Twórca bomby atomowej. Stworzenie bomby atomowej w ZSRR

Niemcy jako pierwsi zabrali się do pracy. W grudniu 1938 roku ich fizycy Otto Hahn i Fritz Strassmann jako pierwsi na świecie sztucznie rozszczepili jądro atomu uranu. W kwietniu 1939 r. niemieckie dowództwo wojskowe otrzymało list od profesorów Uniwersytetu w Hamburgu, P. Hartecka i W. Grotha, w którym wskazano na zasadniczą możliwość stworzenia nowego rodzaju wysoce skutecznego materiału wybuchowego. Naukowcy napisali: „Kraj, który jako pierwszy praktycznie opanuje osiągnięcia fizyki jądrowej, uzyska absolutną przewagę nad innymi”. A teraz Cesarskie Ministerstwo Nauki i Edukacji organizuje spotkanie na temat „O samorozprzestrzeniającej się (to znaczy łańcuchowej) reakcji nuklearnej”. Wśród uczestników jest profesor E. Schumann, szef wydziału badawczego Dyrekcji Uzbrojenia III Rzeszy. Bez zwłoki przeszliśmy od słów do czynów. Już w czerwcu 1939 roku na poligonie Kummersdorf pod Berlinem rozpoczęto budowę pierwszego w Niemczech reaktora. Uchwalono ustawę zakazującą eksportu uranu poza Niemcy, a duże ilości rudy uranu pilnie zakupiono w Kongo Belgijskim.

Amerykańska bomba uranowa, która zniszczyła Hiroszimę, miała konstrukcję armatnią. Radzieccy naukowcy nuklearni podczas tworzenia RDS-1 kierowali się „bombą Nagasaki” - Fat Boy, wykonaną z plutonu metodą implozji.

Niemcy zaczynają i... przegrywają

26 września 1939 r., kiedy w Europie szalała już wojna, postanowiono zaklasyfikować wszelkie prace związane z problemem uranu i realizacją programu, zwanego „Projektem Uranowym”. Naukowcy zaangażowani w projekt byli początkowo bardzo optymistyczni: wierzyli, że w ciągu roku możliwe będzie stworzenie broni nuklearnej. Jak pokazało życie, nie mieli racji.

W projekt zaangażowały się 22 organizacje, w tym tak znane ośrodki naukowe jak Instytut Fizyki Towarzystwa Cesarza Wilhelma, Instytut Chemii Fizycznej Uniwersytetu w Hamburgu, Instytut Fizyki Wyższej Szkoły Technicznej w Berlinie, Instytut Fizyko-Chemiczny Uniwersytetu w Lipsku i wielu innych. Projekt był osobiście nadzorowany przez Ministra Uzbrojenia Rzeszy Alberta Speera. Koncernowi IG Farbenindustry powierzono produkcję sześciofluorku uranu, z którego można wyodrębnić izotop uranu-235, zdolny do utrzymania reakcji łańcuchowej. Tej samej firmie powierzono także budowę instalacji separacji izotopów. W pracach bezpośrednio uczestniczyli tak czcigodni naukowcy, jak Heisenberg, Weizsäcker, von Ardenne, Riehl, Pose, laureat Nagrody Nobla Gustav Hertz i inni.

W ciągu dwóch lat grupa Heisenberga przeprowadziła badania niezbędne do zbudowania reaktora jądrowego wykorzystującego uran i ciężką wodę. Potwierdzono, że tylko jeden z izotopów, czyli uran-235, zawarty w bardzo małych stężeniach w zwykłej rudzie uranowej, może służyć jako materiał wybuchowy. Pierwszym problemem było to, jak go odizolować. Punktem wyjścia programu bombowego był reaktor jądrowy, który jako moderator reakcji wymagał grafitu lub ciężkiej wody. Niemieccy fizycy wybrali wodę, stwarzając tym samym dla siebie poważny problem. Po zajęciu Norwegii jedyna na świecie wówczas wytwórnia ciężkiej wody przeszła w ręce hitlerowców. Ale tam, na początku wojny, zapas produktu potrzebnego fizykom wynosił zaledwie kilkadziesiąt kilogramów i nawet oni nie trafili do Niemców - Francuzi dosłownie ukradli cenne produkty spod nosa nazistów. A w lutym 1943 roku brytyjscy komandosi wysłani do Norwegii, przy pomocy lokalnych bojowników ruchu oporu, wyłączyli fabrykę z eksploatacji. Realizacja niemieckiego programu nuklearnego była zagrożona. Na tym nieszczęścia Niemców się nie skończyły: w Lipsku eksplodował eksperymentalny reaktor jądrowy. Projekt uranowy był wspierany przez Hitlera tylko tak długo, jak istniała nadzieja na uzyskanie superpotężnej broni przed końcem rozpoczętej przez niego wojny. Heisenberg został zaproszony przez Speera i zapytany wprost: „Kiedy możemy spodziewać się stworzenia bomby, którą można zawiesić na bombowcu?” Naukowiec był szczery: „Wierzę, że zajmie to kilka lat ciężkiej pracy, w każdym razie bomba nie będzie miała wpływu na wynik obecnej wojny”. Niemieckie kierownictwo racjonalnie uznało, że nie ma sensu wymuszać wydarzeń. Pozwólmy naukowcom pracować spokojnie, a zobaczycie, że zdążą na następną wojnę. W rezultacie Hitler postanowił skoncentrować środki naukowe, produkcyjne i finansowe wyłącznie na projektach, które przyniosłyby najszybszy zwrot w tworzeniu nowych rodzajów broni. Finansowanie rządowe projektu uranowego zostało ograniczone. Niemniej jednak praca naukowców była kontynuowana.

Manfreda von Ardenne’a, który opracował metodę oczyszczania metodą dyfuzji gazu i separacji izotopów uranu w wirówce.

