérique. L'appareil a été emprunté aux Américains.
RDS-2. Un canon-bombe avec deux charges d'uranium convergeant dans le canon de l'arme avant d'atteindre une masse critique.

Dans l’histoire du célèbre RDS, la formulation la plus courante, quoique humoristique, était l’expression « La Russie le fait elle-même ». Il a été inventé par l'adjoint de Yu Khariton, K. Shchelkin. Cette phrase exprime très précisément l'essence du travail, du moins pour RDS-2.

Lorsque l’Amérique apprit que l’Union soviétique possédait les secrets de la création d’armes nucléaires, elle commença à souhaiter une escalade rapide de la guerre préventive. À l'été 1949, apparut le plan « Troyan », selon lequel, le 1er janvier 1950, il était prévu de commencer des opérations militaires contre l'URSS. Ensuite, la date de l'attaque a été repoussée au début de 1957, mais à la condition que tous les pays de l'OTAN y rejoignent.

Essais

Lorsque les informations sur les projets américains sont arrivées via les services de renseignement en URSS, le travail des scientifiques soviétiques s'est considérablement accéléré. Les experts occidentaux pensaient que les armes atomiques ne seraient pas créées en URSS avant 1954-1955. En fait, les essais de la première bombe atomique en URSS ont eu lieu déjà en août 1949. Le 29 août, un appareil RDS-1 a explosé sur un site de test à Semipalatinsk. Une grande équipe de scientifiques, dirigée par Igor Vasilievich Kurchatov, a participé à sa création. La conception de la charge appartenait aux Américains et l'équipement électronique a été créé à partir de zéro. La première bombe atomique d'URSS a explosé avec une puissance de 22 kt.

En raison de la probabilité d'une frappe de représailles, le plan troyen, qui prévoyait une attaque nucléaire contre 70 villes soviétiques, a été contrecarré. Les essais de Semipalatinsk marquèrent la fin du monopole américain sur la possession de l'arme atomique. L'invention d'Igor Vasilyevich Kurchatov a complètement détruit les plans militaires de l'Amérique et de l'OTAN et a empêché le développement d'une autre guerre mondiale. Ainsi commença une ère de paix sur Terre, qui existe sous la menace d’une destruction absolue.

"Club Nucléaire" du monde

Aujourd’hui, non seulement l’Amérique et la Russie possèdent des armes nucléaires, mais également un certain nombre d’autres États. L’ensemble des pays possédant de telles armes est classiquement appelé le « club nucléaire ».

Il comprend:

Amérique (depuis 1945).
URSS, et maintenant Russie (depuis 1949).
Angleterre (depuis 1952).
France (depuis 1960).
Chine (depuis 1964).
Inde (depuis 1974).
Pakistan (depuis 1998).
Corée (depuis 2006).

Israël possède également des armes nucléaires, bien que les dirigeants du pays refusent de commenter leur présence. A cela s'ajoutent des armes nucléaires américaines sur le territoire des pays de l'OTAN (Italie, Allemagne, Turquie, Belgique, Pays-Bas, Canada) et alliés (Japon, Corée du Sud, malgré le refus officiel).

L'Ukraine, la Biélorussie et le Kazakhstan, qui possédaient une partie des armes nucléaires de l'URSS, ont transféré leurs bombes à la Russie après l'effondrement de l'Union. Elle est devenue l’unique héritière de l’arsenal nucléaire de l’URSS.

Conclusion

Aujourd'hui, nous avons appris qui a inventé la bombe atomique et de quoi il s'agit. En résumant ce qui précède, nous pouvons conclure que les armes nucléaires constituent aujourd’hui l’instrument le plus puissant de la politique mondiale, fermement ancré dans les relations entre les pays. D’une part, il s’agit d’un moyen de dissuasion efficace et, d’autre part, d’un argument convaincant pour empêcher une confrontation militaire et renforcer les relations pacifiques entre États. Les armes atomiques sont le symbole de toute une époque qui nécessite une manipulation particulièrement prudente.

