Маленький мальчик - Little Boy

Эта статья об атомной бомбе, сброшенной на Хиросиму. Для использования в других целях см. Маленький мальчик (значения).

Маленький мальчик
Маленький мальчик.jpg
Послевоенная модель маленького мальчика
ТипЯдерное оружие
Место происхожденияСоединенные Штаты
История производства
ДизайнерЛос-Аламосская лаборатория
Произведено1945
Нет. построен26
Характеристики
Масса9,700 фунтов (4,400 кг)
Длина10 футов (3,0 м)
Диаметр28 дюймов (71 см)
ЗаполнениеУран-235
Вес наполнения64 кг
Мощность взрыва15 килотонн в тротиловом эквиваленте (63 ТДж)

"Маленький мальчик"было кодовым названием типа Атомная бомба упал на японский город Хиросима 6 августа 1945 г. во время Вторая Мировая Война. Это было первое ядерное оружие, использованное в войне. Бомба была сброшена Боинг В-29 Суперфортресс Enola Gay пилотируется полковником Пол В. Тиббетс-младший, командующий 509-я композитная группа ВВС США и капитан Роберт А. Льюис. Он взорвался с энергией примерно 15 килотонн в тротиловом эквиваленте (63 ТДж) и вызвал массовые смерти и разрушения по всему городу. В Взрыв Хиросимы был вторым в истории искусственным ядерным взрывом после Тринити-тест.

Little Boy был разработан лейтенант-командиром Фрэнсис Берч группа в Манхэттенский проект с Лос-Аламосская лаборатория во время Великой Отечественной войны - переделка неудачных Тонкий человек ядерная бомба. Как и Тонкий человек, это был орудие деления пушечного типа, но он получил свою взрывную силу от ядерное деление из уран-235, тогда как Тонкий человек был основан на делении плутоний-239. Деление производилось путем выстрела полым цилиндром из обогащенного урана («пуля») по твердому цилиндру из того же материала («мишень») с помощью заряда пороха из нитроцеллюлозы. Он содержал 64 кг (141 фунт) обогащенного урана, хотя менее килограмма подверглось ядерному делению. Его компоненты были изготовлены на трех разных заводах, чтобы ни у кого не было копии всей конструкции.

После окончания войны не ожидалось, что неэффективный дизайн Little Boy когда-нибудь снова понадобится, и многие планы и схемы были уничтожены. Однако к середине 1946 г. Хэнфорд сайт реакторы начали сильно страдать от Эффект Вигнера, дислокация атомов в твердом теле, вызванная нейтронным излучением, и плутоний стал дефицитным, поэтому шесть сборок Little Boy были произведены в База Сандия. Военно-морской флот Бюро боеприпасов построил еще 25 сборок Little Boy в 1947 году для использования Локхид P2V Нептун ядерный ударный самолет, который мог быть запущен с Авианосцы класса Midway. К концу января 1951 года все подразделения Little Boy были выведены из эксплуатации.

Именование

Физик Роберт Сербер назвал первые две конструкции атомной бомбы во время Вторая Мировая Война в зависимости от их формы: Тонкий человек и Толстяк. «Тонкий человек» был длинным и тонким устройством, и его название произошло от Дашиелл Хэмметт детективный роман и серия фильмов о Тонкий человек. «Толстяк» был круглым и толстым, поэтому он был назван в честь Каспера Гутмана, круглого персонажа из романа Хэмметта 1930 года. Мальтийский сокол, В исполнении Сидней Гринстрит в 1941 г. версия фильма. Little Boy был назван другими как намек на Тонкого Человека, поскольку он был основан на его дизайне.[1]

Разработка

Основная статья: Манхэттенский проект

Потому что уран-235 был известен как расщепляющийся, это был первый материал, использованный при разработке бомбы. Поскольку первая разработка была разработана (а также впервые использовалась для боевых действий), ее иногда называют Mark I.[2] Подавляющее большинство работ было выполнено в виде изотопное обогащение необходимого для оружия урана, поскольку уран-235 составляет всего 1 из 140 натуральных уран.[3] Обогащение производилось на Ок-Ридж, Теннесси, где электромагнитное разделение растение, известное как Y-12, полностью вступил в строй в марте 1944 года.[4] Первые партии высокообогащенного урана были отправлены в лабораторию Лос-Аламоса в июне 1944 года.[5]

Большая часть урана, необходимого для производства бомбы, поступала из Шинколобве мой и стал доступен благодаря дальновидности генерального директора Горнодобывающий союз Верхней Катанги, Эдгар Сенгье, у которых было 1200 короткие тонны (1,100 т ) из урановая руда перевезен на склад в Нью-Йорке в 1940 году.[6] По крайней мере, часть из 1200 коротких тонн (1100 тонн) в дополнение к урановой руде и оксид урана захвачен Миссия Алсос в 1944 и 1945 годах ездил в Ок-Ридж для обогащения,[7] а также 1232 фунта (559 кг) оксида урана, захваченного на японском Немецкая подводная лодкаU-234 после капитуляции Германии в мае 1945 г.[8]

Как часть Проект Альберта, Командир А. Фрэнсис Берч (слева) собирает бомбу, пока физик Норман Рэмси часы. Это одна из редких фотографий, на которой видна внутренняя часть бомбы.