W 1944 roku Heisenberg otrzymał odlane płyty uranowe dla dużej elektrowni reaktorowej, dla której w Berlinie budowano już specjalny bunkier. Ostatni eksperyment mający na celu wywołanie reakcji łańcuchowej zaplanowano na styczeń 1945 r., ale 31 stycznia cały sprzęt został w pośpiechu zdemontowany i wysłany z Berlina do wioski Haigerloch niedaleko granicy szwajcarskiej, gdzie został rozmieszczony dopiero pod koniec lutego. Reaktor zawierał 664 kostki uranu o łącznej masie 1525 kg, otoczone grafitowym reflektorem moderatorem-neutronów o masie 10 ton. W marcu 1945 roku do rdzenia wlano dodatkowo 1,5 tony ciężkiej wody. 23 marca Berlin otrzymał informację, że reaktor działa. Ale radość była przedwczesna – reaktor nie osiągnął punktu krytycznego, nie rozpoczęła się reakcja łańcuchowa. Po przeliczeniu okazało się, że ilość uranu należy zwiększyć o co najmniej 750 kg, proporcjonalnie zwiększając masę ciężkiej wody. Ale nie było już rezerw ani jednego, ani drugiego. Koniec III Rzeszy zbliżał się nieubłaganie. 23 kwietnia wojska amerykańskie wkroczyły do Haigerloch. Reaktor został zdemontowany i przewieziony do USA.

Tymczasem za granicą

Równolegle z Niemcami (z niewielkim opóźnieniem) rozwój broni atomowej rozpoczął się w Anglii i USA. Zaczęli od listu wysłanego we wrześniu 1939 roku przez Alberta Einsteina do prezydenta USA Franklina Roosevelta. Inicjatorami listu i autorami większości tekstu byli fizycy-emigranci z Węgier Leo Szilard, Eugene Wigner i Edward Teller. W liście zwrócono uwagę prezydenta na fakt, że nazistowskie Niemcy prowadzą aktywne badania, w wyniku których mogą wkrótce zdobyć bombę atomową.

W 1933 roku niemiecki komunista Klaus Fuchs uciekł do Anglii. Po uzyskaniu dyplomu z fizyki na Uniwersytecie w Bristolu kontynuował pracę. W 1941 roku Fuchs zgłosił swój udział w badaniach atomowych agentowi sowieckiego wywiadu Jürgenowi Kuchinskiemu, który poinformował ambasadora ZSRR Iwana Majskiego. Poinstruował zagranicznego dyplomatę, aby pilnie nawiązał kontakt z Fuchsem, który w ramach grupy naukowców miał zostać przetransportowany do Stanów Zjednoczonych. Fuchs zgodził się pracować dla sowieckiego wywiadu. We współpracę z nim zaangażowanych było wielu sowieckich funkcjonariuszy nielegalnego wywiadu: Zarubins, Eitingon, Wasilewski, Semenow i inni. W wyniku ich aktywnej pracy już w styczniu 1945 roku ZSRR dysponował opisem projektu pierwszej bomby atomowej. Jednocześnie radziecka stacja w USA poinformowała, że Amerykanie będą potrzebować co najmniej roku, ale nie więcej niż pięciu lat, aby stworzyć znaczący arsenał broni atomowej. W raporcie wskazano również, że pierwsze dwie bomby mogą zostać zdetonowane w ciągu kilku miesięcy. Na zdjęciu Operacja Crossroads, seria testów bomb atomowych przeprowadzonych przez Stany Zjednoczone na atolu Bikini latem 1946 roku. Celem było przetestowanie wpływu broni atomowej na statki.

W ZSRR pierwsze informacje o pracach prowadzonych zarówno przez sojuszników, jak i wroga wywiad przekazał Stalinowi już w 1943 roku. Natychmiast podjęto decyzję o rozpoczęciu podobnych prac w Unii. Tak rozpoczął się radziecki projekt atomowy. Zadania otrzymali nie tylko naukowcy, ale także funkcjonariusze wywiadu, dla których wydobycie tajemnic nuklearnych stało się najwyższym priorytetem.

Najcenniejsze informacje o pracach nad bombą atomową w Stanach Zjednoczonych, uzyskane przez wywiad, znacznie pomogły w rozwoju radzieckiego projektu nuklearnego. Uczestniczącym w nim naukowcom udało się ominąć ślepe zaułki poszukiwań, znacznie przyspieszając w ten sposób osiągnięcie ostatecznego celu.

Doświadczenie niedawnych wrogów i sojuszników

Oczywiście kierownictwo radzieckie nie mogło pozostać obojętne na niemiecki rozwój atomowy. Pod koniec wojny wysłano do Niemiec grupę radzieckich fizyków, wśród których byli przyszli akademicy Artsimowicz, Kikoin, Khariton, Szczelkin. Wszyscy byli zamaskowani w mundurach pułkowników Armii Czerwonej. Operacją dowodził pierwszy zastępca ludowego komisarza spraw wewnętrznych Iwan Sierow, co otworzyło wszelkie drzwi. Oprócz niezbędnych niemieckich naukowców „pułkownicy” znaleźli tony uranu metalicznego, co zdaniem Kurczatowa skróciło prace nad radziecką bombą co najmniej o rok. Amerykanie wywieźli także duże ilości uranu z Niemiec, zabierając ze sobą specjalistów pracujących nad projektem. A w ZSRR oprócz fizyków i chemików wysłali mechaników, inżynierów elektryków i dmuchaczy szkła. Część z nich odnaleziono w obozach jenieckich. Na przykład Max Steinbeck, przyszły radziecki akademik i wiceprezes Akademii Nauk NRD, został zabrany, gdy na kaprys komendanta obozu robił zegar słoneczny. W sumie nad projektem nuklearnym w ZSRR pracowało co najmniej 1000 niemieckich specjalistów. Laboratorium von Ardenne wraz z wirówką uranu, sprzętem z Instytutu Fizyki Kaisera, dokumentacją i odczynnikami zostało całkowicie wywiezione z Berlina. W ramach projektu atomowego utworzono laboratoria „A”, „B”, „C” i „D”, których dyrektorami naukowymi byli naukowcy przybyli z Niemiec.

K.A. Petrzhak i G. N. Flerov W 1940 roku w laboratorium Igora Kurczatowa dwóch młodych fizyków odkryło nowy, bardzo unikalny rodzaj rozpadu promieniotwórczego jąder atomowych - spontaniczne rozszczepienie.

Pracownią „A” kierował baron Manfred von Ardenne, utalentowany fizyk, który opracował metodę oczyszczania metodą dyfuzji gazu i separacji izotopów uranu w wirówce. Początkowo jego laboratorium znajdowało się na Oktiabrskim Polu w Moskwie. Każdemu niemieckiemu specjalistowi przydzielono pięciu lub sześciu radzieckich inżynierów. Później laboratorium przeniosło się do Suchumi, a z czasem na Polu Oktyabrskim wyrósł słynny Instytut Kurczatowa. W Suchumi, na bazie laboratorium von Ardenne, utworzono Instytut Fizyki i Technologii Suchumi. W 1947 roku Ardeny otrzymały Nagrodę Stalina za stworzenie wirówki do oczyszczania izotopów uranu na skalę przemysłową. Sześć lat później Ardeny zostały dwukrotnym laureatem stalinowskim. Mieszkał z żoną w wygodnej rezydencji, jego żona grała na fortepianie sprowadzonym z Niemiec. Inni niemieccy specjaliści też się nie obrazili: przyjechali z rodzinami, przywieźli ze sobą meble, książki, obrazy, zapewniono im dobre zarobki i wyżywienie. Czy byli więźniami? Akademik A.P. Aleksandrow, który sam był aktywnym uczestnikiem projektu atomowego, zauważył: „Oczywiście niemieccy specjaliści byli więźniami, ale my sami byliśmy więźniami”.