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La recherche dans le domaine de la physique nucléaire en URSS est menée depuis 1918. En 1937, le premier cyclotron européen fut lancé à l'Institut du Radium de Leningrad. Le 25 novembre 1938, par décret du Présidium de l'Académie des sciences (AS) de l'URSS, une commission permanente sur le noyau atomique est créée. Il comprenait Sergueï Ivanovitch Vavilov, Abram Iofe, Abram Alikhanov, Igor Kurchatov et d'autres (en 1940, ils furent rejoints par Vitaly Khlopin et Isai Gurevich). À cette époque, des recherches nucléaires étaient menées dans plus de dix instituts scientifiques. La même année, la Commission de l'eau lourde a été créée sous l'égide de l'Académie des sciences de l'URSS, qui a ensuite été transformée en Commission des isotopes.

La première bombe atomique reçut la désignation RDS-1. Ce nom vient d'un décret gouvernemental, dans lequel la bombe atomique était codée comme un « moteur à réaction spécial », abrégé en RDS. La désignation RDS-1 a été largement utilisée après le test de la première bombe atomique et a été déchiffrée de différentes manières : « le moteur à réaction de Staline », « la Russie le fait elle-même ».

En septembre 1939, la construction d'un puissant cyclotron commença à Leningrad et en avril 1940, il fut décidé de construire une usine pilote pour produire environ 15 kg d'eau lourde par an. Mais en raison du déclenchement de la guerre, ces plans ne se sont pas concrétisés. En mai 1940, N. Semenov, Ya Zeldovich, Yu Khariton (Institut de physique chimique) ont proposé une théorie du développement d'une réaction nucléaire en chaîne dans l'uranium. La même année, les travaux de recherche de nouveaux gisements de minerais d'uranium s'accélèrent. À la fin des années 30 et au début des années 40, de nombreux physiciens avaient déjà une idée de ce à quoi devrait ressembler une bombe atomique en termes généraux. L'idée est de concentrer rapidement en un seul endroit une certaine quantité (supérieure à la masse critique) de matière fissile sous l'influence des neutrons (avec émission de nouveaux neutrons). Après quoi, une augmentation semblable à une avalanche du nombre de désintégrations atomiques y commencera - une réaction en chaîne avec libération d'une énorme quantité d'énergie - une explosion se produira. Le problème était d’obtenir une quantité suffisante de matière fissile. La seule substance de ce type trouvée dans la nature en quantités acceptables est l'isotope de l'uranium dont le nombre de masse (le nombre total de protons et de neutrons dans le noyau) est de 235 (uranium-235). Dans l'uranium naturel, la teneur de cet isotope ne dépasse pas 0,71 % (99,28 % d'uranium 238 et la teneur en uranium naturel du minerai est, au mieux, de 1 %) ; L'isolement de l'uranium 235 de l'uranium naturel était un problème assez difficile. Comme il est vite devenu évident qu’une alternative à l’uranium était le plutonium 239. On ne le trouve pratiquement jamais dans la nature (c'est 100 fois moins que l'uranium 235). Il est possible de l'obtenir à une concentration acceptable dans les réacteurs nucléaires en irradiant l'uranium 238 avec des neutrons. La construction d'un tel réacteur présentait un autre problème.

Explosion du RDS-1 le 29 août 1949 sur le site d'essai de Semipalatinsk. La puissance de la bombe était supérieure à 20 kt. La tour de 37 mètres sur laquelle la bombe était montée a été détruite, laissant un cratère de 3 m de diamètre et 1,5 m de profondeur en dessous, recouvert d'une substance vitreuse fondue.

Le troisième problème était de savoir comment il était possible de rassembler la masse requise de matière fissile en un seul endroit. Au cours du processus de convergence, même très rapide, des parties sous-critiques, des réactions de fission y commencent. L'énergie libérée dans ce cas peut ne pas permettre à la plupart des atomes de « participer » au processus de fission, et ils s'envoleront sans avoir le temps de réagir.

En 1940, V. Spinel et V. Maslov de l'Institut de physique et de technologie de Kharkov ont déposé une demande d'invention d'une arme atomique basée sur l'utilisation d'une réaction en chaîne de fission spontanée d'une masse supercritique d'uranium 235, qui est formé de plusieurs sous-critiques, séparés par un explosif impénétrable aux neutrons, détruits par détonation (bien que la « fonctionnalité » d'une telle charge soit très douteuse, un certificat d'invention a néanmoins été obtenu, mais seulement en 1946). Les Américains avaient l'intention d'utiliser ce qu'on appelle la conception du canon pour leurs premières bombes. Il utilisait en fait un canon de canon, à l'aide duquel une partie sous-critique de la matière fissile était projetée dans une autre (il est vite devenu évident qu'un tel schéma n'était pas adapté au plutonium en raison d'une vitesse de fermeture insuffisante).

