Принципът на работа на водородна бомба. Най-мощната бомба в света

Нашата статия е посветена на историята на създаването и общите принципи на синтез на такова устройство, понякога наричано водород. Вместо да освобождава експлозивна енергия чрез разделяне на ядрата на тежки елементи като уран, той генерира още повече енергия чрез сливане на ядрата на леки елементи (като изотопите на водорода) в едно тежко (като хелий).

Защо ядреният синтез е за предпочитане?

По време на термоядрена реакция, която се състои в сливане на ядрата на химичните елементи, участващи в нея, се генерира значително повече енергия на единица маса от физическо устройство, отколкото в чиста атомна бомба, която осъществява реакция на ядрено делене.

В атомна бомба делящото се ядрено гориво бързо, под въздействието на енергията на детонация на конвенционалните експлозиви, се комбинира в малък сферичен обем, където се създава така наречената критична маса и започва реакцията на делене. В този случай много неутрони, освободени от делящи се ядра, ще предизвикат делене на други ядра в горивната маса, които също освобождават допълнителни неутрони, което води до верижна реакция. Покрива не повече от 20% от горивото преди бомбата да избухне или може би много по-малко, ако условията не са идеални: както при атомните бомби, хвърлени от Малкото дете над Хирошима и Дебелия човек, които удариха Нагасаки, ефективност (ако може да се използва такъв термин) приложени към тях) се прилагат) са съответно само 1,38% и 13%.

Сливането (или сливането) на ядра обхваща цялата маса на заряда на бомбата и продължава толкова дълго, колкото неутроните могат да намерят термоядрено гориво, което все още не е реагирало. Следователно масата и взривната сила на такава бомба са теоретично неограничени. Такова сливане теоретично може да продължи безкрайно дълго. Наистина, термоядрената бомба е едно от потенциалните устройства за края на света, което може да унищожи целия човешки живот.

Какво е реакция на ядрен синтез?

Горивото за реакцията на термоядрен синтез са водородните изотопи деутерий или тритий. Първият се различава от обикновения водород по това, че ядрото му, освен един протон, съдържа и неутрон, а ядрото на трития вече има два неутрона. В естествената вода има един атом деутерий на всеки 7000 водородни атома, но извън неговото количество. съдържащи се в чаша вода, в резултат на термоядрена реакция може да се получи същото количество топлина, както при изгарянето на 200 литра бензин. На среща с политици през 1946 г. бащата на американската водородна бомба, Едуард Телър, подчертава, че деутерият осигурява повече енергия на грам тегло от урана или плутония, но струва двадесет цента на грам в сравнение с няколкостотин долара на грам ядрено гориво. Тритият изобщо не се среща в природата в свободно състояние, така че е много по-скъп от деутерия, с пазарна цена от десетки хиляди долари за грам, но най-голямо количество енергия се освобождава именно при реакцията на синтез на деутерий и тритиеви ядра, в които се образува ядрото на хелиев атом и освобождава неутрон, отнасящ излишната енергия от 17,59 MeV

D + T → 4 He + n + 17,59 MeV.

Тази реакция е показана схематично на фигурата по-долу.

Много ли е или малко? Както знаете, всичко се научава чрез сравнение. И така, енергията от 1 MeV е приблизително 2,3 милиона пъти повече от тази, отделена при изгарянето на 1 kg масло. Следователно при сливането само на две ядра от деутерий и тритий се освобождава толкова енергия, колкото се отделя при изгарянето на 2,3∙10 6 ∙17,59 = 40,5∙10 6 kg масло. Но ние говорим само за два атома. Можете да си представите колко високи са били залозите през втората половина на 40-те години на миналия век, когато в САЩ и СССР започна работа, която доведе до термоядрена бомба.

Как започна всичко

Още през лятото на 1942 г., в началото на проекта за атомна бомба в Съединените щати (проектът Манхатън) и по-късно в подобна съветска програма, много преди да бъде построена бомба, базирана на деленето на уранови ядра, вниманието на някои участници в тези програми бяха привлечени от устройството, което може да използва много по-мощна реакция на ядрен синтез. В САЩ привърженик на този подход и дори, може да се каже, негов апологет, беше споменатият по-горе Едуард Телър. В СССР тази посока е разработена от Андрей Сахаров, бъдещ академик и дисидент.

