Лос-Аламос Прайм

Ряд различных методов сборки бомбы деления, исследованных во время конференции летом 1942 года, позже воспроизведенных в виде рисунков в The Los Alamos Primer . В конечном итоге будет использован только «пистолетный» метод (вверху) и более сложный вариант конструкции «имплозия». Внизу представлены конструкции «автокаталитического метода».

Los Alamos Primer — это печатная версия первых пяти лекций по принципам ядерного оружия, прочитанных вновь прибывшим в сверхсекретную лабораторию Лос-Аламоса во время Манхэттенского проекта . Пять лекций были прочитаны физиком Робертом Сербером в апреле 1943 года. Конспекты лекций, вошедшие в « Букварь», были написаны Эдвардом Кондоном .

История

«Лос-Аламосский учебник» состоял из пяти лекций, прочитанных физиком Робертом Сербером новичкам в Лос-Аламосской лаборатории в апреле 1943 года, в начале Манхэттенского проекта . Целью проекта было создание первой ядерной бомбы , и эти лекции представляли собой очень краткое введение в принципы проектирования ядерного оружия. Сербер был аспирантом Дж. Роберта Оппенгеймера , руководителя Лос-Аламосской лаборатории, и работал с ним над проектом с самого начала. Пять лекций были проведены 5, 7, 9, 12 и 14 апреля 1943 года; По словам Сербера, на них присутствовало от 30 до 50 человек. Заметки были сделаны Эдвардом Кондоном ; всего В «Букваре» 24 страницы. В то время было напечатано всего 36 экземпляров.

Позже Сербер описал лекции:

Раньше люди, работающие в отдельных университетах, понятия не имели обо всей этой истории. Они знали только, над какой частью работают. Поэтому кто-то должен был дать им представление о том, что это такое и на что была похожа бомба, что было известно о теории и какое-то представление о том, почему им нужны различные экспериментальные цифры.

В июле 1942 года Оппенгеймер провел «конференцию» в своем офисе в Беркли. Никаких записей не сохранилось, но «Букварь» возник из всех обсуждавшихся там аспектов конструкции бомбы.

Содержание

Букварь , хотя и состоит всего из 24 страниц, состоит из 22 разделов, разделенных на главы:

1. Предварительные сведения
2. Нейтроны и процесс деления
3. Критическая масса и эффективность
4. Детонация, преддетонация и шипение
5. Заключение

В первом абзаце говорится о намерениях Лос-Аламосской лаборатории во время Второй мировой войны :

Целью проекта является создание практического военного оружия в виде бомбы, в которой энергия высвобождается в результате цепной реакции быстрых нейтронов в одном или нескольких материалах, которые, как известно, демонстрируют ядерное деление.

В «Букваре» были изложены основные физические принципы ядерного деления , какими они были известны в то время, и их значение для разработки ядерного оружия . Он предлагал ряд возможных способов собрать критическую массу урана -235 или плутония , наиболее простым из которых был выстрел «цилиндрической пробки» в сферу «активного материала» с «тамбером» — плотным материалом, который отражал бы нейтроны внутрь и удерживать реагирующую массу вместе, чтобы повысить ее эффективность (эта модель, как сказал Primer , «избегает причудливых форм»). Они также исследовали конструкции, включающие сфероиды , примитивную форму «имплозии» (предложенную Ричардом К. Толманом ), и исследовали спекулятивную возможность «автокаталитических методов», которые увеличили бы эффективность бомбы при ее взрыве.