Little Boy был упрощением Тонкого Человека, предыдущего орудие деления пушечного типа дизайн. Тонкий человек, длиной 17 футов (5,2 м), был разработан для использования плутония, поэтому он также был более чем способен использовать обогащенный уран. От дизайна Тонкого Человека отказались после экспериментов Эмилио Дж. Сегре и его группа P-5 в Лос-Аламосе на недавно произведенном реакторе плутоний из Ок-Риджа и с сайта Хэнфорд, показали, что он содержит примеси в виде изотоп плутоний-240. Он имеет гораздо более высокую скорость спонтанного деления и радиоактивность, чем циклотрон -произведенный плутоний, на котором были сделаны первоначальные измерения, и его включение в плутоний, выращенный в реакторах (необходимый для изготовления бомбы из-за требуемых количеств), казалось неизбежным. Это означало, что фоновая скорость деления плутония была настолько высокой, что весьма вероятно, что плутоний будет предвкушать и разорвется на части при первоначальном формировании критической массы.[9]

В июле 1944 года почти все исследования в Лос-Аламосе были перенаправлены на плутониевое оружие имплозионного типа. Общая ответственность за оружие уранового типа была возложена на Капитан Уильям С. Парсонс Артиллерийская (О) дивизия. Все проектирование, разработка и техническая работа в Лос-Аламосе были объединены под Лейтенант командир Фрэнсис Берч группа.[10] В отличие от плутония ядерное оружие имплозивного типа и оружие деления типа плутониевой пушки, урановое оружие типа пушки было простым, если не тривиальным, для конструирования. Идея была реализована таким образом, чтобы в случае неудачи разработки плутониевой бомбы по-прежнему можно было использовать пушечный принцип. Отныне конструкция пушечного типа должна была работать только с обогащенным ураном, и это позволило значительно упростить конструкцию «Тонкого человека». Скоростное орудие больше не требовалось, и его можно было заменить на более простое оружие. Упрощенное орудие было достаточно коротким, чтобы поместиться в бомбовый отсек B-29.[11]

Техническое задание было завершено в феврале 1945 года, и были заключены контракты на изготовление компонентов. Были использованы три разных растения, чтобы ни у кого не было копии всей конструкции. Пушка и казенная часть были изготовлены Завод морской пушки в Вашингтоне, округ Колумбия; корпус мишени и некоторые другие компоненты на заводе военно-морских боеприпасов в Центральная линия, Мичиган; и хвостовой обтекатель и монтажные кронштейны от компании Expert Tool and Die в г. Детройт, Мичиган.[12] Бомба, за исключением урана, была готова в начале мая 1945 года.[13] Инженер округа Манхэттен Кеннет Николс ожидалось, что 1 мая 1945 года уран-235 будет «для одного оружия до 1 августа, а второго где-то в декабре», при условии, что второе оружие будет пушечного типа; рассматривался вопрос о разработке имплозивной бомбы для урана-235, которая увеличит производительность.[14] Снаряд уран-235 был завершен 15 июня, а цель - 24 июля.[15] Мишень и предварительная сборка бомбы (частично собранные бомбы без делящихся компонентов) оставлены. Военно-морская верфь Хантерс-Пойнт, Калифорния, 16 июля на борту тяжелый крейсер USSИндианаполис, прибытие 26 июля.[16] Целевая вставка, а затем воздух 30 июля.[15]

Хотя все его компоненты были протестированы,[15] до того, как Маленький Мальчик был сброшен, не было проведено полного испытания ядерного оружия пушечного типа. Хиросима. Единственный испытательный взрыв концепции ядерного оружия представляла собой устройство имплозивного типа, в котором в качестве делящегося материала использовался плутоний, и он имел место 16 июля 1945 г. Ядерное испытание троицы. Было несколько причин не тестировать устройство типа Little Boy. В первую очередь урана-235 было мало по сравнению с относительно большим количеством плутония, который, как ожидалось, мог быть произведен Хэнфорд сайт реакторы.[17] Кроме того, конструкция оружия была достаточно простой, поэтому было сочтено необходимым провести только лабораторные испытания с пушкой в ​​сборе. В отличие от имплозивной конструкции, которая требовала сложной координации кумулятивных зарядов взрывчатого вещества, конструкция пушечного типа считалась почти наверняка работающей.[18]