Le 15 avril 1941, une résolution fut publiée par le Conseil des commissaires du peuple (SNK) sur la construction d'un puissant cyclotron à Moscou. Mais après le déclenchement de la Grande Guerre patriotique, presque tous les travaux dans le domaine de la physique nucléaire ont été arrêtés. De nombreux physiciens nucléaires se sont retrouvés au front ou ont été réorientés vers d'autres sujets, qui semblaient alors plus urgents.

Depuis 1939, le GRU de l'Armée rouge et la 1ère Direction du NKVD collectent des informations sur la question nucléaire. Le premier message concernant les projets de création d'une bombe atomique est venu de D. Cairncross en octobre 1940. Cette question a été discutée au Comité scientifique britannique, où travaillait Cairncross. À l'été 1941, le projet de Tube Alloys visant à créer une bombe atomique fut approuvé. Au début de la guerre, l'Angleterre était l'un des leaders de la recherche nucléaire, en grande partie grâce aux scientifiques allemands qui ont fui ici lorsque Hitler est arrivé au pouvoir, l'un d'eux était K. Fuchs, membre du KPD. À l'automne 1941, il se rendit à l'ambassade soviétique et rapporta qu'il détenait des informations importantes sur une nouvelle arme puissante. Pour communiquer avec lui, S. Kramer et l'opérateur radio « Sonya » - R. Kuchinskaya ont été désignés. Les premiers radiogrammes envoyés à Moscou contenaient des informations sur la méthode de diffusion gazeuse pour séparer les isotopes de l'uranium et sur une usine en construction au Pays de Galles à cet effet. Après six transmissions, la communication avec Fuchs fut perdue. Fin 1943, Semenov (« Twain »), officier du renseignement soviétique aux États-Unis, rapporta que E. Fermi avait réalisé la première réaction nucléaire en chaîne à Chicago. L'information est venue du physicien Pontecorvo. Dans le même temps, des travaux scientifiques secrets de scientifiques occidentaux sur l’énergie atomique pour les années 1940-1942 ont été reçus d’Angleterre par l’intermédiaire des services de renseignement étrangers. Ils ont confirmé que de grands progrès avaient été réalisés dans la création de la bombe atomique. L'épouse du célèbre sculpteur Konenkov a également travaillé pour l'intelligence et, devenue proche des principaux physiciens Oppenheimer et Einstein, elle les a longtemps influencés. Un autre résident des États-Unis, L. Zarubina, a trouvé un chemin vers L. Szilard et a été inclus dans le cercle des personnes d'Oppenheimer. Avec leur aide, il a été possible d'introduire des agents fiables à Oak Ridge, Los Alamos et au Chicago Laboratory, centres de recherche nucléaire américaine. En 1944, des informations sur la bombe atomique américaine furent transmises aux renseignements soviétiques par : K. Fuchs, T. Hall, S. Sake, B. Pontecorvo, D. Greenglass et les Rosenberg.

Début février 1944, le commissaire du peuple du NKVD L. Beria a tenu une réunion élargie de la première bombe nucléaire soviétique et de son concepteur en chef Yu Khariton, les chefs des services de renseignement du NKVD. Au cours de la réunion, il a été décidé de coordonner la collecte d'informations sur le problème atomique. en passant par le NKVD et le GRU de l'Armée rouge. et sa généralisation pour créer le département « C ». Le 27 septembre 1945, le département est organisé et la direction est confiée au commissaire britannique P. Sudoplatov. En janvier 1945, Fuchs transmet une description de la conception de la première bombe atomique. Entre autres choses, les renseignements ont obtenu des matériaux sur la séparation électromagnétique des isotopes de l'uranium, des données sur le fonctionnement des premiers réacteurs, des spécifications pour la production de bombes à l'uranium et au plutonium, des données sur la conception d'un système de lentilles explosives focalisantes et la taille des bombes critiques. masse d'uranium et de plutonium, sur plutonium-240, sur les opérations temporelles et séquentielles pour la production et l'assemblage d'une bombe, la méthode d'activation de l'initiateur de la bombe ; sur la construction d'usines de séparation isotopique, ainsi que des entrées de journal sur le premier test d'explosion d'une bombe américaine en juillet 1945.

