История и методология технической физики

1 ИСТОРИЧЕСКИЙ  ФОН, ИТОГИ ФИЗИКИ XIX СТОЛЕТИЯ

Концепции атомной и ядерной физики будут  развертываться в ХХ столетии, но события, давшие им толчок, произошли в конце XIX столетия. На стыке XIX и ХХ вв. в  науке свершились открытия, заставившие  заколебаться сложившуюся картину  мира. Представлениям, основанным на классической механике, суждено было уступить место  новой, остающейся до сих пор во многом не завершенной картине мира. События, положившие начало процессу смены картины мира, связаны с открытием рентгеновских лучей и радиоактивности (1895-1896 гг.), открытием электрона (1897 г.), структуры кристалла (1912 г.), нейтрона (1932 г.), деления ядра атома (1938 г.) и т.д., а также с теоретическими работами: квантовой теорией М.Планка (1900 г.), специальной теорией относительности А.Эйнштейна (1905 г.), атомной теорией Резерфорда - Н.Бора (1913 г.), общей теорией относительности А.Эйнштейна (1916 г.), волновой механики Л.де Бройля и Э.Шредингера (1923-1926 гг.) и т.д. Поскольку в основу изложения развития физических концепций был положен и хронологический принцип, то и научные открытия, происшедшие в конце XIX столетия (хотя главные события, последующие за ними, будут происходить уже в ХХ столетии), целесообразно рассмотреть в русле развития физики конца XIX столетия.

Конец XIX века демонстрировал наличие теории, удовлетворяющей практическим потребностям. Явления электромагнетизма использовались в осветительных и силовых  устройствах. Термодинамические концепции  привели к созданию двигателя  внутреннего сгорания и химических установок, электромагнитная теория вызвала к жизни радио. Эти достижения были практической реализацией утвердившихся научных знаний, от которых трудно было ожидать чего-то принципиально нового. Так что радикальные сдвиги следовало ожидать в тех областях физики, которые до сих пор находились в тени и в которых наблюдались какие-то явления, не укладывавшиеся в существующие физические концепции. Область физики, занимавшаяся изучением электрических разрядов, оказалась именно такой. Однако проводившиеся с электрическими разрядами в вакууме опыты  привели к интересным результатам, а электротехническая промышленность обнаружила потребность в совершенствовании вакуумной техники. Все это усилило интерес к исследованиям в этой области физики.

Первым  результатом усиления этого интереса было открытие У.Круксом катодных лучей, которые он назвал лучистой формой материи. Д.Стоней назвал катодные лучи электронами, Ж.Перрен обнаружил у них отрицательный заряд, а Д.Томсон измерил их скорость. Следующим шагом было совершено непредвиденное открытие К.Рентгеном - обнаружение Х-лучей (получивших название рентгеновских), исходивших из катодно-лучевой разрядной трубки. Это открытие, помимо практических перспектив, имело важное значение для других областей физики. Д.Томсон установил, что не только электроны, которые ударялись о какое-либо вещество, порождали рентгеновские лучи, но и последние при ударе о вещество порождают электроны. Тот факт, что электроны могли извлекаться из различных веществ, свидетельствовало о принадлежности их к электрической материи. Поскольку она состояла из отдельных частиц (атомов), то это побудило Д.Томсона обратиться к раскрытию внутренней структуры атома. Существование электрона - заряженной частицы с массой. которая меньше массы атома и которая появляется из вещества при определенных условиях, наводила на мысль о том, что эта частица является структурным элементом атома. А если атом электрически нейтрален, то должен быть структурный элемент и с положительным зарядом.

Первая  модель атома, предложенная В.Томсоном и затем Д.Томсоном, включала шарообразное облако положительного заряда, внутри которого находятся электроны, расположенные в этом облаке концентрическими кольцами. Данная модель просуществовала недолго. Но это был первый шаг в раскрытии структуры атома. Следующие модели атома появились уже в ХХ веке (модель Э.Резерфорда и модель Н.Бора).

