Thin Man ( eng. Thin Man , virallinen nimi - Mark 2 ) - tykkityyppisen plutoniumatomipommin projekti , joka kehitettiin Yhdysvalloissa toisen maailmansodan aikana osana Manhattan-projektia .
| laiha | |
|---|---|
| Hihat "Khudysh" plutonium-aseiden testaamiseen | |
| Tyyppi | Ydinpommi |
| Maa | USA |
| Tuotantohistoria | |
| Rakentaja | Los Alamosin kansallinen laboratorio |
| Ominaisuudet | |
| Paino (kg | 7 500 puntaa (3 400 kg) |
| Pituus, mm | 17 jalkaa (5,2 m ) |
| Halkaisija, mm | 38 tuumaa (96,5200000 cm) |
| Räjähtävä | Plutonium |
| Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | |
Thin Manin kehitys pysähtyi, kun kävi selväksi, että reaktorin plutoniumin spontaani fissionopeus oli liian korkea ja plutoniumin hajoaminen tapahtuisi nopeammin kuin tykkijärjestelmä voisi yhdistää ne yhdeksi kokonaisuudeksi kriittisen massan saavuttamiseksi.
Skinny-projekti oli varhainen versio ydinaseprojektista, joka valmisteltiin täytäntöönpanoa; tämä tapahtui ennen kuin plutonium voitiin syntetisoida ydinreaktorissa säteilyttämällä uraani-238 :aa . Oletettiin, että plutonium, kuten uraani-235 , voi saavuttaa kriittisen massan yhdistämällä kaksi alikriittistä kappaletta tätä ainetta ("ampumalla" toisiinsa). Esiräjähdyksen välttämiseksi plutonium "luodien" täytyi saavuttaa vähintään 910 m/s nopeus, muuten plutoniumin ketjureaktio alkaisi ennen täyden kriittisen massan saavuttamista ja panos hajoaisi ennen räjähdystä. .
"Mark-2":n arvioitu halkaisija oli 38 tuumaa (96,5200000 cm), pituus - 17 jalkaa (5,2 m ), niin suuri pituus tarvittiin, jotta plutonium "luoti" ehti kiihtyä haluttuun nopeuteen ennen kuin se osui " kohde". Lopullisen mallin painoksi arvioitiin 7 500 puntaa (3 400 kg ).
Vuonna 1942 , jo ennen kuin atomiprojekti tuli Yhdysvaltain armeijan hallintaan , Robert Oppenheimer piti Kalifornian Berkeleyssä konferenssin , jossa useat insinöörit ja fyysikot keskustelivat atomipommin suunnittelusta. Kolmea järjestelmää on ehdotettu: asetyyppinen uraani-235, asetyyppinen plutonium ja varhainen räjähdystyyppinen plutonium. Nämä kolme järjestelmää tunnettiin lempinimillä "Baby" , "Skinny" ja "Fat Man" .
Kaikkien kolmen hankkeen lempinimet loi Robert Serber , Oppenheimerin entinen oppilas, joka oli mukana projektissa. Muistojensa mukaan hän valitsi nämä nimet pommien muodon vuoksi. "Thin Man" piti olla hyvin pitkä pommi, ja sen nimi on otettu Dashiell Hammettin salapoliisiromaanista "Thin Man" ja samannimisestä elokuvasarjasta (alkuperäisessä sekä pommi että romaani ovat ns. "Ohut mies" - "ohut mies"). "Fat Man" oli pyöreä ja täyteläinen, ja se nimettiin Sidney Greenstreetin Maltese Falcon -hahmon mukaan . "Kid" oli viimeinen, joka kehitettiin ja nimettiin vain sellaiseksi vastakohtana "Skinnylle". [2]
Suurin osa konferenssin osallistujista tuli siihen johtopäätökseen, että uraani-235:n ja plutoniumin tunnetut fysikaaliset ja ydinominaisuudet mahdollistivat asetyyppisten pommien luomisen niiden pohjalta, vaikka plutoniumpommeilla oli vielä joitain vaikeuksia. Koska plutoniumin spontaanin fission intensiteetti oli suurempi, ydinaineen liikenopeuden on oltava suurempi kuin uraanipanoksella; seurauksena pommin mitat kasvoivat.
Oletettiin, että uraaniin perustuvien asetyyppisten pommien luominen olisi paljon helpompaa kuin plutoniumpohjaisten. Alkuperäiset laskelmat näiden aineiden valmistusmenetelmistä osoittivat, että ennen sodan päättymistä Manhattan-projektin olisi vaikea saada tarpeeksi uraania moniin pommeihin, mutta plutoniumia saattaa olla mahdollista syntetisoida riittävästi.
Implosiotyyppiset pommit osoittautuivat tehokkaammiksi (räjähdysvoimalla halkeamiskelpoisen materiaalin massayksikköä kohti), koska puristetussa ydinaineessa ketjureaktio tapahtuu nopeammin ja sen seurauksena täydellisemmin.