За Телър увлечението му по термоядрения синтез през годините на създаването на атомната бомба е по-скоро лоша услуга. Като участник в проекта Манхатън, той упорито призоваваше за пренасочване на средства за реализиране на собствените си идеи, чиято цел беше водородна и термоядрена бомба, което не се хареса на ръководството и предизвика напрежение в отношенията. Тъй като по това време термоядрената посока на изследване не беше подкрепена, след създаването на атомната бомба Телър напусна проекта и започна да преподава, както и да изследва елементарни частици.

Но избухването на Студената война и най-вече създаването и успешното изпитание на съветската атомна бомба през 1949 г. се превръщат в нов шанс за пламенния антикомунист Телер да реализира научните си идеи. Той се връща в лабораторията в Лос Аламос, където е създадена атомната бомба, и заедно със Станислав Улам и Корнелиус Евърет започва изчисления.

Принципът на термоядрената бомба

За да започне реакцията на ядрен синтез, зарядът на бомбата трябва моментално да се нагрее до температура от 50 милиона градуса. Схемата за термоядрена бомба, предложена от Телър, използва за тази цел експлозията на малка атомна бомба, която се намира във водородния корпус. Може да се твърди, че в развитието на нейния проект през 40-те години на миналия век има три поколения:

• Вариантът на Телър, известен като "класически супер";
• по-сложни, но и по-реалистични дизайни на няколко концентрични сфери;
• окончателната версия на дизайна на Teller-Ulam, който е в основата на всички термоядрени оръжейни системи, работещи днес.

Термоядрените бомби на СССР, чието създаване беше пионер от Андрей Сахаров, преминаха през подобни етапи на проектиране. Той, очевидно, напълно независимо и независимо от американците (което не може да се каже за съветската атомна бомба, създадена от съвместните усилия на учени и служители на разузнаването, работещи в САЩ) премина през всички горепосочени етапи на проектиране.

Първите две поколения имаха свойството да имат последователност от взаимосвързани „слоеве“, всеки от които подсилваше някои аспекти на предишното, а в някои случаи беше установена обратна връзка. Нямаше ясно разделение между първичната атомна бомба и вторичната термоядрена. За разлика от това, диаграмата на термоядрената бомба на Телър-Улам рязко разграничава първична експлозия, вторична експлозия и, ако е необходимо, допълнителна.

Устройството на термоядрена бомба според принципа на Телер-Улам

Много от неговите детайли все още остават класифицирани, но е сравнително сигурно, че всички налични термоядрени оръжия в момента са базирани на устройството, създадено от Едуард Телерос и Станислав Улам, в което атомна бомба (т.е. първичният заряд) се използва за генериране на радиация, компреси и загрява термоядреното гориво. Андрей Сахаров в Съветския съюз очевидно независимо излезе с подобна концепция, която той нарече „трета идея“.

Структурата на термоядрена бомба в тази версия е показана схематично на фигурата по-долу.

Имаше цилиндрична форма, с грубо сферична първична атомна бомба в единия край. Вторичният термоядрен заряд в първите, все още непромишлени проби, беше направен от течен деутерий; малко по-късно той стана твърд от химическо съединение, наречено литиев деутерид.

Факт е, че индустрията отдавна използва литиев хидрид LiH за транспортиране на водород без балони. Разработчиците на бомбата (тази идея беше използвана за първи път в СССР) просто предложиха да се вземе нейният изотоп деутерий вместо обикновен водород и да се комбинира с литий, тъй като е много по-лесно да се направи бомба с твърд термоядрен заряд.

Формата на вторичния заряд беше цилиндър, поставен в контейнер с оловна (или уранова) обвивка. Между зарядите има неутронна защита. Пространството между стените на контейнера с термоядрено гориво и тялото на бомбата е запълнено със специална пластмаса, обикновено пенополистирол. Самото тяло на бомбата е изработено от стомана или алуминий.

Тези форми са променени в последните дизайни като този, показан по-долу.

При него първичният заряд е сплескан, като диня или топка за американски футбол, а вторичният заряд е сферичен. Такива форми се вписват много по-ефективно във вътрешния обем на бойните глави на коничните ракети.