Открытие  рентгеновских лучей было случайным. Открытие радиоактивности, последовавшее  вслед за открытием рентгеновских  лучей, также оказалось случайным. А.Беккерель пытался установить, не излучаются ли подобные лучи другими  телами. Из различных веществ, которыми он располагал, Беккерель случайно избрал соли урана. лучи, исходящие из урана, были радиоактивными, причем получались без каких-либо устройств - они испускались самим радиоактивным веществом. Пьер и Мария Кюри выделили еще более сильные радиоактивные элементы - полоний и радий. Э.Резерфорд, изучая характер радиоактивного излучения, открывает альфа-лучи и бета-лучи и объясняет их природу. М.Планк установил. что атомы отдают энергию не непрерывно, а порциями, т.е. существование предельного количества действия, контролировавшего количественно все энергетические обмены в атомных системах (постоянная Планка - h, равная 6,6×10^-27 эрг/сек.) К.Лоренц создает электронную теорию, синтезировавшую идеи теории поля атомной теории. И хотя первоначально он не употребляет термина "электрон", а говорит о положительно и отрицательно заряженных частицах вещества. открытие радиоактивности и превращения атомов поколебало физические и химические представления XIX века. Это касалось закона неизменных элементов, установленного Лавуазье. Самопроизвольный радиоактивный распад в условиях отсутствия опытных данных о синтезе новых атомов мог истолковываться как односторонний процесс постепенного разрушения вещества во Вселенной. Открытие первой субатомной частицы - электрона - выглядело аргументом в пользу отвергнутых представлений об электрической субстанции. Казалось, что был поставлен под сомнение и закон сохранения энергии. Возникшая ситуация свидетельствовала о том, что новые экспериментальные факты не укладываются в существовавшую физическую парадигму. Таким образом, обозначились истоки революционных преобразований в физических концепциях. Первый этап этих преобразований начался в конце XIX века. Последующие этапы развертывались уже в XX веке.

  2 ИСТОРИЯ  РАЗВИТИЯ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Самым известным  и наиболее простым реактивным двигателем является пороховая ракета, много  столетий назад изобретенная в древнем  Китае.

В самом начале 30-х годов в СССР развернулись работы, связанные с созданием реактивного двигателя для летательных аппаратов. Советский инженер Ф.А.Цандер еще в 1920 году высказал идею высотного ракетного самолета. Его двигатель “ОР-2”, работавший на бензине и жидком кислороде, предназначался для установки на опытный самолет.

В Германии при участии инженеров Валье, Зенгера, Опеля и Штаммера начиная с 1926 года систематически производились эксперименты с пороховыми ракетами, устанавливавшимися на автомобиль, велосипед, дрезину и, наконец, на самолет. В 1928 году были получены первые практические результаты: ракетный автомобиль показал скорость около 100 км/час, а дрезина – до 300 км/час. В июне того же года был осуществлен первый полет самолета с пороховым реактивным двигателем.

В 1939 году в СССР состоялись летные испытания  прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД) на самолете “И-15” конструкции  Н.Н.Поликарпова.

В конце 30-х – начале 40-х  годов нашего столетия разрабатывались  и испытывались первые самолеты с  реактивными двигателями других типов.

Один  из первых полетов человека на самолете с жидкостным реактивным двигателем (ЖРД) был также совершен в СССР. Советский летчик В.П.Федоров в  феврале 1940 года испытал в воздухе  ЖРД отечественной конструкции.

15 мая 1942 года состоялся  первый полет боевого самолета  с ЖРД. Это был небольшой  остроносый самолет-моноплан с  убирающимся в полете шасси  и хвостовым колесом. В носовом  отсеке фюзеляжа помещались две  пушки калибром 20 мм, боезапас к ним и радиоаппаратура. Далее были расположены кабина пилота, закрытая фонарем, и топливные баки. В хвостовой части находился двигатель. Полетные испытания прошли успешно.

