Импульсы достигли детонаторов в одно мгновение, строго одновременно. У каждого из взрывных блоков было три детонатора, и ни один из них не подвел. Детонаторы представляли собой маленькие проволочки, достаточно тонкие, чтобы поступивший импульс мог моментально их испарить. После этого импульс поступил в сами блоки, и процесс физической детонации начался через 4,4 наносекунды с того момента, как таймер послал свой сигнал. Результатом был не взрыв, а имплозия, то есть взрывная сила была направлена главным образом внутрь.
Эти блоки взрывчатого материала на самом деле имели очень сложную слоистую структуру и состояли из двух веществ, причем каждый слой был покрыт пылью из легких и тяжелых металлов. В каждом блоке наружный слой состоял из сравнительно маломощного взрывчатого вещества, скорость детонации которого едва превышала 7 тысяч метров в секунду. Взрывная волна в каждом блоке распространялась радиально от детонатора и быстро достигала края блока. Поскольку блоки детонировали снаружи внутрь, взрывной фронт через блоки распространялся к общей центральной точке. На границе между маломощным и мощным взрывчатыми веществами находились пузырьки – их называли пустотами, которые начали менять сферическую взрывную волну в плоскую, снова подвергающуюся фокусировке для того, чтобы попасть точно в свою металлическую цель, именуемую пускателем.
Каждый пускатель представлял собой тщательно обработанную деталь строго определенной формы из сплава вольфрама и рения. Именно по нему ударяла взрывная волна, двигающаяся со скоростью более 9800 метров (6 миль) в секунду. Внутри детали из вольфрама и рения находился сантиметровый слой бериллия. За ним был еще один слой, на этот раз урана-235 в один миллиметр толщиной; несмотря на то что он был на порядок тоньше, весил он почти столько же, сколько и слой бериллия. Вся металлическая масса двигалась через вакуумированное пространство, и, поскольку взрыв фокусировался на центральной точке, истинная скорость сближения противоположных сегментов бомбы составляла 19600 метров, или 11,5 мили в секунду.
Центральной точкой, куда были направлены сила взрыва и металлы, являлись 10 килограммов (25 фунтов) радиоактивного плу-тония-239. По форме он представлял собой стакан, верхняя часть которого была отвернута наружу и вниз к основанию, образуя две параллельные стенки. Плутоний, который и в обычных условиях плотнее свинца, подвергся дальнейшему сжатию давлением взрыва, превышающим миллион атмосфер. Этот процесс должен был осуществиться очень быстро. В плутонии-239 содержалось небольшое количество плутония-240, а этот изотоп еще менее устойчив и склонен к преждевременному взрывному распаду. Наружная и внутренняя поверхности сжимались и сгонялись к геометрическому центру бомбы.
Заключительный этап осуществлялся устройством, называемым зиппером. Это устройство, которое приводил в действие третий сигнал все еще исправного электронного таймера, представляло собой миниатюрный ускоритель частиц, очень компактный мини-циклотрон, внешне удивительно схожий с ручным феном для сушки волос. Он выстреливал атомами дейтерия в бериллиевую мишень. При этом образовывались нейтроны, летящие со скоростью в одну десятую скорости света по металлической трубке в центр первичного взрывного устройства, именуемого шахтой. Расчеты были произведены с такой точностью, что нейтроны проникли туда в тот самый момент, когда плутоний достиг половины своей наивысшей плотности.
Плутоний, который при обычных условиях примерно вдвое тяжелее свинца, к этому моменту стал уже в десять раз плотнее и продолжал непрерывно сжиматься и дальше. Начались бомбардировка нейтронами сжимающегося плутония и цепная реакция деления.
Атомная масса плутония равна 239, что соответствует общему количеству нейтронов и протонов в его ядре. Реакция деления началась буквально в миллионах ядер одновременно и во всех ядрах происходила абсолютно одинаково. Бомбардирующий плутоний проходил "медленный" нейтрон достаточно близко от его ядра, чтобы попасть под влияние сильного взаимодействия, удерживающего нейтроны и протоны в атомном ядре. Нейтрон втягивался в центр атома, менял энергетическое состояние ядра, превращая его в нестабильное. Ранее симметричное атомное ядро начинало беспорядочно вращаться и разрываться на части под действием различных сил. В большинстве случаев нейтрон или протон исчезал совсем, превращаясь в энергию в соответствии с законом Эйнштейна: Е = те Энергия, возникшая в результате исчезновения частиц, высвобождается в виде гамма– и рентгеновского излучения или по одному из примерно тридцати других, менее важных путей. Наконец, атомное ядро освобождало два или три дополнительных нейтрона. Это и являлось главным событием. Процесс, для инициирования которого требовался лишь один нейтрон, высвобождал теперь еще два или три нейтрона, причем каждый из них двигался со скоростью, превышающей десять процентов скорости света – 20 тысяч миль в секунду, – в пространство, занятое плутонием, который в двести раз плотнее воды. Большинство высвобожденных нейтронов находили свои мишени и врезались в них.
Читать дальше