Les informations reçues par les voies du renseignement ont facilité et accéléré le travail des scientifiques soviétiques. Les experts occidentaux pensaient qu'une bombe atomique en URSS pourrait être créée au plus tôt en 1954-1955, mais son premier essai avait déjà eu lieu en août 1949.

En avril 1942, le commissaire du peuple à l'industrie chimique, M. Pervukhin, sur ordre de Staline, fut familiarisé avec les documents relatifs aux travaux sur la bombe atomique à l'étranger. Pervukhin a proposé de sélectionner un groupe de spécialistes pour évaluer les informations présentées dans ce rapport. Sur la recommandation de Ioffe, le groupe comprenait les jeunes scientifiques Kurchatov, Alikhanov et I. Kikoin. Le 27 novembre 1942, le Comité de défense de l'État a publié un décret « sur l'exploitation minière de l'uranium ». La résolution prévoyait la création d'un institut spécial et le début des travaux sur l'exploration géologique, l'extraction et le traitement des matières premières. À partir de 1943, le Commissariat du peuple à la métallurgie des non-ferreux (NKCM) a commencé l'extraction et le traitement du minerai d'uranium à la mine de Tabashar au Tadjikistan avec un plan de 4 tonnes de sels d'uranium par an. Début 1943, les scientifiques précédemment mobilisés sont rappelés du front.

Conformément à la résolution du Comité de défense de l'État, le 11 février 1943, fut organisé le Laboratoire n° 2 de l'Académie des sciences de l'URSS, dirigé par Kurchatov (en 1949, il fut rebaptisé Laboratoire des instruments de mesure de l'URSS Académie des sciences - LIPAN, en 1956, sur cette base, l'Institut de l'énergie atomique a été créé, et actuellement à l'époque, il s'agissait du Centre de recherche russe « Institut Kurchatov »), qui était censé coordonner tous les travaux sur la mise en œuvre de le projet nucléaire.

En 1944, les renseignements soviétiques ont reçu un ouvrage de référence sur les réacteurs uranium-graphite, qui contenait des informations très précieuses sur la détermination des paramètres des réacteurs. Mais le pays ne disposait pas encore de l’uranium nécessaire pour alimenter ne serait-ce qu’un petit réacteur nucléaire expérimental. Le 28 septembre 1944, le gouvernement oblige le NKCM URSS à remettre l'uranium et les sels d'uranium au Fonds d'État et confie la tâche de leur stockage au Laboratoire n°2. En novembre 1944, un grand groupe de spécialistes soviétiques, sous la direction du chef du 4e département spécial du NKVD V. Kravchenko, parti pour la Bulgarie libérée, pour étudier les résultats de l'exploration géologique du gisement Gotensky. Le 8 décembre 1944, le Comité de défense de l'État a publié un décret sur le transfert de l'extraction et du traitement des minerais d'uranium du NKMC à la 9e direction du NKVD, créée au sein de la Direction principale des entreprises minières et métallurgiques (GU GMP). En mars 1945, le général de division S. Egorov, qui occupait auparavant le poste de député, fut nommé chef du 2e département (mines et métallurgiques) de la 9e direction du NKVD. Chef du département principal de Dalstroy. En janvier 1945, au sein de la 9e Direction, sur la base de laboratoires distincts de l'Institut national des métaux rares (Giredmet) et de l'une des usines de défense, le NII-9 (aujourd'hui VNIINM) est organisé pour étudier les gisements d'uranium, résoudre les problèmes de traitement des matières premières d'uranium, d'obtention d'uranium métallique et de plutonium. À cette époque, environ une tonne et demie de minerai d'uranium arrivait chaque semaine de Bulgarie.

Depuis mars 1945, après que le NKGB eut reçu des informations des États-Unis sur la conception d'une bombe atomique basée sur le principe de l'implosion (compression de matière fissile par l'explosion d'un explosif conventionnel), les travaux commencèrent sur une nouvelle conception présentant des avantages évidents. sur celui du canon. Dans une note de V. Makhanev à Beria en avril 1945 sur le moment de la création de la bombe atomique, il était indiqué que l'usine de diffusion du Laboratoire n°2 pour la production d'uranium 235 devait être lancée en 1947. Sa productivité était censée être de 25 kg d'uranium par an, ce qui devrait suffire pour deux bombes (en fait, la bombe américaine à l'uranium nécessitait 65 kg d'uranium 235).