В годы Великой Отечественной  войны советские авиаконструкторы работали и над другими типами истребителей с ЖРД. Конструкторский  коллектив, руководимый Н.Н.Поликарповым, создал боевой самолет “Малютка”. Другой коллектив конструкторов  во главе с М.К.Тихонравовым разработал реактивный истребитель марки “302”.

Работы по созданию боевых реактивных самолетов широко проводились  и за рубежом.

В июне 1942 года состоялся  первый полет немецкого реактивного  истребителя-перехватчика “Ме-163”  конструкции Мессершмитта. Только девятый вариант этого самолета был запущен в серийное производство в 1944 году.

В Италии в августе 1940 года был совершен первый 10-минутный полет  реактивного самолета-моноплана  “Кампини-Капрони СС-2”. На этом самолете был установлен так называемый мотокомпрессорный ВРД. Воздух входил через специальное отверстие в передней части фюзеляжа в трубу переменного сечения, где поджимался компрессором, который получал вращение от расположенного позади звездообразного поршневого авиа-мотора мощностью 440 лошадиных сил.

В мае 1941 года в Англии состоялся первый испытательный  полет экспериментального самолета Глостер “Е-28/39” с ТРД с  центробежным компрессором конструкции  Уиттла.

Среди других самолетов с ТРД этого периода  следует отметить истребитель Глостер  “Метеор”, первый полет которого состоялся  в 1943 году. Этот одноместный цельнометаллический  моноплан оказался одним из наиболее удачных реактивных самолетов-истребителей того периода. Два ТРД были установлены  на низкорасположенном свободнонесущем крыле. Серийный боевой самолет развивал скорость 810 километров в час. Продолжительность полета составляла около 1,5 часов, потолок – 12 километров. Самолет имел 4 автоматические пушки калибра 20 миллиметров. Машина обладала хорошей маневренностью и управляемостью на всех скоростях.

3 ВМЕШАТЕЛЬСТВО ПОЛИТИКИ В НАУКУ

В 1939—1941 годах нацистская Германия располагала соответствующими условиями  для создания атомного оружия: она  имела необходимые производственные мощности в химической, электротехнической, машиностроительной промышленности и  цветной металлургии, а также  достаточные финансовые средства и  материалы общего назначения. Научный  потенциал также был очень  высок, и имелись необходимые  знания в области физики атомного ядра.

Часто утверждается, что атомная  бомба в нацистской Германии не была создана, потому что тоталитарный нацистский режим препятствовал развитию научного творчества, нетерпимо относился  к учёным еврейской национальности, то есть созданию атомной бомбы препятствовал  существующий в Германии политический строй.

Распространённо мнение об игнорировании  руководителями рейха (в частности Гиммлером, Герингом, Кейтелем, Борманом) атомной проблемы. Вывод об этом иногда делается на том основании, что они лично не участвовали в соответствующих совещаниях. В то же время, известно, что в середине войны в руководстве страны возобладали настроения о необходимости сосредоточения научных, производственных и финансовых ресурсов только на проектах, дающих скорейшую отдачу в виде создания новых видов оружия. В связи с этим Урановый проект был передан из приоритетной военной науки в гражданскую, что затормозило его осуществление так же, как и быстрое доведение до боевого применения первых в мире боевых баллистических ракет Фау-2 и создание по проекту «Америка» межконтинентальных ракет A-9/A-10 и частично-орбитального бомбардировщика Silbervogel и ряда других проектов.

4 МАНХЭТТЕНСКИЙ ПРОЕКТ

«Проект Манхеттен»— кодовое название программы  США по разработке ядерного оружия, осуществление которой началось 17 сентября 1943 года. Перед этим исследования велись в «Урановом комитете». В проекте принимали участие учёные из Соединённых Штатов Америки, Великобритании, Германии и Канады.