Nikolaus Riehl, pochodzący z Petersburga, który w latach dwudziestych XX wieku przeniósł się do Niemiec, został kierownikiem Laboratorium B, które prowadziło badania z zakresu chemii i biologii radiacyjnej na Uralu (obecnie miasto Śnieżinsk). Tutaj Riehl współpracował ze swoim starym przyjacielem z Niemiec, wybitnym rosyjskim biologiem-genetykiem Timofiejewem-Resowskim („Żubr” na podstawie powieści D. Granina).

W grudniu 1938 roku niemieccy fizycy Otto Hahn i Fritz Strassmann jako pierwsi na świecie sztucznie rozszczepili jądro atomu uranu.

Zdobywszy uznanie w ZSRR jako badacz i utalentowany organizator, potrafiący znaleźć skuteczne rozwiązania złożonych problemów, dr Riehl stał się jedną z kluczowych postaci radzieckiego projektu atomowego. Po pomyślnym przetestowaniu sowieckiej bomby został Bohaterem Pracy Socjalistycznej i laureatem Nagrody Stalina.

Pracami Laboratorium „B”, zorganizowanego w Obnińsku, kierował profesor Rudolf Pose, jeden z pionierów w dziedzinie badań jądrowych. Pod jego kierownictwem powstały reaktory na prędkie neutrony, pierwsza w Unii elektrownia jądrowa oraz rozpoczęto projektowanie reaktorów dla łodzi podwodnych. Obiekt w Obnińsku stał się podstawą organizacji Instytutu Fizyki i Energii im. A.I. Leypuński. Pose pracował do 1957 roku w Suchumi, następnie w Wspólnym Instytucie Badań Jądrowych w Dubnej.

Kierownikiem Laboratorium „G”, mieszczącego się w sanatorium Suchumi „Agudzery”, był Gustaw Hertz, bratanek słynnego fizyka XIX wieku, który sam był znanym naukowcem. Został doceniony za serię eksperymentów, które potwierdziły teorię atomu i mechaniki kwantowej Nielsa Bohra. Wyniki jego bardzo udanych działań w Suchumi wykorzystano później w wybudowanej w Nowouralsku instalacji przemysłowej, gdzie w 1949 roku opracowano wypełnienie do pierwszej radzieckiej bomby atomowej RDS-1. Za osiągnięcia w ramach projektu atomowego Gustav Hertz otrzymał w 1951 roku Nagrodę Stalina.

Niemieccy specjaliści, którzy otrzymali pozwolenie na powrót do ojczyzny (oczywiście do NRD), podpisali na 25 lat umowę o zachowaniu poufności na temat ich udziału w sowieckim projekcie atomowym. W Niemczech kontynuowali pracę w swojej specjalności. Tym samym Manfred von Ardenne, dwukrotnie nagrodzony Nagrodą Narodową NRD, pełnił funkcję dyrektora Instytutu Fizyki w Dreźnie, utworzonego pod auspicjami Rady Naukowej ds. Pokojowego Zastosowania Energii Atomowej, na której czele stoi Gustav Hertz. Hertz otrzymał także nagrodę krajową jako autor trzytomowego podręcznika z zakresu fizyki jądrowej. Tam też, w Dreźnie, na Politechnice pracował Rudolf Pose.

Udział niemieckich naukowców w projekcie atomowym, a także sukcesy oficerów wywiadu w niczym nie umniejszają zasług radzieckich naukowców, których bezinteresowna praca zapewniła stworzenie krajowej broni atomowej. Trzeba jednak przyznać, że bez wkładu ich obu utworzenie przemysłu nuklearnego i broni atomowej w ZSRR trwałoby wiele lat.

Kiedy Jakowowi Zeldowiczowi pozwolono publikować swoje artykuły naukowe w zagranicznych czasopismach akademickich, wielu zachodnich naukowców nie wierzyło, że jedna osoba może zajmować się tak różnorodnymi dziedzinami nauki. Zachód szczerze wierzył, że Jakow Zeldowicz był zbiorowym pseudonimem dużej grupy radzieckich naukowców. Kiedy okazało się, że Zeldovich nie jest pseudonimem, ale prawdziwą osobą, cały świat naukowy uznał go za genialnego naukowca. Jednocześnie Jakow Borisowicz nie miał ani jednego dyplomu ukończenia studiów wyższych - od młodości po prostu zagłębiał się w interesujące go dziedziny nauki. Pracował od rana do wieczora, ale wcale się nie poświęcał – robił to, co kochał najbardziej na świecie i bez czego nie mógł żyć. A zakres jego zainteresowań jest naprawdę niesamowity: fizyka chemiczna, chemia fizyczna, teoria spalania, astrofizyka, kosmologia, fizyka fal uderzeniowych i detonacji oraz oczywiście fizyka jądra atomowego i cząstek elementarnych. Badania w tej ostatniej dziedzinie nauki zapewniły Jakowowi Zeldowiczowi tytuł głównego teoretyka broni termojądrowej.

Jakow urodził się 8 marca 1914 r. w Mińsku, w związku z czym nieustannie żartował, że urodził się jako prezent dla kobiet. Jego ojciec był prawnikiem, członkiem palestry, matka tłumaczką powieści francuskich. Latem 1914 r. Rodzina Zeldowiczów przeprowadziła się do Piotrogrodu. W 1924 roku Yasha poszedł na studia do trzeciej klasy liceum, które sześć lat później pomyślnie ukończył. Od jesieni 1930 do maja 1931 uczęszczał na kursy i pracował jako asystent laboratoryjny w Instytucie Mechanicznej Przeróbki Surowców Mineralnych. W maju 1931 roku Zeldovich rozpoczął pracę w Instytucie Fizyki Chemicznej, z którą związał całe swoje życie.