Tarkastellessaan aikaisempia näkemyksiään Oppenheimer perusteli vuoden 1943 alussa, että kahta projektia pitäisi kehittää edelleen: "Ohut" ja "Fat Man". Näistä ensimmäiseen päätettiin keskittyä tutkimustyössä, sillä siinä oli enemmän epävarmuustekijöitä. Khudysh-projektin materiaalien perusteella oletettiin, että tykkityyppinen uraanipommi voitaisiin kehittää nopeasti.
Oppenheimer kokosi ryhmän, johon kuuluivat pääinsinööri Edwin Rose ja pääfyysikko Charles Critchfield , ja aloitti työskentelyn plutoniumtykkipommin piirustuksen parissa. Kesäkuussa 1943 laivaston kapteeni William Sterling Parsons otti aseosaston komennon ja Skinny-projektin suoran hallinnan. [3]
Kaksi pääongelmaa, joita Thin Manin kehittäjät kohtasivat, olivat ensinnäkin pommin aerodynamiikka sen jälkeen, kun se oli pudotettu lentokoneesta, ja toiseksi esiräjähdys .
"Thin One":n pitkä pituus johti epävakaisiin aerodynaamisiin ominaisuuksiin. Pienemmät pommimallit pudotettiin TBF Avenger -torpedopommittajasta Yhdysvaltain laivaston harjoituskentällä Dahlgrenin edustalla Virginiassa elokuussa 1943. Pommien pudotuksen jälkeen ne lensivät pyrstössä sivulle ja putosivat maahan, ja ne hajosivat palasiksi.
Laajat aerodynaamiset testaukset, erityisesti pommin nenän, hännän ja hännän evien muodot , jatkuivat ensi vuonna. Ne johtivat "pullisevaan" nenään, ohueen päärunkoon ja leveämpään häntään, joka sisälsi plutoniumin "kohteen" sekä erittäin pitkät hännän evät.
Täysikokoisia pommimalleja pudotettiin 6. maaliskuuta 1944 Muroc Army Air Force Base -tukikohtaan (nykyisin Edwardsin ilmavoimien tukikohta), nämä testit onnistuivat.
Plutoniumpommiprojektin toteutettavuus asetettiin kyseenalaiseksi vuonna 1942 ; Marraskuun 14. päivänä James Conant sai tietää (Wallace Ackersilta), että James Chadwick oli äskettäin päätellyt, että plutonium ei sovellu aseisiin epäpuhtauksien vuoksi. Hän neuvotteli Ernest Lawrencen ja Arthur Comptonin kanssa, jotka vahvistivat, että Chicagon ja Berkeleyn tutkijat olivat olleet tietoisia ongelmasta lokakuusta lähtien, mutta eivät voineet tarjota valmista ratkaisua. Hän keskusteli asiasta Leslie Grovesin kanssa , joka kokosi erityiskomitean, johon kuuluivat Lawrence, Compton, Oppenheimer ja Edwin Macmillan . Komissio päätteli, että kaikki ongelmat voitaisiin ratkaista käyttämällä puhtaampaa plutoniumia. Plutoniumin kemiallinen rikastaminen ehdotettiin uskottavan DuPontin tehtäväksi (myös mahdollisuutta siirtää kaikki plutoniumiin liittyvät tehtävät sille harkittiin), mutta koko hankkeesta jäi vahvat epäilykset. [neljä]
Huhtikuussa 1944 Emilio Gino Segre havaitsi Hanfordin reaktoriluokan plutoniumin kokeissa , että tällainen plutonium sisälsi epäpuhtauksia 240 Pu -isotoopin muodossa . Jälkimmäisellä oli paljon suurempi spontaanin fission ja radioaktiivisuuden intensiteetti kuin 239 Pu -syklotronilla , jolle tehtiin aikaisemmat laskelmat; ja plutoniumin saaminen reaktorissa ilman tätä epäpuhtautta osoittautui mahdottomaksi. Tämä tarkoitti, että tämän aineen taustasäteily oli niin korkea, että esiräjähdys ja varauksen tuhoutuminen kriittisen massan muodostumisen aikana oli lähes väistämätöntä [5] . Aseen piipun pituus, joka kykenisi kiihdyttämään plutonium "luotin" riittävään nopeuteen välttääkseen esiräjähdyksen, olisi todennäköisesti liian pitkä mille tahansa olemassa olevalle tai suunnitellulle pommikoneelle . Siten kävi ilmi, että ainoa vaihtoehto plutoniumin käyttämiseen toimivassa pommissa oli räjähdys - paljon vaikeampi tekninen ongelma.
Sopimus asetyyppisen plutoniumpommin käyttökelpoisuudesta saavutettiin Los Alamosissa 17. heinäkuuta 1944 pidetyssä kokouksessa. [6] Kaikki Manhattan Projectin tykkipommityöt keskittyivät rikastetun uraanipommin ( Baby ) rakentamiseen, mutta laboratorion pääpaino oli räjähdysongelmassa ja Fat Manin kehityksessä .
| Manhattan projekti | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Paikat |
| |||||||||||
| Ase | ||||||||||||
| Testit | ||||||||||||
| Johtajat | ||||||||||||
| Tiedemiehet |
| |||||||||||
Aiheeseen liittyvät artikkelit | ||||||||||||