В рамках проекта были созданы три атомные  бомбы: плутониевая «Тринити» (взорвана при первом ядерном испытании), урановый «Малыш» (сброшена на Хиросиму 6 августа 1945 года) и плутониевый «Толстяк» (сброшена на Нагасаки 9 августа 1945 года).

Руководили  проектом американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс. Проект был секретным. Предположительно, он начался в 1943 году, когда стало известно, что в нацистской Германии ведутся работы по созданию атомного оружия. К проекту были подключены многие крупные учёные, эмигрировавшие в 1933 году из Германии (Фриш, Бете, Силард, Фукс, Теллер, Блох и другие), а также Нильс Бор, вывезенный из оккупированной Германией Дании. Ближе к лету 1945 году военное ведомство США сумело получить атомное оружие, действие которого было основано на использовании двух видов делящегося материала — либо изотопа урана-235 («урановая бомба»), либо изотопа плутония-239 («плутониевая бомба»). Основная сложность при создании ядерного взрывного устройства на основе урана-235 заключалась в обогащении урана — то есть в повышении массовой доли изотопа 235U в материале (в природном уране основным изотопом является 238U, доля изотопа 235U примерно равна 0,7 %), чтобы сделать возможной цепную атомную реакцию (в природном и низкообогащённом уране изотоп 238U препятствует развитию цепной реакции). Уран смогли обогатить методом газовой диффузии.

Получение плутония-239 для первого испытания  ядерного устройства «Тринити» по Манхэттенскому проекту не связано напрямую со сложностями  в получении урана-235, так как  в случае с плутонием-239 используется специальный ядерный реактор  и уран-238.

Первый  взрыв атомной бомбы был произведён в штате Нью-Мексико 16 июля 1945 года (первое испытание ядерного взрывного  устройства «Тринити» на основе плутония-239, Аламогордо, на юге штата Нью-Мексико). Во время этого первого испытания («Тринити») тестировалась именно плутониевая бомба имплозивного типа, но не урановая, то есть основанная на совершенно ином делящемся материале (плутоний-239) и других механизмах инициации и проведения цепной реакции, чем в случае использования урана-235.

Правительство США, получив в 1945 году атомное оружие, произвело бомбардировку японских городов Хиросима и Нагасаки в  августе 1945 года.

В июне 1944 года в Манхэттенском проекте  было задействовано около 129 000 служащих, из которых 84 500 были задействованы  в строительных работах, 40 500 являлись операторами и 1800 военных. Позже число военнослужащих увеличилось до 5600. В проекте участвовали физики и другие учёные с мировым именем: Рудольф Пайерлс, Отто Фриш, Эдвард Теллер, Энрико Ферми, Нильс Бор, Клаус Фукс, Лео Силард, Джон фон Нейман, Ричард Фейнман, Джозеф Ротблат, Исидор Раби, Станислав Улам, Роберт Уилсон, Виктор Вайскопф, Герберт Йорк, Кеннет Бэйнбридж, Сэмюэл Аллисон, Эдвин Макмиллан, Роберт Оппенгеймер, Джон Лоуренс, Георгий Кистяковский, Ганс Бизе, Эрнест Лоуренс, Р. Робертс, Ф. Молер, Александр Сакс, Ханс Бете, Швебер, Буш, Эккерс, Халбан, Симон, Э. Вагнер, Филипп Хауге Абельсон, Джон Кокрофт, Эрнест Уолтон, Роберт Сербер, Джон Кемени, Альберт Бартлетт.

5 НЕМЕЦКАЯ ЯДЕРНАЯ ПРОГРАММА

В декабре 1938 года немецкие физики Отто Ган и Фриц Штрассман впервые в мире осуществили искусственное расщепление ядра атома урана.

В 1939 году рабочая группа профессора А. Эзау по проблеме ядерной энергии при рейхсминистерстве образования инициировала принятие закона о запрете вывоза урана из Германии. У бельгийской фирмы Union Miniere в Бельгийском Конго было срочно закуплено большое количество урановой руды.