Хотя в «Маленьком мальчике» были предусмотрены различные механизмы безопасности, случайный взрыв все же был возможен. Например, если бомбардировщик, несущий устройство, упадет, то полая «пуля» может попасть в «целевой» цилиндр, взорвав бомбу или, по крайней мере, выпустив огромное количество радиации; тесты показали, что для этого потребуется крайне маловероятный удар, в 500 раз превышающий силу тяжести.[19] Другая проблема заключалась в том, что взрывчатка могла сработать в результате аварии или пожара.[20] При погружении в воду компоненты урана подвергались воздействию замедлитель нейтронов эффект, который не вызовет взрыва, но приведет к радиоактивному загрязнению. По этой причине пилотам посоветовали терпеть крушение на суше, а не на море.[19]

Дизайн

«Пушечный» способ сборки. Когда дупло уран снаряд попал в цилиндр-мишень, в результате произошел ядерный взрыв.

Маленький мальчик был 120 дюймов (300 см) в длину, 28 дюймов (71 см) в диаметре и весил приблизительно 9 700 фунтов (4400 кг).[21] В конструкции использовался пистолетный метод для взрывного воздействия на полый подводный элемент.критическая масса из обогащенный уран и твердый цилиндр-мишень вместе в сверхкритическую массу, инициируя ядерная цепная реакция.[22] Это было достигнуто путем попадания одного куска урана в другой с помощью четырех цилиндрических шелковых мешков с кордит пудра. Это было широко используемое бездымное пороховое топливо, состоящее из смеси на 65 процентов нитроцеллюлоза, 30 процентов нитроглицерин, 3 процента вазелин, и 3 процента карбамит который был экструдирован в трубчатые гранулы. Это дало ему большую площадь поверхности и область быстрого горения, и он мог достигать давления до 40000 фунтов на квадратный дюйм (280 000 кПа). Кордит для Маленького мальчика военного времени был доставлен в Канаду; топливо для послевоенных Маленьких Мальчиков было получено от Пикатинни Арсенал.[23] Бомба содержала 64 кг (141 фунт) обогащенного урана. Большинство из них было обогащено до 89%, но некоторые содержали только 50% урана-235 при среднем обогащении 80%.[22] Перенесено менее килограмма урана ядерное деление, и из этой массы только 0,6 г (0,021 унции) было преобразовано в несколько форм энергии, в основном кинетическая энергия, но также тепло и излучение.[24]

Детали сборки

Внутри оружия материал уран-235 был разделен на две части по принципу орудия: «снаряд» и «цель». Снаряд представлял собой полый цилиндр с 60% общей массы (38,5 кг (85 фунтов)). Он состоял из стопки из девяти урановых колец, каждое диаметром 6,25 дюйма (159 мм) с отверстием 4 дюйма (100 мм) в центре и общей длиной 7 дюймов (180 мм), вдавленных вместе в корпус. передняя часть тонкостенного снаряда длиной 16,25 дюйма (413 мм). Заполнение оставшейся части пространства за этими кольцами в снаряде было карбид вольфрама диск со стальной спинкой. При воспламенении снаряд проталкивался на 42 дюйма (1100 мм) вдоль 72-дюймового (1800 мм) длинного, 6,5-дюймового (170 мм) гладкоствольного ствола орудия. «Вставка» заготовки представляла собой цилиндр 4 дюйма (100 мм), длиной 7 дюймов (180 мм) с осевым отверстием 1 дюйм (25 мм). Снаряд составлял 40% от общей делящейся массы (25,6 кг или 56 фунтов). Вставка представляла собой набор из шести шайб-подобных урановых дисков, несколько толще, чем кольца снаряда, которые скользили по стержню диаметром 1 дюйм (25 мм). Затем этот стержень выдвигался вперед через тампферную пробку из карбида вольфрама, амортизирующую наковальню и ограничитель обратного хода носовой пробки, в конечном итоге выступая из передней части корпуса бомбы. Вся эта сборка мишени была закреплена с обоих концов контргайками.[25][26]

Когда снаряд с полой передней частью достигнет цели и скользит по вставке мишени, собранная сверхкритическая масса урана будет полностью окружена тампером и отражателем нейтронов из карбида вольфрама и стали, причем оба материала имеют общую массу 2300 кг ( 5100 фунтов).[27] Нейтронные инициаторы у основания снаряд сработал от удара.[28]

Little Boy Internal Components.png

Противоинтуитивный дизайн

В течение первых пятидесяти лет после 1945 года каждое опубликованное описание и рисунок механизма «Маленький мальчик» предполагало, что небольшой твердый снаряд был выпущен в центр более крупной неподвижной цели.[29] Однако соображения критической массы диктовали, что в Little Boy более крупная полая часть будет снарядом. Собранная делящаяся зона имела более двух критические массы урана-235. Это требовало, чтобы одна из двух частей имела более одной критической массы, при этом большая часть избегала критичности до сборки за счет формы и минимального контакта с отражающим нейтроны тампером из карбида вольфрама.