Lors de la bataille de Berlin le 5 mai 1945, la propriété de l'Institut de physique de la Société Kaiser Wilhelm fut découverte. Le 9 mai, une commission dirigée par A. Zavenyagin a été envoyée en Allemagne pour rechercher des scientifiques travaillant sur le projet Uranium et accepter des documents sur le problème de l'uranium. Un groupe important de scientifiques allemands a été emmené en Union soviétique avec leurs familles. Parmi eux se trouvaient les lauréats du prix Nobel G. Hertz et N. Riehl, I. Kurchatov, les professeurs R. Deppel, M. Volmer, G. Pose, P. Thyssen, M. von Ardene, Geib (au total environ deux cents spécialistes, dont 33 docteurs en sciences).

La création d'un engin explosif nucléaire utilisant du plutonium 239 a nécessité la construction d'un réacteur nucléaire industriel pour le produire. Même un petit réacteur expérimental nécessitait environ 36 tonnes d'uranium métal, 9 tonnes de dioxyde d'uranium et environ 500 tonnes de graphite pur. Si le problème du graphite était résolu en août 1943, il était possible de développer et de maîtriser un processus technologique spécial pour produire du graphite de la pureté requise, et en mai 1944, sa production était établie à l'usine d'électrodes de Moscou, puis à la fin de 1945, le le pays ne disposait pas de la quantité d’uranium requise. Les premières spécifications techniques pour la production de dioxyde d'uranium et d'uranium métal pour un réacteur de recherche ont été publiées par Kurchatov en novembre 1944. Parallèlement à la création de réacteurs uranium-graphite, des travaux ont été menés sur des réacteurs à base d'uranium et d'eau lourde. La question se pose : pourquoi a-t-il fallu autant « répartir les forces » et se déplacer simultanément dans plusieurs directions ? Pour justifier cette nécessité, Kurchatov, dans son rapport de 1947, donne les chiffres suivants. Le nombre de bombes pouvant être obtenues à partir de 1 000 tonnes de minerai d'uranium par différentes méthodes est de 20 en utilisant une chaudière à uranium-graphite, 50 en utilisant la méthode de diffusion, 70 en utilisant la méthode électromagnétique, 40 en utilisant de l'eau « lourde ». Dans le même temps, les chaudières à eau « lourde », bien qu'elles présentent un certain nombre d'inconvénients importants, ont l'avantage de permettre l'utilisation du thorium. Ainsi, bien que la chaudière à uranium-graphite ait permis de créer une bombe atomique dans les plus brefs délais, elle a eu le pire résultat en termes d'utilisation complète des matières premières. Compte tenu de l'expérience des États-Unis, où la diffusion gazeuse a été choisie parmi quatre méthodes de séparation de l'uranium étudiées, le 21 décembre 1945, le gouvernement a décidé de construire l'usine n° 813 (aujourd'hui l'usine électromécanique de l'Oural dans la ville de Novouralsk) pour produire de l'uranium 235 hautement enrichi par diffusion gazeuse et le n° 817 (Chelyabinsk-40, aujourd'hui usine chimique Mayak dans la ville d'Ozersk) pour produire du plutonium.

Au printemps 1948, le délai de deux ans imparti par Staline pour créer la bombe atomique soviétique expira. Mais à cette époque, sans parler des bombes, il n’y avait pas de matières fissiles pour sa production. Un décret gouvernemental du 8 février 1948 fixe une nouvelle date limite pour la production de la bombe RDS-1 : le 1er mars 1949.