26 сентября 1939 года Управление армейских  вооружений для рассмотрения  вопроса о способах создания  ядерного оружия собрало специалистов  в области ядерной физики, на  которое были приглашены Пауль Гартек, Ганс Вильгельм Гейгер, Вальтер Боте, Курт Дибнер, а также Карл-Фридрих фон Вайцзеккер и Вернер Гейзенберг. На нём было принято решение засекретить все работы, имеющие прямое или косвенное отношение к урановой проблеме. Осуществление программы, получившей название «Урановый проект».

Разработками  ведал имперский министр вооружений Альберт Шпеер, административным руководителем группы Гейзенберга, Отто Гана, Вайцзеккера и др., стал физик Эрих Шуман.

Концерн «ИГ Фарбениндустри» начал изготовление шестифтористого урана, пригодного для получения урана-235, а также сооружение полупромышленной установки по разделению изотопов. Она представляла собой две концентрические трубы, одна из которых (внутренняя) нагревалась, а вторая (наружная) охлаждалась. Между ними должен был подаваться газообразный шестифтористый уран и при этом более легкие изотопы (уран-235) должны были бы подниматься вверх быстрее, а более тяжелые (уран-238) медленнее, что позволило бы отделять их друг от друга (метод Клузиуса — Диккеля).

Тогда же Вернер Гейзенберг начал теоретические  работы по конструированию ядерного реактора. В своём отчёте «Возможность технического получения энергии  при расщеплении урана», законченном  в декабре 1939 г., Гейзенберг пришёл к  следующему выводу: «В целом можно  считать, что при смеси уран —  тяжелая вода в шаре радиусом около 60 см, окружённом водой (около 1000 кг тяжелой воды и 1200 кг урана), начнется спонтанное выделение энергии». Одновременно Гейзенберг рассчитал параметры другого реактора, в котором уран и тяжёлая вода не смешивались, а располагались слоями. По его мнению, «процесс расщепления поддерживался бы долгое время», если бы установка состояла из слоёв урана толщиной 4 см и площадью около 1 м², перемежаемых слоями тяжелой воды толщиной около 5 см, причем после трехкратного повторения слоев урана и тяжелой воды необходим слой чистого углерода (10-20 см), а весь реактор снаружи также должен быть окружен слоем чистого углерода.

В серии  опытов, проведённых в августе  — сентябре 1941 г. в Лейпциге, В. Гейзенберг, К. Ф. фон Вайцзеккер и Р. Дёпель добились положительного результата размножения нейтронов, что служило доказательством протекавшей в массе урана цепной реакции, однако эта реакция ещё не была самоподдерживавшейся.

К февралю 1942 года был построен первый немецкий реактор. Это был опытный реактор  Лейпцигского института, разработанный  профессором Гейзенбергом и профессором  Р. Дёпелем.

«Урановая машина» (так называли реактор) состояла из двух алюминиевых полусфер, с  помещенными внутри 572 килограммами урана в виде порошка и 140 килограммами тяжёлой воды. Вес реактора, размещённого внутри резервуара с водой, приближался  к тонне. Внутри сферы с урановой начинкой был помещен своеобразный импульсный нейтронный инициатор в  виде радий-бериллиевого первичного источника нейтронов. Измерения потока нейтронов из загруженного реактора показали, что поверхности реактора достигало гораздо больше нейтронов, чем излучал их первичный радий-бериллиевый источник и Р. Дёпель послал сообщение в отдел вооружений вермахта, что реактор работает.

