Староіндійські і давньогрецькі вчені припускали, що матерія складається з найдрібніших неподільних частинок, в своїх трактатах вони писали про це задовго до початку нашої ери. У V ст. до н. е. грецький вчений Левкипп з Мі-літа і його учень Демокріт сформулювали поняття атома (грец. atomos «неподільний»). Протягом багатьох століть ця теорія залишалася швидше філософської, і тільки в 1803 р англійським хіміком Джоном Дальтоном була запропонована наукова теорія атома, яка підтверджується експериментами.
В кінці XIX початку XX ст. цю теорію розвинули в своїх працях Джозеф Томсон, а потім Ернест Резерфорд, іменований батьком ядерної фізики. Було з'ясовано, що атом всупереч своїй назві не є неподільною кінцевої часткою, як стверджувалося раніше. У 1911 р фізики взяли «планетарну» систему Резерфорда Бора, згідно з якою атом складається з позитивно зарядженого ядра і що обертаються навколо нього негативно заряджених електронів. Пізніше було встановлено, що ядро також не є неподільним воно складається з протонів, заряджених позитивно, і не мають заряду нейтронів, які складаються, в свою чергу, з елементарних частинок.
Гриб ядерного вибуху.
У 1938 р німецькі хіміки Отто Ган і Фріц Штрассман провели досвід, подібний до експериментом Жоліо-Кюрі, правда, взявши замість алюмінію уран, вони розраховували отримати новий надважкий елемент. Однак результат виявився несподіваним: замість надважкого вийшли легкі елементи з середньої частини періодичної таблиці. Через деякий час фізик Ліза Мейтнер припустила, що бомбардування урану нейтронами призводить до розщеплення (поділу) його ядра, в результаті чого виходять ядра легких елементів і залишається певна кількість вільних нейтронів.
Подальші дослідження показали, що природний уран складається з суміші трьох ізотопів, причому найменш стабільним з них є уран-235. Час від часу ядра його атомів мимовільно діляться на частини, цей процес супроводжується виділенням двох-трьох вільних нейтронів, які мчать зі швидкістю близько 10 тис. Кмс. Ядра найбільш поширеного Ізотов-па-238 в більшості випадків просто захоплюють ці нейтрони, рідше відбувається перетворення урану в нептуній і далі в плутоній-239. При попаданні нейтрона в ядро урану-2 3 5 моментально відбувається його новий розподіл.
Було очевидно: якщо взяти досить великий шматок чистого (збагаченого) урану-235, реакція поділу ядер в ньому піде лавиноподібно цю реакцію назвали ланцюгової. При розподілі кожного ядра виділяється величезна кількість енергії. Було підраховано, що при повному розподілі 1 кг урану-235 виділяється стільки ж тепла, скільки при спалюванні 3 тис. Т вугілля. Цей колосальний викид енергії, що вивільняється в лічені миті, повинен був проявити себе як вибух страшенної сили, що, зрозуміло, відразу зацікавило військові відомства.
Подружжя Жоліо-Кюрі. 1940-і рр.
Л. Мейтнер і О. Ган. 1925 р
Головним завданням ставилося отримання достатньої кількості урану-235. Було встановлено, що зарядом для бомби може служити також плутоній-2 39, тому роботи велися відразу за двома напрямками. Накопичення урану-235 мало здійснюватися шляхом його відділення від основної маси природного урану, а плутоній міг бути отриманий тільки в результаті керованої ядерної реакції при опроміненні нейтронами урану-238. Збагачення природного урану вироблялося на заводах компанії «Вестінгауз», а для виробництва плутонію необхідно було побудувати ядерний реактор.
Саме в реакторі відбувався процес опромінення уранових стрижнів нейтронами, в результаті чого частина урану-238 повинна була перетворитися в плутоній. Джерелами нейтронів при цьому були діляться атоми урану-235, але захоплення нейтронів ураном-238 не давав початися ланцюгової реакції. Вирішити проблему допомогло відкриття Енріко Фермі, який виявив, що нейтрони, уповільнені до швидкості 22 мс, викликають ланцюгову реакцію урану-235, але не захоплюються ураном-238. В як сповільнювач Фермі запропонував 40-сантиметровий шар графіту або важку воду, до складу якої входить ізотоп водню дейтерій.
Р. Оппенгеймер і генерал-лейтенант Л. Гровс. 1945 р
Калутрон в Ок-Рідж.
Хіросіма після атомного бомбардування.
Вибух пристрою «Джордж» в рамках американських ядерних випробувань «Парник». 9 травня 1951 р
В кінці 1970-х років проводилися дослідження зі створення нейтронної зброї різновиди ядерної бомби малої потужності. Нейтронна бомба відрізняється від звичайної ядерної тим, що у неї штучно збільшена та частка енергії вибуху, яка виділяється у вигляді нейтронного випромінювання. Це випромінювання вражає живу силу противника, впливає на його озброєння і створює радіоактивне зараження місцевості, при цьому вплив ударної хвилі і світлового випромінювання обмежено. Однак жодна армія світу так і не взяла нейтронні заряди на озброєння.
Пульт управління атомної станції в Обнінську.