Отверстие в центре большего куска рассеивало массу и увеличивало площадь поверхности, позволяя большему количеству нейтронов деления улетучиваться, тем самым предотвращая преждевременную цепную реакцию.[30] Но для того, чтобы эта большая полая деталь имела минимальный контакт с тампером, это должен быть снаряд, так как только задний конец снаряда контактировал с тампером до взрыва. Остальная часть карбида вольфрама окружала цилиндр мишени докритической массы (конструкторы называли его «вставкой») с воздушным пространством между ним и вставкой. Такая компоновка упаковывает максимальное количество делящегося материала в конструкцию сборки оружия.[30]

Система взрывателей

Вилки для установки атомной бомбы типа Little Boy на выставке Национальный музей авиации и космонавтики с Центр Стивена Ф. Удвар-Хейзи.

В взрыватель Система была разработана для срабатывания на самой разрушительной высоте, которая, по расчетам, составляла 580 метров (1900 футов). В нем использовалась трехступенчатая система блокировки:[31]

  • Таймер гарантировал, что бомба не взорвется, по крайней мере, через пятнадцать секунд после выброса, что составляет четверть прогнозируемого времени падения, чтобы гарантировать безопасность самолета. Таймер сработал, когда электрический выдвижные пробки соединение его с самолетом ослабло, когда бомба упала, переключив его на внутреннюю 24-вольтовую батарею и запустив таймер. По истечении 15 секунд бомба должна была быть на расстоянии 3 600 футов (1100 м) от самолета, были включены радарные высотомеры, и ответственность перешла к барометрической ступени.[31]
  • Цель барометрический Этап состоял в том, чтобы отложить активацию цепи управления стрельбой радиовысотомера до близкой к высоте взрыва. Тонкая металлическая мембрана, окружающая вакуумную камеру (аналогичная конструкция до сих пор используется в старомодных настенных барометрах), постепенно деформировалась по мере увеличения давления окружающего воздуха во время спуска. Барометрический взрыватель не считался достаточно точным, чтобы взорвать бомбу на точной высоте воспламенения, потому что давление воздуха зависит от местных условий. Когда бомба достигла проектной высоты для этой ступени (по сообщениям, 2000 метров, 6600 футов), мембрана замкнула цепь, активировав радиолокационные высотомеры. Барометрическая ступень была добавлена ​​из-за опасений, что внешние сигналы радара могут привести к слишком раннему взрыву бомбы.[31]
  • Два и более избыточный радиолокационные высотомеры использовались для надежного определения конечной высоты. Когда высотомеры определили правильную высоту, пусковой выключатель замкнулся, зажгло три капсюля BuOrd Mk15, Mod 1 Navy в затворе казенной части, которые привели в действие заряд, состоящий из четырех мешков с шелковым порохом, каждый из которых содержал 2 фунта (0,9 кг) ВВ. трубка с прорезями кордит. Это запустило урановый снаряд к противоположному концу ствола орудия в конечном итоге Начальная скорость 300 метров в секунду (980 футов / с). Примерно через 10 миллисекунд произошла цепная реакция, продолжавшаяся менее 1 микросекунды. Используемые радиолокационные высотомеры были модифицированы авиационным корпусом армии США. АПС-13 радары предупреждения о хвосте по прозвищу «Арчи», обычно используется для предупреждения пилота истребителя о приближении другого самолета сзади.[31]

Репетиции

Маленький мальчик в бомбоубежище Тиниан остров, перед загрузкой в Enola Gay'бомбоотсек. Справа вверху видна часть двери бомбового отсека.

Предварительные сборки Little Boy были обозначены L-1, L-2, L-3, L-4, L-5, L-6, L-7 и L-11. L-1, L-2, L-5 и L-6 расходуются в тестовых каплях. Первое испытание на падение было проведено с L-1 23 июля 1945 года. Он был сброшен над морем недалеко от Тиниана, чтобы проверить радарный высотомер на B-29, позже известном как Большая вонь, пилотируемый Полковник Пол В. Тиббетс, командующий 509-я композитная группа. Еще два испытания на падение над морем были проведены 24 и 25 июля на установках 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 L-6 использовался в качестве генеральной репетиции. Б-29 Следующая цель, пилотируемый Основной Чарльз В. Суини, летал в Иводзима, где отрабатывались аварийные процедуры по загрузке бомбы на резервный самолет. Эта репетиция повторилась 31 июля, но на этот раз L-6 перегрузили на другой B-29, Enola Gay, пилотируемый Тиббетсом, и бомба была сброшена недалеко от Тиниана. L-11 был сборкой, использованной для бомбы Хиросимы.[32][33]

Бомбардировка Хиросимы

Основная статья: Атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки § Бомбардировка Хиросимы