В конце  февраля 1945 г. реактор B VIII прибыл из Берлина  в деревню Хайгерлох недалеко от швейцарской границы. Реактор состоял из активной зоны, состоящей из 664 кубиков урана общим весом 1525 кг, окружённой графитовым замедлителем-отражателем нейтронов весом 10 тонн. В марте 1945 г. в активную зону дополнительно влили ещё 1,5 тонны тяжёлой воды. 23 марта 1945 г. профессор Герлах позвонил в Берлин и доложил, что реактор работает. Но радость была преждевременна — реактор не сумел достичь критической точки. После перерасчётов оказалось, что количество урана необходимо увеличить ещё на 750 кг, а кроме того увеличить количество тяжёлой воды, запасов которой уже не оставалось. Конец Третьего рейха неумолимо приближался, и 23 апреля в Хайгерлох вошли американские войска. Реактор был вывезен в США.

6 СОВЕТСКАЯ РАЗВЕДКА И АТОМНЫЙ ПРОЕКТ СССР 

В СССР еще до войны было сделано открытие спонтанного деления ядра урна учеными Радиевого Института Академии Наук СССР Флеровым и Петржаком. Это означает, что советская наука об атоме была на пороге того же открытия, что и немецкая радиохимия. Но после нападения Германии на СССР нам было уже не до своего уранового проекта. Сложилась ситуация, при которой в НКВД стали поступать сведения об атомных проектах Англии и США.  В конце сентября 1941 года в Москве становится известно о Совещании в Англии «Комитета по урану». Чиновники НКВД готовят «Записку» наркому Берии, Берия, получив «Записку», тут же готовит письмо Сталину. Но немцы под Москвой и у Сталина другие заботы, поэтому «Записка» придерживается.

Как только немцев отогнали от Москвы, Сталин знакомится с «Запиской», и  28 сентября 1942 года он подписывает Распоряжение № 2335сс «Об организации работ по урану». За урановый проект отвечает заместитель председателя ГКО В.М.Молотов. Предусмотрено создание специальной лаборатории № 2. В 1943 году И.В.Курчатова избирают в академики. Молотов поручает Курчатову дать своё заключение по материалам разведки. Помимо тех ученых, которые уже занимаются Атомным проектом СССР, Курчатов предлагает привлечь Алиханова и его группу, Харитона и Зельдовича, Кикоина, Александрова и его группу. А в СК ввести академиков Иоффе, Капицу и Семенова.

Летом 1943 года Курчатов из разведывательных материалов узнаёт о пуске в США  уран-графитового котла. Это было крупнейшее явление в мировой  науке и технике. 1-е Управление НКГБ СССР предоставило Курчатову «Обзорную  работу по проблеме урана». Так, благодаря  способности Берии организовать разведработу, Курчатов получает сведения из самого сердца «Манхэттенского проекта».

Ключевым вопросом успеха всех атомных  проектов было наличие у разработчика ядерных материалов – урана. В  поверженной Германии американцы старались  опередить нас, и чаще всего это  им удавалось. Но кое-что удалось  и нам. Курчатов в Москве своими руками собирает первый в Европе атомный  реактор, который пока не имеет системы  отвода тепла. На пуске реактора присутствует Л.П.Берия и Н.И.Павлов. Позднее  Курчатов добьется постоянной работы этого реактора на долгие годы. 

Историки привыкли считать американские атомные бомбардировки Японии переломным моментом в советском Атомном  проекте. На самом деле великий перелом  произошёл раньше. 3 декабря 1944 года И.В.Сталин утвердил Постановление  ГКО № 7069сс «О неотложных мерах по обеспечению развертывания работ, проводимых Лабораторией № 2 АН СССР», явившееся важной вехой в истории  советского Атомного проекта. Заключительный пункт этого постановления гласил: «Возложить на т. Берия Л.П. наблюдение за развитием работ по урану». Этот пункт юридически закреплял ответственность  Л.П.Берия за дальнейшую судьбу советского Атомного проекта.

Кроме всего прочего, был проведён поголовный подсчёт специалистов-физиков. Их оказалось 4212. Но среди их не было физиков-ядерщиков. Их начинают экстренно  готовить. Они и составят в последствии основной костяк работников атомных городов Арзамаса-16, Челябинска-40, Челябинска-70, Семипалатинского полигона. 