Последователност на термоядрена експлозия

Когато първичната атомна бомба детонира, в първите моменти от този процес се генерира мощно рентгеново лъчение (неутронен поток), което е частично блокирано от неутронния щит и се отразява от вътрешната облицовка на корпуса, заобикаляща вторичния заряд , така че рентгеновите лъчи да падат симетрично по цялата му дължина

включено начални етапиПри термоядрена реакция неутроните от атомна експлозия се абсорбират от пластмасов пълнител, за да се предотврати прекалено бързото нагряване на горивото.

Рентгеновите лъчи първоначално предизвикват появата на плътна пластмасова пяна, която запълва пространството между корпуса и вторичния заряд, която бързо се превръща в плазмено състояние, което нагрява и компресира вторичния заряд.

В допълнение, рентгеновите лъчи изпаряват повърхността на контейнера около вторичния заряд. Веществото на контейнера, изпарявайки се симетрично спрямо този заряд, получава определен импулс, насочен от неговата ос, а слоевете на вторичния заряд, съгласно закона за запазване на импулса, получават импулс, насочен към оста на устройството. Принципът тук е същият като при ракета, само ако си представите, че ракетното гориво се разпръсква симетрично от оста си, а тялото се компресира навътре.

В резултат на такова компресиране на термоядреното гориво неговият обем намалява хиляди пъти, а температурата достига нивото, при което започва реакцията на ядрен синтез. Избухва термоядрена бомба. Реакцията е придружена от образуването на тритиеви ядра, които се сливат с деутериеви ядра, първоначално присъстващи във вторичния заряд.

Първите вторични заряди бяха изградени около пръчково ядро ​​от плутоний, неофициално наречено "свещ", което влезе в реакция на ядрено делене, т.е. беше извършена друга, допълнителна атомна експлозия, за да се повиши допълнително температурата, за да се осигури началото на реакцията на ядрен синтез. Сега се смята, че по-ефективни системи за компресия са елиминирали "свещта", позволявайки допълнително миниатюризиране на дизайна на бомбата.

Операция Айви

Така са наречени изпитанията на американски термоядрени оръжия на Маршаловите острови през 1952 г., по време на които е взривена първата термоядрена бомба. Наричаше се Ivy Mike и беше построен по стандартния дизайн на Teller-Ulam. Неговият вторичен термоядрен заряд беше поставен в цилиндричен контейнер, който представляваше термично изолирана колба на Дюар с термоядрено гориво под формата на течен деутерий, по чиято ос минаваше „свещ“ от 239-плутоний. Дюарът от своя страна беше покрит със слой от 238-уран с тегло над 5 метрични тона, който се изпари по време на експлозията, осигурявайки симетрично компресиране на термоядреното гориво. Контейнерът, съдържащ първичните и вторичните заряди, се помещава в стоманен корпус с ширина 80 инча и дължина 244 инча със стени с дебелина от 10 до 12 инча, най-големият пример за ковано желязо дотогава. Вътрешната повърхност на кутията беше облицована с листове олово и полиетилен, за да отрази радиацията след експлозията на първичния заряд и да създаде плазма, която загрява вторичния заряд. Цялото устройство тежеше 82 тона. Изглед на устройството малко преди експлозията е показан на снимката по-долу.

Първият тест на термоядрена бомба се състоя на 31 октомври 1952 г. Мощността на експлозията беше 10,4 мегатона. Attol Eniwetok, където е произведен, е напълно унищожен. Моментът на експлозията е показан на снимката по-долу.

СССР дава симетричен отговор

Термоядреното първенство на САЩ не продължи дълго. На 12 август 1953 г. първата съветска термоядрена бомба RDS-6, разработена под ръководството на Андрей Сахаров и Юлий Харитон, е тествана на полигона в Семипалатинск. От описанието по-горе става ясно, че американците в Enewetok не са се взривили самата бомба, като вид готови боеприпаси, а по-скоро лабораторно устройство, тромаво и много несъвършено. Съветските учени, въпреки малката мощност от само 400 кг, тестваха напълно готови боеприпаси с термоядрено гориво под формата на твърд литиев деутерид, а не течен деутерий, като американците. Между другото, трябва да се отбележи, че в литиевия деутерид се използва само изотопът 6 Li (това се дължи на особеностите на термоядрените реакции), а в природата той се смесва с изотопа 7 Li. Поради това бяха построени специални производствени съоръжения за разделяне на литиевите изотопи и избиране само на 6 Li.