По словам Родса,

Сербер обсудил сечения деления , энергетический спектр вторичных нейтронов, среднее число вторичных нейтронов на деление (которое к тому времени составляло около 2,2), процесс захвата нейтронов в U238, который привел к образованию плутония, и почему обычный уран безопасен (он бы должны быть обогащены по крайней мере до 7 процентов U235, указал молодой теоретик, «чтобы сделать возможной взрывную реакцию»). Расчеты, о которых сообщил Сербер, показали, что критическая масса металлического U235, утрамбованного толстой оболочкой из обычного урана, составляет 15 килограммов: 33 фунта. Для плутония, утрамбованного аналогичным образом, критическая масса может составлять 5 килограммов: 11 фунтов. Тампер всегда повышал эффективность: он отражал нейтроны обратно в ядро, а его инерция... замедляла расширение ядра и помогала предотвратить сдувание поверхности ядра. Таким образом, в их атомной бомбе может быть третий основной компонент, помимо ядерного ядра и ограничивающего тампера: инициатор - источник Ra + Be или, лучше, источник Po + Be, с радием или полонием, прикрепленным, возможно, к одной части ядра. и бериллий с другой, чтобы сталкиваться и распылять нейтроны, когда части соединяются, чтобы начать цепную реакцию. Непосредственной экспериментальной работой, заключил Сербер, будет измерение нейтронных свойств различных материалов и решение проблемы боеприпасов, то есть проблемы сбора критической массы и запуска бомбы.

Букварь стал первым официальным техническим отчетом Лос - Аламоса (LA-1), и хотя содержащаяся в нем информация о физике деления и конструкции оружия вскоре устарела, он до сих пор считается фундаментальным историческим документом в истории ядерного оружия . Сегодня его содержание было бы малопригодным для тех, кто пытается создать ядерное оружие, и этот факт был признан его полным рассекречиванием в 1965 году.

В 1992 году была опубликована отредактированная версия Букваря с множеством аннотаций и пояснений Сербера с предисловием Ричарда Роудса , ранее опубликовавшего книгу «Создание атомной бомбы» . Издание 1992 года также содержит меморандум Фриша-Пайерлса , написанный в 1940 году в Англии.

Прием

издание 1992 года

Физик Фримен Дайсон , знавший Сербера, Оппенгеймера и других участников Манхэттенского проекта, назвал Букварь «легендарным документом в литературе по ядерному оружию». Он похвалил «ясное мышление сербера», но резко раскритиковал публикацию Букваря , написав: «Мне все еще хотелось бы , чтобы ей позволили томиться в безвестности еще столетие или два». Признавая, что в 1965 году она не была засекречена и что она не может быть полезна ни одному проектировщику бомб с 1950 года, Дайсон все еще считает, что такая публикация может быть опасной:

Здесь нет ничего, что было бы технически полезно российскому разработчику бомбы в 1950 году или иракскому разработчику бомбы в 1990 году. Но букварь содержит гораздо больше, чем просто техническую информацию. Это дает понять, что проектирование бомб — это весело. Букварю слишком хорошо удалось воссоздать мистику Лос-Аламоса, картину этой блестящей группы городских проходимцев, внезапно брошенных в самый отдаленный уголок Дикого Запада и прекрасно проводящих время в своей жизни, создавая бомбы. Это помогает увековечить миф. ... Вот что я имею в виду под соблазнением - миф, к сожалению, содержащий долю правды, о том, что создание бомб - это дикое приключение, поднимающее сознание.

Дайсон сравнил создание бомбы с синтезом ЛСД : «Ядерное оружие и ЛСД вызывают сильное привыкание. Оба широко производятся талантливыми молодыми людьми, соблазненными мифами и ищущими приключений. Оба уничтожили много жизней и, вероятно, уничтожат еще больше, если мифы не развеяны... Книги, в которых ЛСД или ядерные бомбы представляются как романтическое приключение, могут представлять опасность для общественного здоровья и безопасности».

Его статья под названием «Зубы Дракона» отражает еще одну аналогию, которую он использует в своей критике:

Здесь мы сталкиваемся с этической дилеммой, которой уже как минимум 350 лет, с той же дилеммой, с которой столкнулся Джон Мильтон в своей исторической битве за свободу прессы в Англии 17-го века. Мильтон в своем знаменитом обращении под названием « Ареопагитика », адресованном английскому парламенту в 1644 году, признал своим врагам тот факт, что книги «столь же живы и энергично продуктивны, как эти сказочные зубы дракона, и, будучи посеяны вверх и вниз, могут шанс вызвать вооруженных людей». Он признал, что риск свободного выхода книг в мир может быть смертельным и необратимым. Он утверждал, что риск все же следует принять, поскольку цензура книг является большим злом. Он проиграл спор, и в его время цензура победила. В наши дни цензоры утратили контроль, но этическая дилемма остается. Книги не утратили своей силы вызывать вооруженных людей, соблазнять и разрушать. Тот факт, что этот букварь был рассекречен 26 лет назад, не означает, что мы можем распространять его по миру без какой-либо ответственности за последствия.