Le premier réacteur industriel « A » de l'usine n° 817 a été lancé le 19 juin 1948 (il a atteint sa capacité nominale le 22 juin 1948 et n'a été mis hors service qu'en 1987). Pour séparer le plutonium produit du combustible nucléaire, une usine radiochimique (usine « B ») a été construite dans le cadre de l'usine n° 817. Les blocs d'uranium irradiés ont été dissous et le plutonium a été séparé de l'uranium par des méthodes chimiques. La solution concentrée de plutonium a été soumise à une purification supplémentaire des produits de fission hautement actifs afin de réduire son activité de rayonnement lorsqu'elle est fournie aux métallurgistes. En avril 1949, l'usine B commença à fabriquer des pièces de bombes à partir de plutonium en utilisant la technologie NII-9. Au même moment, le premier réacteur de recherche à eau lourde était lancé. Le développement de la production de matières fissiles a été difficile avec de nombreux accidents lors de l'élimination des conséquences desquels il y a eu des cas de surexposition du personnel (à cette époque aucune attention n'était prêtée à de telles bagatelles). En juillet, un ensemble de pièces pour la charge de plutonium était prête. Pour effectuer des mesures physiques, un groupe de physiciens sous la direction de Flerov s'est rendu à l'usine, et un groupe de théoriciens sous la direction de Zeldovich s'est rendu à l'usine pour traiter les résultats de ces mesures, calculer les valeurs d'efficacité et le probabilité d'une explosion incomplète.

Le 5 août 1949, la charge de plutonium fut acceptée par la commission dirigée par Khariton et envoyée par train de lettres à KB-11. À cette époque, les travaux de création d'un engin explosif étaient presque terminés ici. Ici, dans la nuit du 10 au 11 août, un assemblage de contrôle d'une charge nucléaire a été réalisé, qui a reçu l'indice 501 pour la bombe atomique RDS-1. Après cela, l'appareil a été démonté, les pièces ont été inspectées, emballées et préparées pour être expédiées à la décharge. Ainsi, la bombe atomique soviétique a été fabriquée en 2 ans et 8 mois (aux États-Unis, cela a pris 2 ans et 7 mois).

Le test de la première charge nucléaire soviétique 501 a été réalisé le 29 août 1949 sur le site d'essai de Semipalatinsk (l'appareil était situé sur une tour). La puissance de l'explosion était de 22 kt. La conception de la charge était similaire à celle du « Fat Man » américain, bien que le remplissage électronique soit de conception soviétique. La charge atomique était une structure multicouche dans laquelle le plutonium était transféré à un état critique par compression par une onde de détonation sphérique convergente. Au centre de la charge étaient placés 5 kg de plutonium, sous la forme de deux hémisphères creux, entourés d'une coque massive d'uranium 238 (tamper). Cet obus, la première bombe nucléaire soviétique, servait à contenir par inertie le noyau gonflé lors de la réaction en chaîne, de sorte que la plus grande partie possible du plutonium ait le temps de réagir et, en outre, servait de réflecteur et de modérateur de neutrons (neutrons avec les basses énergies sont absorbées plus efficacement par les noyaux de plutonium, provoquant leur fission ). Le sabotage était entouré d'une coque en aluminium qui assurait une compression uniforme de la charge nucléaire par l'onde de choc. Un initiateur de neutrons (fusible) a été installé dans la cavité du noyau de plutonium - une boule de béryllium d'un diamètre d'environ 2 cm, recouverte d'une fine couche de polonium-210. Lorsque la charge nucléaire de la bombe est comprimée, les noyaux de polonium et de béryllium se rapprochent et les particules alpha émises par le polonium 210 radioactif éliminent les neutrons du béryllium, ce qui déclenche une réaction nucléaire en chaîne de fission du plutonium 239. L’une des unités les plus complexes était la charge explosive, composée de deux couches. La couche interne était constituée de deux bases hémisphériques constituées d'un alliage de TNT et d'hexogène, la couche externe était assemblée à partir d'éléments individuels ayant des taux de détonation différents. La couche externe, conçue pour former une onde de détonation sphérique convergente à la base de l’explosif, est appelée système de focalisation.

Pour des raisons de sécurité, l'installation de l'unité contenant des matières fissiles a été réalisée immédiatement avant l'utilisation de la charge. À cette fin, la charge explosive sphérique avait un trou conique traversant, fermé par un bouchon explosif, et dans les boîtiers extérieur et intérieur, il y avait des trous fermés par des couvercles. La puissance de l'explosion est due à la fission nucléaire d'environ un kilogramme de plutonium ; les 4 kg restants n'ont pas eu le temps de réagir et ont été inutilement dispersés. Lors de la mise en œuvre du programme de création RDS-1, de nombreuses nouvelles idées sont apparues pour améliorer les charges nucléaires (augmentation du taux d'utilisation des matières fissiles, réduction des dimensions et du poids). Les nouveaux types de charges sont devenus plus puissants, plus compacts et « plus élégants » par rapport aux premiers.