Według wspomnień profesora Lwa Aronowicza Seny pojawienie się Zeldowicza w Instytucie Fizyki Chemicznej - wtedy instytut znajdował się w Leningradzie - odbyło się w następujący sposób: „W ten pamiętny marcowy dzień przyjechała wycieczka z Mekhanoob. Wśród wycieczkowiczów był młody mężczyzna, prawie chłopiec – jak się później okazało, niedawno skończył 17 lat. Jak każdy poradnik zacząłem od swojego tematu. Zwiedzający grzecznie słuchali, a młody człowiek zaczął zadawać pytania, z których wynikało, że termodynamikę, fizykę molekularną i chemię opanował na poziomie nie niższym niż trzeci rok studiów. Poświęcając chwilę, podchodzę do kierownika laboratorium, Szymona Zalmanowicza Rogińskiego, i mówię:

Szymon! Naprawdę lubię tego chłopca. Byłoby miło, gdyby do nas przyjechał.
Odpowiedział mi Szymon Zalmanowicz:
- Ja też, kącikiem ucha słyszałem twoją rozmowę. Sam będę kontynuował trasę, a ty z nim porozmawiaj, czy chce do nas dołączyć? Wtedy będziesz mógł go zabrać ze sobą.
Wziąłem młodzieńca na bok i zapytałem:
- Podoba Ci się tutaj?
- Bardzo.
-Chcesz z nami pracować?
- Częściowo z tego powodu przyjechałem na wycieczkę.
Wkrótce Yasha Zeldovich – tak miał na imię młody człowiek – przyszedł do nas i zaczął ze mną współpracować, odkąd go odkryłem.

Komunikacja z teoretykami Leningradzkiego Instytutu Fizyki i Technologii, wraz z samokształceniem, stała się głównym źródłem wiedzy Zeldovicha. Kiedyś studiował korespondencyjnie na Uniwersytecie w Leningradzie, później uczęszczał na wykłady na Politechnice w Leningradzie, ale nigdy nie otrzymał dyplomu ukończenia studiów wyższych. Mimo to „niebędący absolwentem”, ale utalentowany młody człowiek został w 1934 roku przyjęty na studia podyplomowe w Instytucie Fizyki Chemicznej Akademii Nauk ZSRR, a później mógł nawet zdawać egzaminy kandydackie.

W 1936 r. Zeldowicz obronił rozprawę doktorską o stopień kandydata nauk fizycznych i matematycznych, a w 1939 r. rozprawę doktorską. Miał wtedy zaledwie 25 lat i wszyscy wokół niego rozumieli, że to dopiero początek! Przez te wszystkie lata Zeldovich poszukiwał skutecznych substancji do masek gazowych i zagłębiał się w problem adsorpcji - procesu absorpcji gazów lub substancji przez adsorbent, na przykład węgiel aktywny. Po rozprawie doktorskiej, która stała się uogólnieniem jego pracy nad problemem utleniania azotu w gorącym płomieniu, nazwisko Zeldovicha stało się szeroko znane w świecie naukowym.

Jeszcze przed obroną doktoratu Jakow Borisowicz został kierownikiem jednego z laboratoriów Instytutu Fizyki Chemicznej. W tym czasie studiował teorię spalania. Stworzył nowe podejście, które w organiczny sposób łączyło kinetykę chemiczną z analizą obrazu termicznego, a następnie hydrodynamicznego, biorąc pod uwagę ruch gazu. Kiedy wybuchła wojna, instytut ewakuowano do Kazania, gdzie Zeldowicz badał spalanie rakiet na paliwo do rakiet Katiusza, ponieważ spalanie prochu w zimie było niestabilne. Problem ten został przez niego rozwiązany w możliwie najkrótszym czasie. W 1943 r. za szereg prac z zakresu teorii spalania Jakow Borisowicz otrzymał Nagrodę Stalina.

Jeszcze przed wojną Zeldovich zaczął studiować fizykę jądrową. Po ukazaniu się w 1938 roku artykułu O. Hahna i F. Strassmanna na temat rozszczepienia uranu Zeldovich i Khariton natychmiast zdali sobie sprawę, że w tym procesie możliwe są nie tylko zwykłe reakcje łańcuchowe, ale także takie, które mogą prowadzić do wybuchów jądrowych z uwolnienie ogromnej energii. Jednocześnie każdy z nich miał własne, zupełnie inne badania robocze, więc Zeldovich i Khariton zaczęli studiować problem „nuklearny” wieczorami i w weekendy. Naukowcy wspólnie opublikowali szereg prac – m.in. po raz pierwszy obliczyli reakcję łańcuchową rozszczepienia uranu, co pozwoliło określić wielkość krytyczną reaktora. Dlatego po mianowaniu Igora Kurczatowa na dyrektora naukowego radzieckiego projektu atomowego Khariton i Zeldowicz znaleźli się jako pierwsi na liście naukowców zaangażowanych w prace nad bombą atomową.

Od początku 1944 roku, pozostając etatowym pracownikiem Instytutu Fizyki Chemicznej i pełniąc funkcję kierownika laboratorium, Zeldowicz rozpoczął pracę nad stworzeniem broni atomowej w Laboratorium nr 2 pod kierownictwem Kurczatowa. W projekcie notatek Kurczatowa do planu pracy laboratorium znajdował się np. następujący punkt: „Teoretyczne rozwinięcie zagadnień związanych z realizacją bomby i kotła (01.01.44-01.01.45) – Zeldowicz, Pomeranczuk, Gurevich. ” Zeldowicz ostatecznie stał się głównym teoretykiem bomby atomowej - za to w 1949 roku otrzymał tytuł Bohatera Pracy Socjalistycznej, odznaczony Orderem Lenina i otrzymał tytuł laureata Nagrody Stalina.

W 1958 roku Zeldovich został wybrany akademikiem Akademii Nauk ZSRR. W latach 1965–1983 pracował na stanowisku kierownika katedry w Instytucie Matematyki Stosowanej Akademii Nauk ZSRR, będąc jednocześnie profesorem na Wydziale Fizyki Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego. Ponadto od 1984 do 1987 roku, interesując się astrofizyką i kosmologią, kierował Zakładem Astrofizyki Relatywistycznej w Państwowym Instytucie Astronomicznym. Sternberga.