18 августа 1949 года был подготовлен  проект Постановления СМ СССР «О проведении испытания атомной бомбы». 26 августа Л.П.Берия перед отъездом на полигон на испытание атомной бомбы подписал Протокол заседания Специального комитета, повестка которого была обозначена так: «Об испытании первого экземпляра атомной бомбы». Сформулированное в Протоколе решение гласило: «Принять внесенный т.т. Ванниковым, Курчатовым и Первухиным проект Постановления Совета Министров   Союза ССР «Об испытании атомной бомбы» и представить его на утверждение Председателя Совета Министров Союза ССР товарища Сталина И.В. (проект прилагается)». Проект предписывал «испытание атомной бомбы произвести 29-30 августа 1949 года на полигоне № 2 (в 170 километрах западнее г. Семипалатинска). Испытание первой советской атомной бомбы РДС-1 было проведено 29 августа 1949 года на основании проекта Постановления СМ СССР, принятого Специальным комитетом 26 августа 1949 года. Атомный взрыв зафиксирован с помощью специальных приборов, а также наблюдениями непосредственно участвовавших в проведении испытания членов Специального комитета т.т. Берия, Курчатова, Первухина, Завенягина и Махнёва. После того как ядерная монополия США была ликвидирована, начался новый виток ядерной гонки: «Создание термоядерной бомбы». В НИР и ОКР этого направления СССР опередил США, хотя американцы первыми успели освоить реакцию синтеза и произвести термоядерный взрыв.

Мощность нашего первого термоядерного  заряда тоже имела свой предел. Это  была усиленная атомная бомба, по принципу работы которой её стали  звать «слойкой». Её тротиловый эквивалент составлял 400 Кт, но её вполне мог к  цели доставить самолет. 12 августа 1953 года на Семипалатинском полигоне была успешно испытана первая советская термоядерная бомба.

7 ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ОИЯИ

Первая  электронно-вычислительная машина Урал-1 (производительностью 100 операций в секунду и памятью на магнитном барабане) появилась в ОИЯИ еще до создания ЛВТА в 1958 году. На ней сотрудники Вычислительного центра ОИЯИ получили первый опыт по созданию программного обеспечения для научных расчетов, по анализу фильмовой информации с 24-литровой пропановой пузырьковой камеры, облученной на пучках синхрофазотрона ОИЯИ. Очень скоро опыт по применению вычислительной техники выявил потребность в самом разнообразном использовании вычислительных машин, что предопределило, в конечном счете, создание в ОИЯИ высокопроизводительного многомашинного комплекса с развитой иерархической структурой. Создание такого комплекса стало реальным по мере появления все более надежных, мощных, универсальных и специализированных ЭВМ. Работа коллектива сотрудников ЛВТА впоследствии обеспечила создание такого вычислительного комплекса ОИЯИ, который развивался по мере поступления и освоения новых ЭВМ. К началу 80-х годов основу и самый верхний уровень Центрального вычислительного комплекса (ЦВК) ОИЯИ составили электронно-вычислительные машины БЭСМ-6, CDC-6500, EC-1060 и EC-1061. Эти базовые машины предназначались для выполнения сложных расчетов и решения математических задач, а также для обработки большого объема экспериментальной информации, получаемой на ускорителях и импульсном реакторе ОИЯИ. С начала 90-х годов появились новые возможности приобретения вычислительной техники для ОИЯИ. Одним из первых шагов в этом направлении было расширение сети ЕТНЕRNЕТ на все лаборатории Института и переход от последовательной