Дайсон завершает свой обзор следующим текстом: «Если повезет, эту очаровательную книжку будут читать только пожилые физики и историки, люди, которые смогут оценить ее элегантность, не поддаваясь соблазну ее смысла».

Другие отзывы, однако, были более благоприятными. Джон Ф. Ахерн пишет, что книга «остается математической» и что она может быть полезна молодым ученым: «понимание, которое можно получить, читая ясные описания Сербера того, как анализировать сложные события с использованием первых приближений. Сербер говорил во многих случай с группой экспериментаторов, которые, как заметил один из руководителей экспериментальной группы, обнаружили, что «качественный аргумент более убедителен, чем любая причудливая теория. Хороший физик должен быть в состоянии получить приблизительный ответ на любой комплекс». задавать вопросы, используя то, что он или она носит в голове, — хорошо известный расчет «на обратной стороне конверта».

Пол В. Хенриксен похвалил книгу, написав, что «еще больше впечатлят масштабы усилий по созданию атомной бомбы, чтобы попытаться положить конец Второй мировой войне». Он отмечает, что «аннотированная версия интересна в нескольких отношениях. Это редкий случай, когда один из участников исторического события вернулся и объяснил свою работу, ее важность и ошибки, которые были допущены в то же время. " Он также отмечает, что эта книга «одна из немногих книг, вообще посвященных технической стороне проекта создания бомбы».

Мэтью Херш пишет, что книга обладает «способностью удивлять» и что «Букварь Лос-Аламоса» — это произведение, которое разные поколения будут читать по-разному… [это] богатый текст, отражающий момент инноваций, который имел глобальные последствия».

Фрэнк А. Сеттл также считает, что букварь уникален по стилю и контексту, и рассматривает его как «значительный вклад в техническую и научную историю этого важного периода».

История публикаций

• Сербер, Роберт (1992). Лос-Аламосский букварь: первые лекции о том, как построить атомную бомбу . Беркли: Издательство Калифорнийского университета. ISBN  0-520-07576-5 .
• Сербер, Роберт; Роудс, Ричард (2020). Лос-Аламосский учебник: первые лекции о том, как создать атомную бомбу, дополненные новым введением Ричарда Роудса (1-е изд.). Издательство Калифорнийского университета. ISBN  978-0-520-34417-4 . JSTOR   j.ctvw1d5pf .

Литература

Статьи

• Рид, Британская Колумбия (1 сентября 2017 г.). «Возвращение к учебнику Лос-Аламоса» . Физика сегодня . 70 (9): 42–49. дои : 10.1063/PT.3.3692 .
• Рид, Британская Колумбия (1 ноября 2016 г.). «Путеводитель для физиков по Лос-Аламосу Букварь». Физика Скрипта . 91 (11): 113002. doi : 10.1088/0031-8949/91/11/113002 .

Издания

• Сербер, Р. (2020). Роудс, Р. (ред.). Лос-Аламосский учебник: первые лекции о том, как создать атомную бомбу (обновлено) . Издательство Калифорнийского университета. ISBN  978-0-520-37433-1 .
• Сербер, Р. (1992). Роудс, Р. (ред.). Лос-Аламосский учебник: первые лекции о том, как создать атомную бомбу . Издательство Калифорнийского университета. ISBN  978-0-520-07576-4 .

Оригинал

• Сербер, Р., Кондон, ЕС (1943), The Los Alamos Primer (PDF) , получено 1 января 2024 г.

Внешние ссылки

• ЛАНЛ (19 июля 2023 г.). «Лос-Аламосский учебник» . Проверено 1 января 2024 г.