Szerokość zainteresowań Jakowa Borysowicza zadziwiła wszystkich. Na przykład Andriej Sacharow nazwał go „człowiekiem o uniwersalnych zainteresowaniach”, Landau uważał, że żaden fizyk, z wyjątkiem być może Enrico Fermiego, nie miał takiego bogactwa nowych pomysłów, a Kurczatow niezmiennie powtarzał jedno zdanie: „Mimo to Yashka jest geniusz !" W ciągu 73 lat życia – wybitny fizyk zmarł w 1987 r. – Zeldowicz napisał około 500 prac naukowych i dziesiątki monografii, jego imieniem przyznawane są medale w różnych dziedzinach nauki na całym świecie.

Pojawienie się broni atomowej (jądrowej) było spowodowane masą czynników obiektywnych i subiektywnych. Obiektywnie rzecz biorąc, powstanie broni atomowej nastąpiło dzięki szybkiemu rozwojowi nauki, który rozpoczął się od fundamentalnych odkryć z zakresu fizyki w pierwszej połowie XX wieku. Głównym czynnikiem subiektywnym była sytuacja militarno-polityczna, kiedy państwa koalicji antyhitlerowskiej rozpoczęły tajny wyścig w opracowaniu tak potężnej broni. Dziś dowiemy się, kto wynalazł bombę atomową, jak rozwinęła się ona na świecie i w Związku Radzieckim, a także zapoznamy się z jej budową i konsekwencjami jej użycia.

Stworzenie bomby atomowej

Z naukowego punktu widzenia rokiem powstania bomby atomowej był odległy rok 1896. Wtedy to francuski fizyk A. Becquerel odkrył radioaktywność uranu. Następnie reakcję łańcuchową uranu zaczęto postrzegać jako źródło ogromnej energii i stała się podstawą do opracowania najniebezpieczniejszej broni na świecie. Jednak Becquerel rzadko jest wspominany, gdy mówi o tym, kto wynalazł bombę atomową.

W ciągu następnych kilku dekad naukowcy z różnych części Ziemi odkryli promienie alfa, beta i gamma. W tym samym czasie odkryto dużą liczbę izotopów promieniotwórczych, sformułowano prawo rozpadu promieniotwórczego i położono początki badań nad izomerią jądrową.

W latach czterdziestych XX wieku naukowcy odkryli neuron i pozyton oraz po raz pierwszy przeprowadzili rozszczepienie jądra atomu uranu, czemu towarzyszyła absorpcja neuronów. To odkrycie stało się punktem zwrotnym w historii. W 1939 roku francuski fizyk Frederic Joliot-Curie opatentował pierwszą na świecie bombę atomową, którą opracował wraz z żoną w celach czysto naukowych. To Joliot-Curie uważany jest za twórcę bomby atomowej, mimo że był zagorzałym obrońcą pokoju na świecie. W 1955 roku wraz z Einsteinem, Bornem i wieloma innymi znanymi naukowcami zorganizował ruch Pugwash, którego członkowie opowiadali się za pokojem i rozbrojeniem.

Szybko rozwijająca się broń atomowa stała się bezprecedensowym zjawiskiem militarno-politycznym, które pozwala zapewnić bezpieczeństwo jej właścicielowi i ograniczyć do minimum możliwości innych systemów uzbrojenia.

Jak działa bomba atomowa?

Strukturalnie bomba atomowa składa się z dużej liczby elementów, z których głównymi są korpus i automatyka. Obudowa została zaprojektowana w celu ochrony automatyki i ładunku jądrowego przed wpływami mechanicznymi, termicznymi i innymi. Automatyka kontroluje czas eksplozji.

Obejmuje:

Awaryjna eksplozja.
Urządzenia napinające i zabezpieczające.
Zasilacz.
Różne czujniki.

Transport bomb atomowych na miejsce ataku odbywa się za pomocą rakiet (przeciwlotniczych, balistycznych lub manewrujących). Amunicja nuklearna może być częścią miny lądowej, torpedy, bomby lotniczej i innych elementów. W bombach atomowych stosuje się różne systemy detonacji. Najprostsze to urządzenie, w którym uderzenie pocisku w cel, powodujące powstanie masy nadkrytycznej, wywołuje eksplozję.

Broń nuklearna może być dużego, średniego i małego kalibru. Siłę eksplozji wyraża się zwykle w ekwiwalencie trotylu. Pociski atomowe małego kalibru mają wydajność kilku tysięcy ton trotylu. Średniego kalibru odpowiadają już dziesiątki tysięcy ton, a pojemność dużego kalibru sięga milionów ton.

Zasada działania

Zasada działania bomby atomowej opiera się na wykorzystaniu energii uwolnionej podczas jądrowej reakcji łańcuchowej. Podczas tego procesu następuje podział ciężkich cząstek i synteza lekkich. Kiedy wybucha bomba atomowa, na małym obszarze w najkrótszym czasie uwalniana jest ogromna ilość energii. Dlatego takie bomby zaliczane są do broni masowego rażenia.

W obszarze wybuchu nuklearnego istnieją dwa kluczowe obszary: centrum i epicentrum. W centrum eksplozji bezpośrednio zachodzi proces uwalniania energii. Epicentrum stanowi projekcję tego procesu na powierzchnię ziemi lub wody. Energia wybuchu jądrowego rzucona na ziemię może wywołać wstrząsy sejsmiczne, które rozprzestrzenią się na znaczną odległość. Wstrząsy te powodują szkody dla środowiska jedynie w promieniu kilkuset metrów od miejsca wybuchu.

Czynniki szkodliwe

Broń atomowa ma następujące współczynniki zniszczenia:

Skażenie radioaktywne.
Promieniowanie świetlne.
Fala uderzeniowa.
Puls elektromagnetyczny.
Promieniowanie penetrujące.

Konsekwencje wybuchu bomby atomowej są katastrofalne dla wszystkich żywych istot. Z powodu uwolnienia ogromnej ilości energii świetlnej i cieplnej eksplozji pocisku nuklearnego towarzyszy jasny błysk. Siła tego błysku jest kilkakrotnie większa od promieni słonecznych, dlatego istnieje niebezpieczeństwo uszkodzenia od światła i promieniowania cieplnego w promieniu kilku kilometrów od miejsca wybuchu.

Innym niebezpiecznym czynnikiem uszkadzającym broń atomową jest promieniowanie powstające podczas eksplozji. Trwa tylko minutę po eksplozji, ale ma maksymalną siłę penetracji.

Fala uderzeniowa ma bardzo silne działanie destrukcyjne. Dosłownie niszczy wszystko, co stanie jej na drodze. Promieniowanie przenikliwe stwarza zagrożenie dla wszystkich żywych istot. U ludzi powoduje rozwój choroby popromiennej. Cóż, impuls elektromagnetyczny szkodzi tylko technologii. Podsumowując, szkodliwe czynniki wybuchu atomowego stanowią ogromne zagrożenie.