Достигане на лимита на мощността

Това, което последва, беше десетилетие на непрекъсната надпревара във въоръжаването, през което мощността на термоядрените боеприпаси непрекъснато нарастваше. И накрая, на 30 октомври 1961 г. в СССР над полигона Нова Земля във въздуха на височина от около 4 км, най-мощната термоядрена бомба, създавана и тествана някога, известна на Запад като „Цар бомба“ ”, беше взривен.

Този тристепенен боеприпас всъщност е разработен като бомба от 101,5 мегатона, но желанието да се намали радиоактивното замърсяване на района принуди разработчиците да се откажат от третия етап с мощност от 50 мегатона и да намалят проектната мощност на устройството до 51,5 мегатона . В същото време мощността на експлозията на първичния атомен заряд беше 1,5 мегатона, а вторият термоядрен етап трябваше да даде още 50. Действителната мощност на експлозията беше до 58 мегатона. Показан е външният вид на бомбата на снимката по-долу.

Последиците от него бяха впечатляващи. Въпреки много значителната височина на експлозията от 4000 м, невероятно яркото огнено кълбо с долния си край почти достигна Земята, а с горния си край се издигна на височина над 4,5 км. Налягането под точката на взрив беше шест пъти по-високо от пиковото налягане на експлозията в Хирошима. Светкавицата беше толкова ярка, че се виждаше на разстояние от 1000 километра, въпреки облачното време. Един от участниците в теста видя ярка светкавица през тъмни очила и усети въздействието на топлинния импулс дори на разстояние от 270 км. Снимка от момента на експлозията е показана по-долу.

Беше показано, че силата на термоядрения заряд наистина няма ограничения. В крайна сметка беше достатъчно да завърши третия етап и изчислената мощност щеше да бъде постигната. Но е възможно да се увеличи допълнително броят на етапите, тъй като теглото на Цар Бомба е не повече от 27 тона. Външният вид на това устройство е показан на снимката по-долу.

След тези тестове на много политици и военни както в СССР, така и в САЩ стана ясно, че границата на надпреварата в ядрените оръжия е настъпила и тя трябва да бъде спряна.

Съвременна Русия наследи ядрения арсенал на СССР. Днес руските термоядрени бомби продължават да служат като възпиращ фактор за онези, които се стремят към глобална хегемония. Да се ​​надяваме, че те играят само ролята си на възпиращ фактор и никога няма да бъдат взривени.

Слънцето като термоядрен реактор

Добре известно е, че температурата на Слънцето, или по-точно в ядрото му, достигайки 15 000 000 °K, се поддържа благодарение на непрекъснатото протичане на термоядрени реакции. Но всичко, което успяхме да извлечем от предишния текст, говори за експлозивния характер на подобни процеси. Тогава защо Слънцето не експлодира като термоядрена бомба?

Факт е, че при огромен дял на водород в слънчевата маса, който достига 71%, делът на неговия изотоп деутерий, чиито ядра могат да участват само в реакцията на термоядрен синтез, е незначителен. Факт е, че самите ядра на деутерия се образуват в резултат на сливането на две водородни ядра, а не само на сливане, а с разпадането на един от протоните в неутрон, позитрон и неутрино (така нареченото бета разпадане), което е рядко срещано събитие. В този случай получените деутериеви ядра са разпределени доста равномерно в целия обем на слънчевото ядро. Следователно, с огромните си размери и маса, отделни и редки центрове на термоядрени реакции с относително ниска мощност са, така да се каже, размазани в цялото му ядро ​​на Слънцето. Топлината, отделена по време на тези реакции, очевидно не е достатъчна, за да изгори моментално целият деутерий в Слънцето, но е достатъчна, за да го нагрее до температура, която осигурява живот на Земята.