архитектуры к более перспективной – звездообразной. Так создавалась локальная сеть ОИЯИ. Затем последовали различные варианты использования спутниковых, а также наземных линий связи для вхождения в европейскую и американскую глобальные компьютерные сети для науки и образования. При дальнейшем развитии ЦВК ОИЯИ, теперь уже под названием Центрального информационно-вычислительного комплекса (ЦИВК) ОИЯИ, учитывается прогресс в развитии так называемых GRID-технологий и построения компьютерной инфраструктуры нового типа, обеспечивающей глобальную (всемирную) интеграцию информационных и вычислительных ресурсов. При этом для организации надежного хранения и оперативного доступа к разнообразной информации используются технологии корпоративных хранилищ данных. На смену кластерам рабочих станций на RISC-процессорах и многопроцессорным серверам приходят серверы, вычислительные кластеры и фермы на базе процессоров Pentium. Основой программного обеспечения ЦИВК ОИЯИ становится операционная система LINUX . В настоящее время информационные методы все шире внедряются в научную деятельность. В ЛИТ ведутся работы по развитию и сопровождению базовых WWW серверов ОИЯИ и ЛИТ, по оптимизации научно-информационного поиска, обеспечению прозрачного доступа к разнообразным информационным ресурсам ОИЯИ и к мировым электронным библиотечно-информационным ресурсам, в том числе физических научных центров, университетов России и других стран-участниц ОИЯИ, научно-технических библиотек.

8 ГОНКА ВООРУЖЕНИЯ

Гонкой вооружений принято называть политическое противостояние двух или  нескольких держав за превосходство  в области вооруженных сил. В  ходе такого противостояния каждая из сторон производит огромные запасы оружия, пытаясь установить паритет с  противником или обогнать его.

Начало ее было связано с атомным  оружием. Как известно, в 1945 г. США  оказались единственной ядерной  державой в мире. В ходе войны  с Японией они взорвали атомные  бомбы над японскими городами Хиросимой и Нагасаки. Стратегическое превосходство привело к тому, что американские военные стали  строить различные планы превентивного  удара по СССР. Но американская монополия  на ядерное оружие сохранялась только четыре года.

Усилия СССР, в частности советской  разведки, были направлены на то, чтобы  ликвидировать монополию США  на обладание ядерным оружием. 29 августа 1949 года в Советском Союзе  были проведены первые испытания  ядерной бомбы на Семипалатинском  ядерном полигоне. Хотя СССР теперь тоже располагал ядерным потенциалом, США были далеко впереди как по количеству зарядов, так и по числу бомбардировщиков. При любом конфликте США легко смогли бы нанести бомбовый удар по СССР, тогда как СССР с трудом смог бы ответить на это.

Переход к широкомасштабному использованию  реактивных истребителей-перехватчиков  несколько изменил эту ситуацию в пользу СССР, снизив потенциальную  эффективность американской бомбардировочной авиации. В ответ на численное  увеличение советской бомбардировочной авиации в 1950-е годы США создали  вокруг крупных городов довольно крепкую эшелонированную систему  ПВО, предусматривающую использование  самолётов-перехватчиков, зенитной артиллерии и ракет «земля-воздух». Но во главе  угла всё же стояло строительство огромной армады ядерных бомбардировщиков, которым было предназначено сокрушить оборонительные рубежи СССР поскольку считалось невозможным обеспечить эффективную и надёжную защиту столь обширной территории.

Такой подход прочно укоренился в стратегических планах США , считалось, что причин для особого беспокойства нет, пока стратегические силы США своей мощью превосходят общий потенциал советских Вооружённых сил. Более того, по мнению американских стратегов, советская экономика, разрушенная в годы войны, вряд ли была способна на создание адекватного контрсилового потенциала.

Однако СССР быстро создал собственную  стратегическую авиацию и испытал  в 1957 году межконтинентальную баллистическую ракету (МБР) Р-7, способную достигать  территории США. С 1959 года в Советском  Союзе началось серийное производство МБР, а в январе 1960 г. ракета была испытана на предельной дальности. С середины 1950-х годов в США начинают осознавать, что в случае ядерной войны СССР сумеет нанести ответный удар по американским городам. Поэтому с конца 1950-х годов военные эксперты признают, что тотальная ядерная война США с СССР становится невозможной.