Pierwsze testy

W całej historii bomby atomowej Ameryka wykazywała największe zainteresowanie jej stworzeniem. Pod koniec 1941 r. kierownictwo kraju przeznaczyło na ten obszar ogromną ilość pieniędzy i środków. Kierownikiem projektu został Robert Oppenheimer, przez wielu uważany za twórcę bomby atomowej. W rzeczywistości był pierwszym, który był w stanie wcielić pomysł naukowców w życie. W rezultacie 16 lipca 1945 r. na pustyni w Nowym Meksyku odbył się pierwszy test bomby atomowej. Następnie Ameryka zdecydowała, że aby całkowicie zakończyć wojnę, musi pokonać Japonię, sojusznika nazistowskich Niemiec. Pentagon szybko wybrał cele pierwszych ataków nuklearnych, które miały stać się żywą ilustracją siły amerykańskiej broni.

6 sierpnia 1945 roku na Hiroszimę zrzucono amerykańską bombę atomową, cynicznie zwaną „Little Boy”. Strzał okazał się po prostu idealny - bomba eksplodowała na wysokości 200 metrów nad ziemią, przez co jej fala uderzeniowa spowodowała straszliwe zniszczenia w mieście. W obszarach oddalonych od centrum przewracano piece węglowe, co doprowadziło do poważnych pożarów.

Po jasnym błysku nastąpiła fala upałów, która w ciągu 4 sekund stopiła dachówki na dachach domów i podpaliła słupy telegraficzne. Po fali upałów nastąpiła fala uderzeniowa. Wiatr, który przetaczał się przez miasto z prędkością około 800 km/h, niszczył wszystko na swojej drodze. Z 76 000 budynków znajdujących się w mieście przed eksplozją około 70 000 zostało całkowicie zniszczonych. Kilka minut po eksplozji z nieba zaczął padać deszcz, którego duże krople były czarne. Deszcz spadł z powodu powstania ogromnej ilości kondensatu, składającego się z pary i popiołu, w zimnych warstwach atmosfery.

Osoby dotknięte kulą ognia w promieniu 800 metrów od miejsca eksplozji zamieniły się w pył. Ci, którzy byli nieco dalej od eksplozji, mieli poparzoną skórę, której resztki zostały zdarte przez falę uderzeniową. Czarny radioaktywny deszcz pozostawił nieuleczalne oparzenia na skórze ocalałych. Ci, którym cudem udało się uciec, wkrótce zaczęli wykazywać oznaki choroby popromiennej: nudności, gorączkę i ataki osłabienia.

Trzy dni po zbombardowaniu Hiroszimy Ameryka zaatakowała kolejne japońskie miasto – Nagasaki. Druga eksplozja miała takie same katastrofalne skutki jak pierwsza.

W ciągu kilku sekund dwie bomby atomowe zniszczyły setki tysięcy ludzi. Fala uderzeniowa praktycznie zmiotła Hiroszimę z powierzchni ziemi. Ponad połowa tutejszych mieszkańców (ok. 240 tys. osób) zmarła natychmiast w wyniku odniesionych obrażeń. W mieście Nagasaki w wyniku eksplozji zginęło około 73 tysiące osób. Wielu z tych, którzy przeżyli, zostało poddanych silnemu napromieniowaniu, które spowodowało bezpłodność, chorobę popromienną i raka. W rezultacie część ocalałych zmarła w straszliwych męczarniach. Użycie bomby atomowej w Hiroszimie i Nagasaki ilustruje straszliwą siłę tej broni.

Ty i ja już wiemy, kto wynalazł bombę atomową, jak ona działa i jakie konsekwencje może prowadzić. Teraz dowiemy się, jak wyglądała sprawa z bronią nuklearną w ZSRR.

Po bombardowaniu japońskich miast J.V. Stalin zdał sobie sprawę, że stworzenie radzieckiej bomby atomowej jest kwestią bezpieczeństwa narodowego. 20 sierpnia 1945 r. w ZSRR utworzono komitet ds. energetyki jądrowej, na którego czele stanął L. Beria.

Warto zaznaczyć, że prace w tym kierunku prowadzono w Związku Radzieckim od 1918 r., a w 1938 r. w Akademii Nauk utworzono specjalną komisję ds. jądra atomowego. Wraz z wybuchem II wojny światowej wszelkie prace w tym kierunku zostały zamrożone.

W 1943 roku oficerowie wywiadu ZSRR przekazali z Anglii materiały z zamkniętych prac naukowych z zakresu energetyki jądrowej. Materiały te pokazały, że prace zagranicznych naukowców nad stworzeniem bomby atomowej poczyniły poważny postęp. Jednocześnie amerykańscy mieszkańcy przyczynili się do wprowadzenia niezawodnych sowieckich agentów do głównych amerykańskich ośrodków badań nuklearnych. Agenci przekazali informacje o nowych osiągnięciach sowieckim naukowcom i inżynierom.

Zadanie techniczne

Kiedy w 1945 roku kwestia stworzenia radzieckiej bomby atomowej stała się niemal priorytetem, jeden z liderów projektu, Yu Khariton, sporządził plan opracowania dwóch wersji pocisku. 1 czerwca 1946 plan został podpisany przez wyższą kadrę kierowniczą.

Zgodnie z zadaniem projektanci musieli zbudować RDS (specjalny silnik odrzutowy) składający się z dwóch modeli:

RDS-1. Bomba zawierająca ładunek plutonu, detonowana w wyniku kompresji sferycznej. Urządzenie zostało pożyczone od Amerykanów.
RDS-2. Bomba armatnia z dwoma ładunkami uranowymi zbiegającymi się w lufie przed osiągnięciem masy krytycznej.

W historii osławionego RDS najczęstszym, choć humorystycznym sformułowaniem było sformułowanie „Rosja robi to sama”. Został wynaleziony przez zastępcę Yu Kharitona, K. Shchelkina. To zdanie bardzo trafnie oddaje istotę dzieła, przynajmniej dla RDS-2.

Kiedy Ameryka dowiedziała się, że Związek Radziecki posiada tajemnice tworzenia broni nuklearnej, zaczęła pragnąć szybkiej eskalacji wojny prewencyjnej. Latem 1949 r. pojawił się plan „Trojan”, zgodnie z którym 1 stycznia 1950 r. planowano rozpocząć działania wojenne przeciwko ZSRR. Następnie datę ataku przesunięto na początek 1957 r., ale pod warunkiem przyłączenia się do niego wszystkich krajów NATO.