Много от нашите читатели свързват водородната бомба с атомна, само че много по-мощна. Всъщност това е принципно ново оръжие, чието създаване е изисквало непропорционално големи интелектуални усилия и работи на принципно различни физически принципи.

"пуф"

Модерна бомба

Единственото общо нещо между атомната и водородната бомби е, че и двете освобождават колосална енергия, скрита в атомното ядро. Това може да стане по два начина: да се разделят тежки ядра, например уран или плутоний, на по-леки (реакция на делене) или да се принудят най-леките изотопи на водорода да се слеят (реакция на синтез). В резултат на двете реакции масата на получения материал винаги е по-малка от масата на първоначалните атоми. Но масата не може да изчезне безследно - тя се превръща в енергия според известната формула на Айнщайн E=mc2.

Атомна бомба

За да се създаде атомна бомба, необходимо и достатъчно условие е да се получи делящ се материал в достатъчно количество. Работата е доста трудоемка, но нискоинтелектуална, по-близка до минната индустрия, отколкото до високата наука. Основните ресурси за създаването на такива оръжия се изразходват за изграждането на гигантски уранови мини и заводи за обогатяване на уран. Доказателство за простотата на устройството е фактът, че между производството на плутония, необходим за първата бомба и първата съветска ядрена експлозия, е минал по-малко от месец.

Нека си припомним накратко принципа на действие на такава бомба, известен от училищните курсове по физика. Тя се основава на свойството на урана и някои трансуранови елементи, например плутоний, да освобождават повече от един неутрон по време на разпадане. Тези елементи могат да се разпадат спонтанно или под въздействието на други неутрони.

Освободеният неутрон може да напусне радиоактивния материал или да се сблъска с друг атом, причинявайки друга реакция на делене. Когато се превиши определена концентрация на вещество (критична маса), броят на новородените неутрони, причиняващи по-нататъшно делене на атомното ядро, започва да надвишава броя на разпадащите се ядра. Броят на разпадащите се атоми започва да расте лавинообразно, раждайки нови неутрони, т.е. възниква верижна реакция. За уран-235 критичната маса е около 50 кг, за плутоний-239 - 5,6 кг. Тоест топка от плутоний с тегло малко по-малко от 5,6 кг е просто топло парче метал, а масата малко повече издържа само няколко наносекунди.

Действителното действие на бомбата е просто: вземаме две полукълба от уран или плутоний, всяко малко по-малко от критичната маса, поставяме ги на разстояние 45 см, покриваме ги с експлозиви и детонираме. Уранът или плутоният се синтероват в парче суперкритична маса и започва ядрена реакция. Всички. Има и друг начин да започнете ядрена реакция - да компресирате парче плутоний с мощна експлозия: разстоянието между атомите ще намалее и реакцията ще започне при по-ниска критична маса. Всички съвременни атомни детонатори работят на този принцип.

Проблемите на атомната бомба започват от момента, в който искаме да увеличим силата на експлозията. Простото увеличаване на делящия се материал не е достатъчно - веднага щом масата му достигне критична маса, той детонира. Бяха измислени различни гениални схеми, например да се направи бомба не от две части, а от много, което накара бомбата да започне да прилича на изкормен портокал и след това да се сглоби в едно цяло с един взрив, но все пак с мощност от над 100 килотона, проблемите станаха непреодолими.

H-бомба

Но горивото за термоядрен синтез няма критична маса. Тук Слънцето, пълно с термоядрено гориво, виси отгоре, вътре в него от милиарди години протича термоядрена реакция и нищо не експлодира. Освен това, по време на реакцията на синтез на, например, деутерий и тритий (тежък и свръхтежък изотоп на водорода), енергията се освобождава 4,2 пъти повече, отколкото при изгарянето на същата маса уран-235.

Създаването на атомната бомба е по-скоро експериментален, отколкото теоретичен процес. Създаването на водородна бомба изисква появата на напълно нови физически дисциплини: физиката на високотемпературната плазма и свръхвисокото налягане. Преди да се започне конструирането на бомба, беше необходимо да се разбере задълбочено природата на явленията, които се случват само в ядрото на звездите. Тук никакви експерименти не могат да помогнат - инструментите на изследователите са само теоретична физика и висша математика. Не е случайно, че гигантска роля в разработването на термоядрени оръжия принадлежи на математиците: Улам, Тихонов, Самарски и др.

