Период полураспада 15p30* составляет 2,55 мин., энергия - 2 МэВ.

В 1934 г. Э. Ферми пытался с помощью бомбардировки нейтронами урана получить трансурановые элементы, не существующие в природе. В результате наблюдалось образование ряда изотопов известных радиоактивных элементов. Наблюдаемое им впервые деление урана не было правильно понято. Ферми предположил, что ядро урана, захватив нейтрон, становится бета-активным и после испускания бета-частицы превращается в ядро нового трансуранового элемента.

В конце 1934 г. известный физико-химик Ида Ноддак выступила в техническом журнале с тезисом о том, что недопустимо говорить о новых элементах, не установив, что при облучении урана нейтронами не возникает каких-либо известных элементов. «Допустимо, что при бомбардировке тяжелых ядер нейтронами эти ядра распадаются на несколько больших осколков, которые являются изотопами известных элементов, хотя и не соседних с облученными». Но в 1934 г. на эту мысль Иды Ноддак не обратили внимания, хотя она в 1939 г. пыталась присвоить себе честь открытия деления урана, но ученые не согласились с этим, т. к. деление ядер урана было осуществлено медленными нейтронами.

В 1934 году П.А. Черенков и С.И. Вавилов открыли одно из фундаментальных физических явлений – свечение жидкости при движении в ней электронов со скоростью, превышающую фазовую скорость света в ней.

В 1938 -39 г.г. в Германии О. Ганом и Ф. Штрассманом было установлено, что при поглощении нейтрона ядро урана распадается с выделением огромного количества энергии. В дальнейшем ученые пришли к выводу, что при этом образуется 2 - 3 нейтрона, которые при определенных условиях вновь могут поглощаться ядром урана и может произойти цепная реакция со взрывом колоссальной силы.

Период с 1932 по 1939 г. был полон ожиданий новых открытий в ядерной физике.

3.2. Военный период

Июнь 1940 года - открытие К.А. Петржаком (химик) и Г.Н. Флеровым (физик) спонтанного деления ядер урана.

1940 г. - открытие двух трансурановых элементов Np и Pu при облучении ₉₂U²³⁸ быстрыми нейтронами.

β^- распад

β^- распад

_{9 2}U²³⁸ + n = ₉₂U^239* ₉₃Np^239* ₉₄Pu²³⁹

При β^- распаде один из нейтронов ядра распадается на протон, электрон и нейтрино. Электрон и нейтрино покидают ядро. Образуются изобары ₉₃Np^239* и ₉₄Pu²³⁹.

Pu²³⁹ имеет период полураспада 24400 лет и переходит в U²³⁵, испуская α-излучение.

Аналогом ₉₄Pu²³⁹ является ₉₂ U ²³³, не встречающийся в природе.

β^- распад

β^- распад

_{9 0}Th²³² + n = ₉₀Th^233* ₉₁Ra^233* ₉₂U²³³

В марте 1941 года Г. Сиборгом установлено, что плутоний также как и U²³⁵ распадается с выделением примерно 3 нейтронов, т.е. может быть использован в качестве искусственного ядерного горючего.

В сентябре 1939 года в Германии было организовано первое в мире Урановое общество и разработана программа его действия в области использования энергии деления урана. О работах в Германии над созданием атомного оружия стало известно в мае 1940 года. В это время в результате захвата Бельгии в Германию попали 1200 т уранового концентрата, добытого в Конго для получения радия. Это составляло почти половину мирового запаса этого материала. Урановая руда, добывающаяся в Иохимове (Чехия) также оказалась в Германии. В 1940 году немецкие ученые установили, что ядерной взрывчаткой может быть U²³⁵. В декабре 1940 года под руководством В. Гейзенберга был «построен» (реакцию получить не удалось) первый исследовательский реактор. Исследователи были близки к цели. В. Гейзенберг впоследствии писал: «В сентябре 1941 года мы увидели открывшийся перед нами путь. Он вел нас к атомной бомбе».

Война спровоцировала ускорение работ по созданию атомного оружия сначала в Великобритании, затем в США и СССР. В 1941 году по инициативе Нильса Бора физики объявили мораторий на все публикации в научных журналах по ядерной тематике.