Testy

Kiedy informacje o planach Ameryki dotarły kanałami wywiadowczymi do ZSRR, prace radzieckich naukowców znacznie przyspieszyły. Zachodni eksperci wierzyli, że broń atomowa powstanie w ZSRR nie wcześniej niż w latach 1954–1955. Tak naprawdę testy pierwszej bomby atomowej w ZSRR odbyły się już w sierpniu 1949 roku. 29 sierpnia na poligonie w Semipałatyńsku wysadziono urządzenie RDS-1. W jego stworzeniu wziął udział duży zespół naukowców, na którego czele stał Igor Wasiljewicz Kurczatow. Projekt ładunku należał do Amerykanów, a sprzęt elektroniczny tworzono od podstaw. Pierwsza bomba atomowa w ZSRR eksplodowała z mocą 22 kt.

Ze względu na prawdopodobieństwo uderzenia odwetowego plan trojana, zakładający atak nuklearny na 70 sowieckich miast, został pokrzyżowany. Testy w Semipałatyńsku oznaczały koniec amerykańskiego monopolu na posiadanie broni atomowej. Wynalazek Igora Wasiljewicza Kurchatowa całkowicie zniszczył plany wojskowe Ameryki i NATO i zapobiegł rozwojowi kolejnej wojny światowej. W ten sposób rozpoczęła się era pokoju na Ziemi, która istnieje pod groźbą całkowitej zagłady.

„Klub Nuklearny” świata

Dziś nie tylko Ameryka i Rosja mają broń nuklearną, ale także wiele innych państw. Zbiór krajów posiadających taką broń jest umownie nazywany „klubem nuklearnym”.

Obejmuje:

Ameryka (od 1945).
ZSRR, a obecnie Rosja (od 1949).
Anglia (od 1952).
Francja (od 1960).
Chiny (od 1964).
Indie (od 1974).
Pakistan (od 1998).
Korea (od 2006).

Izrael również posiada broń nuklearną, choć przywódcy kraju odmawiają komentarza na temat jej obecności. Ponadto amerykańska broń nuklearna znajduje się na terytorium krajów NATO (Włochy, Niemcy, Turcja, Belgia, Holandia, Kanada) i sojuszników (Japonia, Korea Południowa, pomimo oficjalnej odmowy).

Ukraina, Białoruś i Kazachstan, które były właścicielami części broni nuklearnej ZSRR, po rozpadzie Unii przekazały swoje bomby Rosji. Została jedyną spadkobierczynią arsenału nuklearnego ZSRR.

Wniosek

Dziś dowiedzieliśmy się, kto wynalazł bombę atomową i co to jest. Podsumowując powyższe, możemy stwierdzić, że broń nuklearna jest dziś najpotężniejszym instrumentem polityki globalnej, mocno zakorzenionym w stosunkach między krajami. Z jednej strony jest skutecznym środkiem odstraszania, z drugiej przekonującym argumentem za zapobieganiem konfrontacji militarnej i wzmacnianiem pokojowych stosunków między państwami. Broń atomowa jest symbolem całej epoki wymagającej szczególnie ostrożnego obchodzenia się z nią.

Jaki był główny dyrektor naukowy problemu atomowego w ZSRR i „ojciec” radzieckiej bomby atomowej - Igor Wasiljewicz Kurczatow.

Igor Wasiljewicz Kurczatow urodził się 12 stycznia 1903 roku w rodzinie pomocnika leśniczego w Baszkirii. W 1909 roku jego rodzina przeniosła się do Symbirska.

W 1912 r. Kurczatowowie przenieśli się do Symferopola, gdzie mały Igor wstąpił do pierwszej klasy gimnazjum. W 1920 roku ukończył szkołę średnią ze złotym medalem.

Igor Kurchatov (po lewej) ze swoim kolegą ze szkoły
We wrześniu tego samego roku Kurczatow rozpoczął pierwszy rok Wydziału Fizyki i Matematyki Uniwersytetu Krymskiego. W 1923 roku ukończył czteroletni kurs w ciągu trzech lat i znakomicie obronił pracę magisterską.

Igor Kurchatov - pracownik Leningradzkiego Instytutu Fizyki i Technologii Akademii Nauk ZSRR

Radziecki fizyk Igor Kurczatow (siedzi po prawej) wśród pracowników Leningradzkiego Instytutu Fizyki i Technologii
Młody absolwent został wysłany jako nauczyciel fizyki na Politechnice w Baku. Sześć miesięcy później Kurczatow wyjechał do Piotrogrodu i rozpoczął trzeci rok wydziału budowy statków Instytutu Politechnicznego.

Igor Wasiljewicz Kurczatow w Baku. 1924
Wiosną 1925 r., po zakończeniu zajęć w Instytucie Politechnicznym, Kurczatow wyjechał do Leningradu do Instytutu Fizyki i Technologii w laboratorium słynnego fizyka Ioffe.

Radziecki fizyk Igor Kurczatow
Przyjęty na stanowisko asystenta w 1925 roku otrzymał tytuł pierwszorzędnego pracownika naukowo-badawczego, następnie starszego inżyniera-fizyka. Kurczatow prowadził zajęcia z fizyki dielektrycznej na Wydziale Fizyki i Mechaniki Politechniki w Leningradzie oraz w Instytucie Pedagogicznym.

I.V. Kurchatov jest pracownikiem Instytutu Radowego. Połowa lat 30. XX wieku
W 1930 r. Kurczatow został mianowany kierownikiem wydziału fizyki Leningradzkiego Instytutu Fizyki i Technologii. W tym czasie zaczyna studiować fizykę atomową.

Igor Kurchatov i Marina Sinelnikova, która później została jego żoną
Rozpoczynając badania nad sztuczną promieniotwórczością, Igor Wasiljewicz już w kwietniu 1935 r. opisał nowe zjawisko, które odkrył wraz ze swoim bratem Borysem i L.I. Rusinowem – izomerię sztucznych jąder atomowych.

Lew Iljicz Rusinow
Na początku 1940 roku program prac naukowych zaplanowany przez Kurczatowa został przerwany i zamiast fizyki nuklearnej zaczął opracowywać systemy demagnetyzacji dla okrętów wojennych. Instalacja stworzona przez jego pracowników umożliwiła ochronę okrętów wojennych przed niemieckimi minami magnetycznymi.