Парсонс, Enola Gay'Оружейник был обеспокоен возможностью случайного взрыва, если самолет разбился при взлете, поэтому он решил не загружать четыре мешка с порохом кордита в казенную часть орудия, пока самолет не будет в полете. После взлета Парсонс и его помощник, Второй лейтенант Моррис Р. Джеппсон, пробились в бомбоотсек по узкому мостику по левому борту. Джеппсон держал фонарик, пока Парсонс отсоединял провода праймера, снимал затвор, вставлял мешки с порохом, заменял затвор и снова подсоединял провода. Перед тем, как подняться на высоту при приближении к цели, Джеппсон переключил три предохранителя между электрическими разъемами внутренней батареи и пускового механизма с зеленого на красный. Затем бомба была полностью вооружена. Джеппсон проследил за цепями бомбы.[34]

В грибовидное облако над Хиросима после падения маленького мальчика

Бомба была сброшена примерно в 08:15 (японское стандартное время) 6 августа 1945 года. После падения в течение 44,4 секунды, часовой и барометрический триггеры запустили пусковой механизм. Взрыв произошел на высоте 1 968 ± 50 футов (600 ± 15 м). Он был менее мощным, чем Толстяк, который был сброшен на Нагасаки, но ущерб и количество жертв в Хиросиме были намного выше, поскольку Хиросима находилась на равнинной местности, а гипоцентр Нагасаки лежал в небольшой долине. Согласно данным, опубликованным в 1945 году, 66 000 человек погибли в результате взрыва в Хиросиме, а 69 000 получили ранения различной степени.[35] Из этих смертей 20 000 были членами Императорская армия Японии.[36]

Точное измерение мощности было проблематичным, поскольку оружие никогда не испытывалось. Президент Гарри С. Трумэн официально объявлено, что выход составляет 20 килотонн в тротиловом эквиваленте (84 ТДж). Это было основано на визуальной оценке Парсонса, согласно которой взрыв был сильнее, чем то, что он видел на Ядерное испытание троицы. Поскольку это было оценено в 18 килотонн в тротиловом эквиваленте (75 ТДж), спичрайтеры округлили до 20 килотонн. Дальнейшее обсуждение было затем прекращено из опасения ослабить воздействие бомбы на японцев. Данные были собраны Луис Альварес, Гарольд Агнью, и Лоуренс Х. Джонстон на приборной плоскости, Великий артист, но в то время это не использовалось для расчета доходности.[37]

После окончания боевых действий исследовательская группа Манхэттенского проекта, в которую входили Уильям Пенни, Роберт Сербер и Джордж Т. Рейнольдс был отправлен в Хиросиму для оценки последствий взрыва. Оценив воздействие на объекты и конструкции, Пенни пришел к выводу, что выход составляет 12 ± 1 килотонн.[38] Более поздние расчеты, основанные на обугливании, показали выход от 13 до 14 килотонн.[39] В 1953 г. Фредерик Райнес рассчитал выход 15 килотонн в тротиловом эквиваленте (63 ТДж).[37] Эта цифра стала официальной доходностью.[40]

Проект Ичибан

В 1962 году ученые из Лос-Аламоса создали макет Маленького мальчика, известный как «Проект Ичибан», чтобы ответить на некоторые из оставшихся без ответа вопросов, но он не смог прояснить все проблемы. В 1982 году в Лос-Аламосе была создана точная копия 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 были проведены эксперименты по оценке нейтронного излучения.[41] На основании этого и данных Великий артист, мощность оценивалась в 16,6 ± 0,3 килотонн.[42] После рассмотрения многих методов оценки в отчете 1985 года был сделан вывод, что выход составляет 15 килотонн в тротиловом эквиваленте (63 ТДж) ± 20%.[40]

Физические эффекты

Общие эффекты атомных бомб на Хиросиму и Нагасаки, фильм ВВС США.

После того, как Хиросима была выбрана в апреле 1945 года, Хиросима избежала обычных бомбардировок, чтобы служить идеальной целью, где можно было наблюдать воздействие ядерной бомбы на неповрежденный город.[43] Хотя повреждения можно было изучить позже, выработку энергии непроверенной конструкции Маленького мальчика можно было определить только в момент взрыва, используя инструменты, сброшенные на парашюте с самолета, летящего 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, мы получили практическое правило, называемое 5 фунтов на квадратный дюйм (34 кПа ) правило смертельной зоны. Приблизительно все люди в зоне, где ударная волна несет такое избыточное давление или выше, будут убиты.[44] В Хиросиме эта область была 3,5 километра (2,2 мили) в диаметре.[45]

Ущерб был нанесен тремя основными эффектами: взрывом, огнем и радиацией.[46]