Решение о создании ядерного оружия в США принято президентом Ф. Рузвельтом 6 декабря 1941 года после доклада еду Дж. Томсоном. Проект официально утвержден парламентом США 13 августа 1942 года и назван Манхэттенским. Руководителем проекта назначен генерал Л. Гровс. Основные этапы по этому проекту:

- 2 декабря 1942 года под руководством Э Ферми под трибунами стадиона в Чикаго (США) пущен первый в мире атомный реактор (15 час 25 мин по чикагскому времени, реактор работал 28 мин.). При этом критическая масса реактора составляла 46 т урана, размещенного среди 385 т чистого графита. В графитовых кирпичах были специального отверстия, где размещались бруски урана. Для управления цепной реакцией через графитовую кладку реактора проходили несколько каналов с подвижными бронзовыми стержнями, покрытыми кадмием.

- строительство и пуск в долине реки Теннесси специального завода и большого количества опытных установок, где из урановой руды получали обогащенный U²³⁵. Для его обслуживания возник г. Ок-Ридж с населением 79 тыс. чел. Здесь позднее создана национальная лаборатория для обработки электромагнитной и газодиффузионной технологии получения обогащенного U²³⁵ и ядерных исследований, изучения трансурановых элементов, переработки отработавших твэлов и пр.

- строительство в шт. Вашингтон на берегу реки Колумбии в г. Ханфорда крупнейшего комбината для получения плутония.

- создание в штате Нью-Мексико Лос-Аламосского научного центра по разработке конструкции атомной бомбы.

Манхеттенский проект состоял из нескольких подпроектов, руководили которыми крупнейшие ученые-физики:

Э. Лоуренс - руководитель радиационной лаборатории Калифорнийского университета в г. Беркли - электромагнитное разделение изотопов урана;

Г. Юри - газодиффузионное разделение изотопов урана;

А. Комптон, Э. Ферми, Ю. Вигнер - создание ядерных реакторов в Ханфорде и получения плутония для атомной бомбы.

Эйболсон - термодиффузионный метод разделения изотопов урана.

Р. Оппенгеймер возглавил Лос-Аламосскую национальную лабораторию с 1943 г.

Результаты работы по Менхеттенскому проекту:

- 16 июля 1945 г. в 5 ч. 30 мин. на полигоне в Аламогордо в США испытана атомная бомба из плутония мощностью 20 тыс. т. тринитротолуола.

- 6 августа 1945 года в 8 час. 15 мин. 30 сек. над Хиросимой взорвана атомная бомба, изготовленная из обогащенного урана (U²³⁵).

- 9 августа 1945 года в 11 час. 2 мин. над Нагасаки взорвана атомная бомба, изготовленная из плутония (Pu²³⁹).

В СССР в конце 1942 года принято решение Государственного комитета обороны СССР (ГКО) о необходимости возобновления прерванных войной научных работ по использованию энергии, выделяемой при распаде ядер урана.

10 марта 1943 года - И.В. Курчатов назначен руководителем работ по использованию атомной энергии. Создана лаборатория № 2 при АН СССР (с 1949 года ЛИПАН - Лаборатория измерительных приборов АН, в будущем – Институт атомной энергии им. И.В Курчатова, сейчас - Российский научный центр «Курчатовский институт»).

Постановлением ГКО от 20 августа 1945 года за № 9887 был создан Специальный комитет, наделенный особыми и чрезвычайными полномочиями для решения любых проблем Уранового проекта. Специальному комитету было поручено осуществить выбор и обследование строительной площадки на Южном Урале (70 км севернее г. Челябинска) для первого промышленного атомного реактора для наработки оружейного плутония.

30 августа 1945 года создано Первое главное управление (ПГУ) при Совнаркоме СССР для решения задач по разработке ядерного оружия и создания атомной промышленности. Эти органы были наделены полномочиями привлекать к работам любые отрасли промышленности и институты, а также обеспечивали координацию и контроль за всеми проводившимися в стране научно-техническими разработками по атомной проблеме. Постановлением от 20 августа 1945 года было установлено: «Никакие организации, учреждения и лица без особого разрешения ГКО не имеют права вмешиваться в деятельность Первого главного управления, его предприятий и учреждений или требовать справок о его работе или работах, выполняемых по заказам ПГУ». В подчинение ПГУ были переданы: лаборатория № 2, завод № 12 (г. Электросталь) из Наркомата боеприпасов, ГСПИ-11 (г. Ленинград), машиностроительный завод № 48 (г. Москва), комбинат № 6 по добыче урановой руды (Таджикистан) из НКВД. На НИИ-9 возложены все работы по урану, включая металлургию урана, плутония, их сплавов и получение изделий из них.