Igor Kurczatow
Kurczatow wraz ze swoim bratem Borysem zbudowali w swoim Laboratorium nr 2 kocioł uranowo-grafitowy, gdzie uzyskali pierwsze porcje wagowe plutonu. 29 sierpnia 1949 roku fizycy, którzy stworzyli bombę, widząc oślepiające światło i chmurę grzyba sięgającą do stratosfery, odetchnęli z ulgą. Wypełnili swoje obowiązki.

Prawie cztery lata później, rankiem 12 sierpnia 1953 roku, przed wschodem słońca, nad poligonem słychać było eksplozję. Pierwsza na świecie bomba wodorowa przeszła pomyślnie testy.
Igor Wasiljewicz jest jednym z twórców wykorzystania energii jądrowej do celów pokojowych. Na międzynarodowej konferencji w Anglii mówił o tym sowieckim programie. Jego występ był sensacyjny.

NS Chruszczow, N. A. Bułganin i I. V. Kurczatow na krążowniku „Ordzhonikidze”

Najbardziej atomowi faceci ZSRR: Igor Kurchatov (po lewej) i Yuli Khariton

1958. Ogród Igora Kurczatowa. Sacharow przekonuje dyrektora Instytutu Energii Atomowej o konieczności wprowadzenia moratorium na testowanie broni termojądrowej
Powołując się na ideę pokojowego wykorzystania energii jądrowej, Kurczatow i jego zespół rozpoczęli prace nad projektem elektrowni jądrowej już w 1949 roku. Efektem pracy zespołu było opracowanie, budowa i uruchomienie 26 czerwca 1954 roku Obnińskiej Elektrowni Jądrowej. Stała się pierwszą na świecie elektrownią jądrową

Fizyk jądrowy Kurczatow I.V.
W lutym 1960 r. Kurczatow przybył do sanatorium Barvikha, aby odwiedzić swojego przyjaciela, akademika Yu B. Kharitona. Usiedli na ławce i zaczęli rozmawiać, nagle nastąpiła pauza, a kiedy Khariton spojrzał na Kurczatowa, ten już nie żył. Śmierć nastąpiła w wyniku zatoru sercowego ze skrzepliną.

Pomnik Kurczatowa w Czelabińsku na Placu Nauki

Pomnik Igora Kurczatowa na placu nazwanym jego imieniem w Moskwie

Pomnik Kurczatowa w mieście Ozyorsk
Po jego śmierci 7 lutego 1960 r. ciało naukowca poddano kremacji, a prochy złożono w urnie w murze Kremla na Placu Czerwonym w Moskwie.

W sierpniu 1942 roku w dawnym budynku szkoły w miasteczku Los Alamos w stanie Nowy Meksyk, niedaleko Santa Fe, otwarto tajne „Laboratorium Metalurgiczne”. Kierownikiem laboratorium został Robert Oppenheimer.

Rozwiązanie problemu zajęło Amerykanom trzy lata. W lipcu 1945 r. na poligonie zdetonowano pierwszą bombę atomową, a w sierpniu dwie kolejne bomby zrzucono na Hiroszimę i Nagasaki. Narodziny radzieckiej bomby atomowej trwały siedem lat – pierwsza eksplozja miała miejsce na poligonie w 1949 r.

Amerykański zespół fizyków był początkowo silniejszy. Tylko 12 laureatów Nagrody Nobla, obecnych i przyszłych, wzięło udział w tworzeniu bomby atomowej. A jedyny przyszły radziecki laureat Nagrody Nobla, który był w Kazaniu w 1942 roku i który został zaproszony do udziału w pracy, odmówił. Ponadto Amerykanom pomogła grupa brytyjskich naukowców wysłana do Los Alamos w 1943 roku.

Niemniej jednak w czasach sowieckich argumentowano, że ZSRR rozwiązał swój problem atomowy całkowicie niezależnie, a Kurczatowa uważano za „ojca” domowej bomby atomowej. Chociaż krążyły pogłoski o niektórych tajemnicach skradzionych Amerykanom. I dopiero w latach 90., 50 lat później, jedna z głównych wówczas postaci - - mówiła o znaczącej roli wywiadu w przyspieszaniu opóźnionego projektu radzieckiego. A amerykańskie wyniki naukowe i techniczne uzyskali ci, którzy przybyli do grupy angielskiej.

Zatem Roberta Oppenheimera można nazwać „ojcem” bomb tworzonych po obu stronach oceanu – jego pomysły zaowocowały obydwoma projektami. Błędem jest uważać Oppenheimera (podobnie jak Kurczatowa) jedynie za wybitnego organizatora. Jego główne osiągnięcia mają charakter naukowy. I to dzięki nim został dyrektorem naukowym projektu bomby atomowej.

Robert Oppenheimer urodził się 22 kwietnia 1904 roku w Nowym Jorku. W 1925 roku otrzymał dyplom Uniwersytetu Harvarda. Przez rok odbywał staż u Rutherforda w Cavendish Laboratory. W 1926 przeniósł się na Uniwersytet w Getyndze, gdzie w 1927 obronił pracę doktorską pod kierunkiem Maxa Borna. W 1928 powrócił do USA. W latach 1929–1947 Oppenheimer wykładał na dwóch wiodących amerykańskich uniwersytetach – Uniwersytecie Kalifornijskim i Kalifornijskim Instytucie Technologii.

Oppenheimer studiował mechanikę kwantową, teorię względności, fizykę cząstek elementarnych i przeprowadził szereg prac z zakresu astrofizyki teoretycznej. W 1927 roku stworzył teorię oddziaływania swobodnych elektronów z atomami. Razem z Bornem opracował teorię budowy cząsteczek dwuatomowych. W 1930 roku przepowiedział istnienie pozytonu.

W 1931 roku wraz z Ehrenfestem sformułował twierdzenie Ehrenfesta-Oppenheimera, zgodnie z którym jądra składające się z nieparzystej liczby cząstek o spinie ½ powinny podlegać statystyce Fermiego-Diraca, a te składające się z parzystej liczby powinny podlegać statystyce Bosego-Einsteina. Zbadano wewnętrzną konwersję promieni gamma.

W 1937 roku opracował kaskadową teorię pęków kosmicznych, w 1938 po raz pierwszy obliczył model gwiazdy neutronowej, a w 1939 roku w swojej pracy „O nieodwracalnej kompresji grawitacyjnej” przewidział istnienie „czarnych dziur”.

Oppenheimer napisał kilka książek popularnonaukowych: Science and Common Knowledge (1954), The Open Mind (1955) i Some Reflections on Science and Culture (1960).