Класически супер

Към края на 1945 г. Едуард Телър предлага първия дизайн на водородна бомба, наречен "класически супер". За да се създаде чудовищното налягане и температура, необходими за започване на реакцията на синтез, трябваше да се използва конвенционална атомна бомба. Самият „класически супер“ беше дълъг цилиндър, пълен с деутерий. Осигурена е и междинна камера за „запалване“ с деутерий-тритиева смес - реакцията на синтез на деутерий и тритий започва при по-ниско налягане. По аналогия с огъня, деутерият трябваше да играе ролята на дърва за огрев, смес от деутерий и тритий - чаша бензин, а атомна бомба - кибрит. Тази схема беше наречена „лула“ - вид пура с атомна запалка в единия край. Съветските физици започнаха да разработват водородната бомба по същата схема.

Въпреки това, математикът Станислав Улам, използвайки обикновена логаритмична линейка, доказа на Телър, че появата на реакция на синтез на чист деутерий в „супер“ едва ли е възможна и сместа ще изисква такова количество тритий, че за да го произведе, ще е необходимо на практика да се замрази производството на оръжеен плутоний в Съединените щати.

Бутер със захар

В средата на 1946 г. Телър предложи друг дизайн на водородна бомба - „будилника“. Състои се от редуващи се сферични слоеве от уран, деутерий и тритий. По време на ядрената експлозия на централния заряд на плутония се създават необходимото налягане и температура за започване на термоядрена реакция в други слоеве на бомбата. „Будилникът“ обаче изискваше атомен инициатор с висока мощност и Съединените щати (както и СССР) имаха проблеми с производството на оръжеен уран и плутоний.

През есента на 1948 г. Андрей Сахаров стигна до подобна схема. В Съветския съюз дизайнът се наричаше „слойка“. За СССР, който нямаше време да произведе оръжейни уран-235 и плутоний-239 в достатъчни количества, бутер пастата на Сахаров беше панацея. И ето защо.

В конвенционалната атомна бомба естественият уран-238 е не само безполезен (неутронната енергия по време на разпадане не е достатъчна, за да инициира делене), но и вреден, защото жадно абсорбира вторични неутрони, забавяйки верижната реакция. Следователно 90% от оръжейния уран се състои от изотопа уран-235. Въпреки това, неутроните, получени в резултат на термоядрен синтез, са 10 пъти по-енергични от неутроните на делене и естественият уран-238, облъчен с такива неутрони, започва да се дели отлично. Новата бомба направи възможно използването на уран-238, който преди беше смятан за отпадъчен продукт, като експлозив.

Акцентът на „бутер тестото“ на Сахаров също беше използването на бяло светло кристално вещество, литиев деутерид 6LiD, вместо тритий с остър дефицит.

Както бе споменато по-горе, смес от деутерий и тритий се запалва много по-лесно от чистия деутерий. Тук обаче предимствата на трития свършват и остават само недостатъците: в нормално състояние тритият е газ, което създава трудности при съхранението; тритият е радиоактивен и се разпада на стабилен хелий-3, който активно изразходва така необходимите бързи неутрони, ограничавайки срока на годност на бомбата до няколко месеца.

Нерадиоактивният литиев деутрид, когато се облъчва с неутрони на бавно делене - последствията от експлозия на атомен предпазител - се превръща в тритий. По този начин радиацията от първичната атомна експлозия незабавно произвежда достатъчно количество тритий за по-нататъшна термоядрена реакция, а деутерият първоначално присъства в литиевия деутрид.

Именно такава бомба, RDS-6s, беше успешно тествана на 12 август 1953 г. в кулата на полигона Семипалатинск. Мощността на експлозията е 400 килотона и все още се спори дали е истинска термоядрен взрив или свръхмощен атомен. В крайна сметка реакцията на термоядрен синтез в бутер пастата на Сахаров представлява не повече от 20% от общата мощност на заряда. Основен принос за експлозията имаше реакцията на разпадане на уран-238, облъчен с бързи неутрони, благодарение на което РДС-6 поставиха началото на ерата на така наречените „мръсни“ бомби.