Взрыв

Взрыв ядерной бомбы - результат рентгеновский снимок - нагретый воздух (огненный шар), посылающий во всех направлениях ударную волну или волну давления, первоначально со скоростью, превышающей скорость звука,[47] аналог грома, производимого молнией. Знания об уничтожении городских взрывов в значительной степени основаны на исследованиях Маленького мальчика в Хиросиме. Здания Нагасаки понесли аналогичные повреждения на аналогичном расстоянии, но бомба Нагасаки взорвалась в 3,2 км от центра города по холмистой местности, на которой частично не было зданий.[48]

Каркасный дом 1953 г., ядерные испытания, 5 psi избыточное давление

В Хиросиме почти все в пределах 1,6 км (1,0 мили) от точки, непосредственно подвергшейся взрыву, было полностью разрушено, за исключением примерно 50 сильно армированных сейсмостойких бетонных зданий, только снаряды которых остались стоять. Большинство из них были полностью выпотрошены, их окна, двери, створки и рамы были вырваны.[49] Периметр серьезного повреждения от взрыва приблизительно повторял контур 5 фунтов на квадратный дюйм (34 кПа) на высоте 1,8 км (1,1 мили).

Позже испытательные взрывы ядерного оружия рядом с домами и другими испытательными сооружениями подтвердили порог избыточного давления 5 фунтов на квадратный дюйм. Обыкновенные городские здания, испытавшие его, 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.[50]

Основным результатом такого рода структурных повреждений было то, что они создали топливо для пожаров, которые возникли одновременно во всей зоне сильных разрушений.

Огонь

Первым эффектом взрыва был ослепляющий свет, сопровождаемый сияющим жаром от огненного шара. Огненный шар Хиросимы имел диаметр 370 метров (1200 футов) с температурой поверхности 6000 ° C (10830 ° F).[51] Около эпицентра все горючее загорелось. Одна известная анонимная жертва Хиросимы, сидящая на каменных ступенях в 260 метрах (850 футов) от гипоцентра, оставила только тень, поглотив жар огненного шара, который навсегда обесцветил окружающий камень.[52] Одновременные пожары возникли по всей пострадавшей от взрыва зоне из-за тепла огненного шара, перевернутых печей и печей, короткого замыкания и т. Д. Через двадцать минут после взрыва эти пожары слились в огненная буря, втягивая в себя воздух со всех сторон, чтобы накормить ад, который поглотил все горючие вещества.[53]

Взрыв и ущерб от пожара в Хиросиме, карта США по стратегическим бомбардировкам

Огненный шторм в Хиросиме имел диаметр примерно 3,2 км (2,0 мили), что близко соответствовало зоне серьезного повреждения от взрыва. (См. USSBS[54] карта, справа.) Пострадавшие от взрыва здания послужили топливом для пожара. Строительные бруски и мебель были расколоты и разбросаны. Забитые обломками дороги препятствовали пожарным. Разбитые газовые трубы стали причиной пожара, а сломанные водопроводные трубы сделали гидранты бесполезными.[53] В Нагасаки пожары не смогли слиться в одну огненную бурю, а площадь, пострадавшая от пожара, была всего на четверть меньше, чем в Хиросиме, отчасти из-за юго-западного ветра, который оттолкнул пожары от города.[55]

Как показано на карте, огненная буря в Хиросиме перешла естественные противопожарные преграды (русла рек), а также подготовленные противопожарные заграждения. Распространение огня прекратилось только тогда, когда он достиг края поврежденной взрывом зоны, где оказалось меньше доступного топлива.[56]

Точные цифры потерь невозможно определить, потому что многие жертвы были кремированы во время огненной бури вместе со всеми записями об их существовании. В отчете Манхэттенского проекта по Хиросиме было подсчитано, что 60% немедленных смертей были вызваны пожарами, но с оговоркой, что «многие люди вблизи центра взрыва получили смертельные травмы от более чем одного воздействия бомбы».[57] В частности, многие пострадавшие от пожара также получили смертельные дозы ядерной радиации.

Радиация

Местные осадки это пыль и зола от воронки от бомбы, загрязненная радиоактивными продуктами деления. Он падает на землю с подветренной стороны кратера и может образовывать смертельную зону, намного большую, чем от взрыва и пожара. С воздушный взрыв продукты деления поднимаются в стратосфера, где они рассеиваются и становятся частью глобальной окружающей среды. Поскольку «Маленький мальчик» произошел в результате взрыва в воздухе на высоте 580 метров (1900 футов) над землей, воронки от бомбы и местных радиоактивных осадков не было.[58]

Однако всплеск интенсивных нейтрон и гамма-излучение пришел прямо из огненного шара. Его смертельный радиус составлял 1,3 км (0,8 мили).[45] покрывая около половины площади огненного шторма. По оценкам, 30% немедленных смертельных случаев 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 выжили в результате взрыва и пожара, но умерли от радиационных поражений.[57] Среди выживших раненых 30% имели лучевые поражения.[59] от которого они выздоровели, но с пожизненным повышением риска рака.[60][61] На сегодняшний день среди детей выживших не наблюдалось связанных с радиацией свидетельств наследственных заболеваний.[62][63][64]

