Thin Man ( eng. Thin Man , hivatalos neve - Mark 2 ) - egy ágyú típusú plutónium atombomba projektje , amelyet az Egyesült Államokban fejlesztettek ki a második világháború alatt a Manhattan Project részeként .
| sovány | |
|---|---|
| "Khudysh" hüvelyek a plutónium fegyverek teszteléséhez | |
| Típusú | Atombomba |
| Ország | USA |
| Gyártástörténet | |
| Konstruktőr | Los Alamos Nemzeti Laboratórium |
| Jellemzők | |
| Súly, kg | 7500 font (3400 kg) |
| Hossz, mm | 17 láb (5,2 m ) |
| Átmérő, mm | 38 hüvelyk (96,5200000 cm) |
| Robbanó | Plutónium |
| Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | |
A Thin Man fejlesztését leállították, amikor világossá vált, hogy a reaktorban lévő plutónium spontán hasadási sebessége túl magas, és a plutónium bomlása gyorsabban megy végbe, mint ahogy az ágyús séma egyetlen egésszé egyesíteni tudná a kritikus tömeg eléréséhez.
A Skinny projekt a nukleáris fegyverekkel kapcsolatos projekt egy korai változata volt, a megvalósítás előkészítéseként; ez azelőtt volt, hogy a plutóniumot atomreaktorban urán-238 besugárzásával szintetizálhatták volna . Feltételezték, hogy az urán-235-höz hasonlóan a plutónium elérheti a kritikus tömeget ennek az anyagnak a két szubkritikus darabjának kombinálásával (egyik másikba "lövés"). Az előrobbanás elkerülése érdekében a plutónium "golyónak" legalább 910 m/s sebességet kellett elérnie, különben a plutóniumban a teljes kritikus tömeg elérése előtt beindul a láncreakció , és a töltés a robbanás előtt szétesik. .
A "Mark-2" becsült átmérője 38 hüvelyk (96,5200000 cm), hossza - 17 láb (5,2 m ), ekkora hosszúságra volt szükség ahhoz, hogy a plutónium "golyónak" ideje legyen a kívánt sebességre felgyorsulni, mielőtt eltalálná. cél". A végső modell súlyát 7500 fontra (3400 kg ) becsülték .
1942- ben , még mielőtt az atomprojekt az amerikai hadsereg irányítása alá került volna , Robert Oppenheimer konferenciát tartott a kaliforniai Berkeley -ben , amelyen különböző mérnökök és fizikusok vitatták meg az atombomba tervezését. Három sémát javasoltak: fegyver típusú urán-235, fegyver típusú plutónium és egy korai robbanás típusú plutónium. A három séma „Baby” , „Skinny” és „Fat Man” becenevekkel vált ismertté .
Mindhárom projekt becenevét Robert Serber , Oppenheimer egykori tanítványa találta ki, aki részt vett a projektben. Emléke szerint a bombák formája miatt választotta ezeket a neveket. A "Thin Man"-nak egy nagyon hosszú bombának kellett volna lennie, és a nevét Dashiell Hammett "Vékony ember" című detektívregényéről és az azonos című filmsorozatról kapta (az eredetiben a bomba és a regény is ún. "Vékony ember" - "vékony ember"). A "Fat Man" kerek és telt volt, és Sidney Greenstreet karakteréről kapta a nevét a Máltai sólyomból . A "Kid" volt az utolsó, amit fejlesztettek, és csak így nevezték el, hogy ellentétben álljon a "Skinny"-vel. [2]
A konferencia résztvevőinek többsége arra a következtetésre jutott, hogy az urán-235 és a plutónium ismert fizikai és nukleáris jellemzői lehetővé tették az ezek alapján fegyver típusú bombák létrehozását, bár a plutóniummal még voltak nehézségek. Mivel a plutónium spontán hasadásának intenzitása nagyobb volt, a nukleáris anyag mozgási sebességének nagyobbnak kell lennie, mint egy urántöltésnél; ennek következtében a bomba méretei megnőttek.
Feltételezték, hogy az urán alapú fegyver típusú bombák létrehozása sokkal könnyebb lesz, mint a plutónium alapú. Az ezen anyagok előállításának módszereivel kapcsolatos kezdeti számítások azt mutatták, hogy a háború vége előtt a Manhattan Project számára nehéz lesz elegendő uránt beszerezni sok bombához, de lehetséges lenne elegendő plutóniumot szintetizálni.
Az implóziós típusú bombák hatékonyabbnak bizonyultak (az egységnyi hasadóanyag tömegére jutó robbanóerő tekintetében), mivel a sűrített nukleáris anyagban a láncreakció gyorsabban és ennek következtében teljesebben megy végbe.