La première charge soviétique pour bombe atomique a été testée avec succès sur le site d'essai de Semipalatinsk (Kazakhstan).

Cet événement a été précédé d'un travail long et difficile des physiciens. Le début des travaux sur la fission nucléaire en URSS peut être considéré comme les années 1920. Depuis les années 1930, la physique nucléaire est devenue l'une des principales directions de la science physique nationale et, en octobre 1940, pour la première fois en URSS, un groupe de scientifiques soviétiques a proposé d'utiliser l'énergie atomique à des fins militaires, en soumettant une demande. au Département des Inventions de l'Armée Rouge "Sur l'utilisation de l'uranium comme substance explosive et toxique".

La guerre qui a éclaté en juin 1941 et l'évacuation des instituts scientifiques traitant des problèmes de physique nucléaire ont interrompu les travaux de création d'armes atomiques dans le pays. Mais déjà à l'automne 1941, l'URSS commença à recevoir des informations sur des travaux de recherche secrets intensifs menés en Grande-Bretagne et aux États-Unis visant à développer des méthodes d'utilisation de l'énergie atomique à des fins militaires et à créer des explosifs d'une énorme puissance destructrice.

Cette information oblige, malgré la guerre, à reprendre les travaux sur l'uranium en URSS. Le 28 septembre 1942, le décret secret du Comité de défense de l'État n° 2352ss « Sur l'organisation des travaux sur l'uranium » est signé, selon lequel les recherches sur l'utilisation de l'énergie atomique reprennent.

En février 1943, Igor Kurchatov est nommé directeur scientifique des travaux sur le problème atomique. À Moscou, dirigé par Kurchatov, a été créé le laboratoire n°2 de l'Académie des sciences de l'URSS (aujourd'hui l'Institut national de recherche Kurchatov), qui a commencé à étudier l'énergie atomique.

Initialement, la gestion générale du problème atomique était assurée par le vice-président du Comité de défense de l'État (GKO) de l'URSS, Viatcheslav Molotov. Mais le 20 août 1945 (quelques jours après le bombardement atomique américain des villes japonaises), le Comité de défense de l'État décida de créer un comité spécial, dirigé par Lavrenti Beria. Il est devenu le conservateur du projet atomique soviétique.

Dans le même temps, la première direction principale du Conseil des commissaires du peuple de l'URSS (plus tard le ministère de l'Ingénierie moyenne de l'URSS, aujourd'hui la Société nationale de l'énergie atomique Rosatom) a été créée pour la gestion directe des organismes de recherche, de conception et d'ingénierie. et les entreprises industrielles impliquées dans le projet nucléaire soviétique. Boris Vannikov, qui était auparavant commissaire du peuple aux munitions, est devenu le chef du PSU.

L'installation top-secrète était située à 75 kilomètres de la ville d'Arzamas (région de Gorki, aujourd'hui région de Nijni Novgorod), sur le territoire de l'ancien monastère de Sarov.

La charge de la bombe atomique RDS-1 était une structure multicouche dans laquelle la substance active, le plutonium, était transférée à un état supercritique en la comprimant via une onde de détonation sphérique convergente dans l'explosif.

RDS-1 était une bombe atomique d'avion pesant 4,7 tonnes, d'un diamètre de 1,5 mètres et d'une longueur de 3,3 mètres. Il a été développé en relation avec l'avion Tu-4, dont la soute à bombes permettait le placement d'un « produit » d'un diamètre ne dépassant pas 1,5 mètre. Le plutonium a été utilisé comme matière fissile dans la bombe.

Le réacteur de l'usine 817 a atteint sa capacité nominale en juin 1948 et, un an plus tard, la centrale a reçu la quantité de plutonium requise pour fabriquer la première charge d'une bombe atomique.

La construction du terrain d'entraînement, appelé terrain d'entraînement n°2 du ministère des Forces armées de l'URSS (plus tard ministère de la Défense de l'URSS), a commencé en 1947 et a été en grande partie achevée en juillet 1949.