Эквивалент обычного оружия

Смотрите также: Операция Дом собраний

Хотя Little Boy взорвался с энергетическим эквивалентом 16000 тонн тротила, Обзор стратегических бомбардировок подсчитано, что такой же эффект взрыва и пожара могли вызвать 2100 тонн обычные бомбы: "220 Б-29, перевозящих 1200 тонн зажигательные бомбы, 400 тонн фугасные бомбы, и 500 тонн противопехотный осколочные бомбы."[65] Поскольку цель была распределена по двумерной плоскости, вертикальная составляющая одиночного сферического ядерного взрыва была в значительной степени растрачена. А кассетная бомба Схема небольших взрывов была бы более энергоэффективным соответствием цели.[65]

Послевоенный

Один из пяти корпусов, построенных для бомбы Little Boy, использовавшейся в Хиросиме, выставленных на выставке Имперский военный музей в Лондоне в 2015 году

Когда война закончилась, не ожидалось, что неэффективный дизайн Little Boy когда-либо снова понадобится, и многие планы и схемы были уничтожены. Однако к середине 1946 года реакторы на Хэнфордской площадке сильно пострадали от Эффект Вигнера. Столкнувшись с перспективой отсутствия плутония для новых ядер и более полоний за инициаторов уже произведенных ядер, директор Манхэттенского проекта, Генерал майор Лесли Р. Гровс, приказал подготовить несколько маленьких мальчиков в качестве временной меры, пока не будет найдено лекарство. Никаких сборок Little Boy не было, и не удалось найти исчерпывающий набор схем Little Boy, хотя были чертежи различных компонентов и запасы запчастей.[66][67]

В База Сандия, три армейских офицера, Капитаны Альберт Бетел, Ричард Мейер и Бобби Гриффин пытались воссоздать Маленького мальчика. Руководил ими Харлоу У. Расс, эксперт по Маленькому мальчику, который служил с Проект Альберта на Тиниане, и теперь был лидером группы Z-11 Z-подразделения лаборатории Лос-Аламоса в Сандиа. Постепенно им удалось найти нужные чертежи и детали и выяснить, как они работают вместе. В итоге они построили шесть сборок Little Boy. Несмотря на то, что гильзы, стволы и компоненты были испытаны, обогащенный уран для бомб не поставлялся. К началу 1947 года проблема, вызванная эффектом Вигнера, находилась на пути к решению, и три офицера были назначены на другие должности.[66][67]

Военно-морской флот Бюро боеприпасов построил 25 узлов Little Boy в 1947 году для использования ядерными Локхид P2V Нептун авианосец самолет (который может быть запущен, но не может приземлиться на Авианосцы класса Midway ). Компоненты были произведены на Военно-морских артиллерийских заводах в г. Покателло, Айдахо, и Луисвилл, Кентукки. К 1948 году было доступно достаточно расщепляющегося материала для создания десяти снарядов и мишеней, хотя инициаторов хватило только на шесть.[68] К концу января 1951 года все подразделения Little Boy были выведены из эксплуатации.[69][70]

В Смитсоновский институт выставлял Little Boy (полный, за исключением обогащенного урана), до 1986 года. Департамент энергетики взял оружие из музея, чтобы удалить его внутренние компоненты, чтобы бомбы нельзя было украсть и взорвать с делящимся материалом. Правительство вернуло пустую оболочку Смитсоновскому институту в 1993 году. Три другие обезвреженные бомбы выставлены на обозрение в Соединенных Штатах; другой находится в Имперский военный музей В Лондоне.[29]