Korábbi nézeteit felülvizsgálva, Oppenheimer 1943 elején úgy érvelt, hogy két projektet kellene továbbfejleszteni: a "Vékony" és a "Kövér ember". Úgy döntöttek, hogy a kutatási erőfeszítések ezek közül az elsőre összpontosulnak, mivel ennek több volt a bizonytalansága. Feltételezték, hogy a Khudysh projekt anyagai alapján gyorsan ki lehet fejleszteni egy ágyú típusú uránbombát.
Oppenheimer összeállított egy csapatot Edwin Rose főmérnökből és Charles Critchfield főfizikusból , és elkezdett dolgozni egy plutónium ágyúbomba rajzán. 1943 júniusában William Sterling Parsons flottakapitány átvette a hadiosztály parancsnokságát és a Skinny projekt közvetlen irányítását. [3]
A Thin Man fejlesztőinek két fő problémája egyrészt a bomba aerodinamikája volt, miután ledobták egy repülőgépről, másrészt a predetonáció .
A "Thin One" hosszú hossza instabil aerodinamikai tulajdonságokhoz vezetett. A bomba kisebb modelljeit egy TBF Avenger torpedóbombázóról dobták le a virginiai Dahlgren melletti amerikai haditengerészet gyakorlóterén 1943 augusztusában. A bombák ledobása után farokcsapásban oldalra repültek , majd a földre esve darabokra törtek.
A kiterjedt aerodinamikai tesztek, különösen a bomba orrának, farkának és farokúszójának alakja tekintetében a következő évben is folytatódtak. Ennek eredménye egy "kidudorodó" orr, egy vékony főtest és egy szélesebb, plutónium "célpontot" tartalmazó farok, valamint nagyon hosszú farokúszók.
A teljes méretű bombamodelleket 1944. március 6-án dobták le a Muroc Army Air Force Base- n (ma Edwards Air Force Base), ezek a tesztek sikeresek voltak.
A plutóniumbomba projekt megvalósíthatóságát 1942 -ben kérdőjelezték meg ; November 14-én James Conant megtudta (Wallace Ackerstől), hogy James Chadwick a közelmúltban arra a következtetésre jutott, hogy a plutónium szennyeződései miatt alkalmatlan fegyverekhez. Konzultált Ernest Lawrence -szel és Arthur Comptonnal , akik megerősítették, hogy a chicagói és a berkeleyi tudósok október óta tisztában voltak a problémával, de nem tudtak kész megoldást kínálni. Megvitatta az ügyet Leslie Groves -szal , aki egy különleges bizottságot állított össze, amelyben Lawrence, Compton, Oppenheimer és Edwin Macmillan is helyet kapott . A bizottság arra a következtetésre jutott, hogy minden probléma megoldható tisztább plutónium felhasználásával. Javasolták, hogy a plutónium kémiai dúsítását a DuPontra bízzák (a plutóniummal kapcsolatos összes feladat átruházásának lehetőségét is fontolóra vették), de a projekt egészével kapcsolatban továbbra is erős kétségek maradtak. [négy]
1944 áprilisában Emilio Gino Segre a hanfordi reaktor minőségű plutóniummal végzett kísérletei során megállapította, hogy az ilyen plutónium 240 Pu izotóp formájában tartalmaz szennyeződéseket . Ez utóbbi sokkal nagyobb intenzitású spontán hasadást és radioaktivitást mutatott, mint a 239 Pu ciklotronnál , amelyre korábbi számításokat végeztek; és a plutónium reaktorban történő előállítása e szennyeződés nélkül lehetetlennek bizonyult. Ez azt jelentette, hogy ennek az anyagnak a háttérsugárzása olyan magas volt, hogy a kritikus tömeg kialakulása során a töltés előrobbanása és megsemmisülése szinte elkerülhetetlen volt [5] . A pisztolycső hossza, amely képes lenne elegendő sebességre felgyorsítani a plutónium "golyót", hogy elkerülje az előrobbanást, valószínűleg túl hosszú lenne bármely meglévő vagy tervezett bombázó számára . Így kiderült, hogy az egyetlen lehetőség a plutónium használatára egy működő bombában a robbanás – ez egy sokkal nehezebb mérnöki probléma.
Egy 1944. július 17-i Los Alamos-i értekezleten megállapodás született egy fegyver típusú plutóniumbomba kivitelezhetetlenségéről . [6] A Manhattan Project lőfegyverrel kapcsolatos munkái egy dúsított uránbomba ( Baby ) megépítésére összpontosítottak, de a labor fő hangsúlya az összeomlás problémájára és a Fat Man kifejlesztésére irányult .