Pour les tests sur le site d'essai, un site expérimental d'un diamètre de 10 kilomètres a été préparé, divisé en secteurs. Il était équipé d'installations spéciales pour assurer les tests, l'observation et l'enregistrement des recherches physiques. Au centre du champ expérimental, une tour en treillis métallique de 37,5 mètres de haut a été montée, conçue pour installer la charge RDS-1. À une distance d'un kilomètre du centre, un bâtiment souterrain a été construit pour accueillir des équipements permettant d'enregistrer les flux de lumière, de neutrons et de gamma d'une explosion nucléaire. Pour étudier l'impact d'une explosion nucléaire, des sections de tunnels de métro, des fragments de pistes d'aérodrome ont été construits sur le terrain expérimental et des échantillons d'avions, de chars, de lance-roquettes d'artillerie et de superstructures de navires de divers types ont été placés. Pour assurer le fonctionnement du secteur physique, 44 structures ont été construites sur le site d'essai et un réseau de câbles d'une longueur de 560 kilomètres a été posé.

En juin-juillet 1949, deux groupes d'ouvriers du KB-11 dotés d'équipements auxiliaires et de fournitures ménagères furent envoyés sur le site d'essai et le 24 juillet, un groupe de spécialistes y arriva, censés être directement impliqués dans la préparation de la bombe atomique pour essai.

Le 5 août 1949, la commission gouvernementale chargée de tester le RDS-1 conclut que le site d'essai était complètement prêt.

Le 21 août, une charge de plutonium et quatre fusibles à neutrons ont été livrés au site d'essai par un train spécial, dont l'un devait servir à faire exploser une ogive.

Le 24 août 1949, Kurchatov arrive au terrain d'entraînement. Le 26 août, tous les travaux préparatoires sur le site étaient terminés. Le chef de l'expérience, Kurchatov, a donné l'ordre de tester le RDS-1 le 29 août à huit heures du matin, heure locale, et d'effectuer les opérations préparatoires à partir de huit heures du matin le 27 août.

Le matin du 27 août, l'assemblage du produit de combat a commencé près de la tour centrale. Dans l'après-midi du 28 août, les démolisseurs ont procédé à une dernière inspection complète de la tour, préparé l'automatisation pour la détonation et vérifié la ligne de câble de démolition.

Le 28 août à quatre heures de l'après-midi, une charge de plutonium et ses fusibles à neutrons ont été livrés à l'atelier près de la tour. L'installation finale de la charge a été achevée à trois heures du matin le 29 août. À quatre heures du matin, les installateurs ont fait sortir le produit de l'atelier d'assemblage le long d'une voie ferrée et l'ont installé dans la cage du monte-charge de la tour, puis ont soulevé la charge jusqu'au sommet de la tour. Vers six heures, la charge était équipée de fusibles et connectée au circuit de tir. Ensuite, l’évacuation de toutes les personnes du terrain d’essai a commencé.

En raison de la détérioration des conditions météorologiques, Kurchatov a décidé de reporter l'explosion de 8h00 à 7h00.

A 6h35, les opérateurs ont mis le système d'automatisation sous tension. 12 minutes avant l'explosion, la machine de terrain était allumée. 20 secondes avant l'explosion, l'opérateur a allumé le connecteur principal (interrupteur) reliant le produit au système de contrôle automatique. À partir de ce moment, toutes les opérations étaient effectuées par un appareil automatique. Six secondes avant l'explosion, le mécanisme principal de la machine a mis sous tension le produit et certains des instruments de terrain, et une seconde a allumé tous les autres instruments et a émis un signal d'explosion.

Le 29 août 1949, à sept heures précises, toute la zone était éclairée par une lumière aveuglante, ce qui indiquait que l'URSS avait terminé avec succès le développement et les tests de sa première charge de bombe atomique.

La puissance de charge était de 22 kilotonnes de TNT.

Pour le développement et les tests réussis d'une charge pour bombe atomique, plusieurs décrets fermés du Présidium du Soviet suprême de l'URSS en date du 29 octobre 1949 ont décerné des ordres et des médailles de l'URSS à un grand groupe d'éminents chercheurs, concepteurs et technologues; beaucoup ont reçu le titre de lauréats du prix Staline et plus de 30 personnes ont reçu le titre de héros du travail socialiste.

À la suite du test réussi du RDS-1, l'URSS a aboli le monopole américain sur la possession d'armes atomiques, devenant ainsi la deuxième puissance nucléaire du monde.