Примечания

  1. ^ Serber & Crease 1998, п. 104.
  2. ^ Хансен 1995, п. V-105.
  3. ^ Джонс 1985, п. 9.
  4. ^ Джонс 1985, п. 138.
  5. ^ Джонс 1985, п. 143.
  6. ^ Джонс 1985 С. 64–65.
  7. ^ Родос 1995 С. 160–161.
  8. ^ «Сенсационная капитуляция четырех нацистских подводных лодок на Портсмутской военно-морской верфи». Историческое общество Новой Англии. 15 мая 2015. Получено 19 сентября 2018.
  9. ^ Hoddeson et al. 1993 г., п. 228.
  10. ^ Hoddeson et al. 1993 г. С. 245–249.
  11. ^ Родос 1986, п. 541.
  12. ^ Hoddeson et al. 1993 г., п. 257.
  13. ^ Hoddeson et al. 1993 г., п. 262.
  14. ^ Николс 1987 С. 175–176.
  15. ^ а б c Hoddeson et al. 1993 г., п. 265.
  16. ^ Костер-Маллен 2012, п. 30.
  17. ^ Хансен 1995 С. 111–112.
  18. ^ Hoddeson et al. 1993 г., п. 293.
  19. ^ а б Хансен 1995, п. 113.
  20. ^ Hoddeson et al. 1993 г., п. 333.
  21. ^ Гослинг 1999, п. 51.
  22. ^ а б Костер-Маллен 2012, п. 18.
  23. ^ Костер-Маллен 2012, п. 27.
  24. ^ Гласстоун и Долан 1977, п. 12.
  25. ^ Сублет, Кэри. «Часто задаваемые вопросы о ядерном оружии, раздел 8.0: Первое ядерное оружие». Получено 29 августа 2013.
  26. ^ Костер-Маллен 2012 С. 18–19, 27.
  27. ^ Бернштейн 2007, п. 133.
  28. ^ Hoddeson et al. 1993 г. С. 263–265.
  29. ^ а б Сэмюэлс 2008.
  30. ^ а б Костер-Маллен 2012 С. 23–24.
  31. ^ а б c d Хансен 1995a, стр. 2–5.
  32. ^ Кэмпбелл 2005 С. 46, 80.
  33. ^ Костер-Маллен 2012 С. 100–101.
  34. ^ Костер-Маллен 2012 С. 34–35.
  35. ^ Инженерный район Манхэттена (29 июня 1945 г.). "Атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки". Проект Гутенберг Электронная книга. docstoc.com. п. 3.
  36. ^ Алан Аксельрод (6 мая 2008 г.). Настоящая история Второй мировой войны: новый взгляд на прошлое. Стерлинг. п.350.
  37. ^ а б Hoddeson et al. 1993 г., п. 393.
  38. ^ Малик 1985 С. 18–20.
  39. ^ Малик 1985, п. 21.
  40. ^ а б c Малик 1985, п. 1.
  41. ^ Костер-Маллен 2012 С. 86–87.
  42. ^ Малик 1985, п. 16.
  43. ^ Рощи 1962, п. 267, «Чтобы мы могли точно оценить действие [ядерной] бомбы, цели не должны быть ранее повреждены воздушными налетами». Были выбраны четыре города, включая Хиросиму и Киото. Военный министр Стимсон наложил вето на Киото, и Нагасаки был заменен. п. 275, «Когда наши целевые города были впервые выбраны, военно-воздушным силам на Гуаме был направлен приказ не бомбить их без специального разрешения военного министерства».
  44. ^ Гласстон 1962, п. 629.
  45. ^ а б Гласстоун и Долан 1977, п. Компьютер по воздействию ядерной бомбы.
  46. ^ Гласстоун и Долан 1977, п. 1.
  47. ^ Диакон 1984, п. 18.
  48. ^ Гласстоун и Долан 1977 С. 300, 301.
  49. ^ Атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, 1946 год., п. 14.
  50. ^ Гласстоун и Долан 1977, п. 179.
  51. ^ Тепловые эффекты ядерного оружия 1998.
  52. ^ Человеческая тень, выгравированная на камне.
  53. ^ а б Гласстоун и Долан 1977 С. 300–304.
  54. ^ Д'Олье 1946 С. 22–25.
  55. ^ Гласстоун и Долан 1977, п. 304.
  56. ^ Атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, 1946 год. С. 21–23.
  57. ^ а б Атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, 1946 год., п. 21.
  58. ^ Гласстоун и Долан 1977, п. 409 «Воздушный взрыв, по определению, происходит на такой высоте над землей, что никакие заметные количества поверхностного материала не попадают в огненный шар. ... выпадение ранних осадков от воздушного взрыва, как правило, не происходит. значительный. Однако воздушный взрыв может вызвать некоторое индуцированное радиоактивное загрязнение в непосредственной близости от эпицентра земли в результате захвата нейтронов элементами в почве ». п. 36, «в Хиросиме ... травм от радиоактивных осадков полностью не было».
  59. ^ Гласстоун и Долан 1977, с. 545, 546.
  60. ^ Ричардсон RR 2009.
  61. ^ «Текущие исследования воздействия радиации». Архив Радио Нидерландов. 31 июля 2005 г.. Получено 16 декабря 2018.
  62. ^ Генетические эффекты.
  63. ^ Идзуми БЖК 2003.
  64. ^ Идзуми IJC 2003.
  65. ^ а б Д'Олье 1946, п. 24.
  66. ^ а б Костер-Маллен 2012, п. 85.
  67. ^ а б Абрахамсон и Кэрью 2002 С. 41–42.
  68. ^ Хансен 1995 С. 116–118.
  69. ^ Хансен 1995, п. 3.
  70. ^ «Схема стратегических ядерных бомб». strategy-air-command.com.

Рекомендации

внешняя ссылка