Факт е, че основното радиоактивно замърсяване идва от продуктите на разпадане (по-специално стронций-90 и цезий-137). По същество „бутер тестото“ на Сахаров беше гигантска атомна бомба, само леко подобрена от термоядрена реакция. Неслучайно само една експлозия на „бутер тесто“ произведе 82% от стронций-90 и 75% от цезий-137, които навлязоха в атмосферата през цялата история на полигона в Семипалатинск.

американски бомби

Американците обаче бяха първите, които взривиха водородната бомба. На 1 ноември 1952 г. термоядреното устройство Майк с мощност 10 мегатона е успешно изпробвано на атола Елугелаб в Тихия океан. Би било трудно да се нарече бомба 74-тонно американско устройство. „Майк“ беше обемисто устройство с размерите на двуетажна къща, пълно с течен деутерий при температура, близка до абсолютната нула („бутер тестото“ на Сахаров беше напълно транспортируем продукт). Връхната точка на „Майк“ обаче не беше неговият размер, а гениалният принцип на компресиране на термоядрени експлозиви.

Нека припомним, че основната идея на водородната бомба е да създаде условия за синтез (свръхвисоко налягане и температура) чрез ядрен взрив. В схемата „пуф“ ядреният заряд се намира в центъра и следователно не толкова компресира деутерия, колкото го разпръсква навън - увеличаването на количеството термоядрен експлозив не води до увеличаване на мощността - просто не имат време да детонират. Точно това ограничава максималната мощност на тази схема - най-мощният "пуф" в света, Orange Herald, взривен от британците на 31 май 1957 г., дава само 720 килотона.

Би било идеално, ако можем да накараме атомния предпазител да избухне вътре, компресирайки термоядрения експлозив. Но как да стане това? Едуард Телър предложи гениална идея: термоядреното гориво да се компресира не с механична енергия и неутронен поток, а с излъчването на първичния атомен предпазител.

В новия дизайн на Телър, началната атомна единица е отделена от термоядрената единица. Когато атомният заряд се задейства, рентгеновото лъчение предшества ударната вълна и се разпространява по стените на цилиндричното тяло, изпарявайки се и превръщайки полиетиленовата вътрешна обвивка на тялото на бомбата в плазма. Плазмата от своя страна отново излъчва по-меки рентгенови лъчи, които се абсорбират от външните слоеве на вътрешния цилиндър от уран-238 - „тласкача“. Слоевете започнаха да се изпаряват експлозивно (това явление се нарича аблация). Горещата уранова плазма може да се сравни със струите на свръхмощен ракетен двигател, чиято тяга се насочва в цилиндъра с деутерий. Урановият цилиндър се срути, налягането и температурата на деутерия достигнаха критично ниво. Същото налягане компресира централната плутониева тръба до критична маса и тя детонира. Експлозията на плутониевия фитил притисна деутерия отвътре, като допълнително компресира и нагрява термоядрения експлозив, който детонира. Интензивен поток от неутрони разделя ядрата на уран-238 в „тласкача“, причинявайки реакция на вторичен разпад. Всичко това успя да се случи преди момента, в който взривната вълна от първичния ядрен взрив достигна термоядрения блок. Изчисляването на всички тези събития, случващи се за милиардни от секундата, изисква умствената сила на най-силните математици на планетата. Създателите на „Майк“ изпитаха не ужас от 10-мегатонната експлозия, а неописуема наслада - успяха не само да разберат процесите, които в реалния свят се случват само в ядрата на звездите, но и експериментално да проверят своите теории, като зададоха издигнат своята малка звезда на Земята.

браво

След като надминаха руснаците по красота на дизайна, американците не успяха да направят устройството си компактно: те използваха течен преохладен деутерий вместо прахообразния литиев деутерид на Сахаров. В Лос Аламос реагираха на „бутер тестото“ на Сахаров с известна завист: „вместо огромна крава с кофа сурово мляко, руснаците използват торба мляко на прах“. И двете страни обаче не успяха да скрият тайни една от друга. На 1 март 1954 г. близо до атола Бикини американците тестваха 15-мегатонна бомба „Браво“ с литиев деутерид, а на 22 ноември 1955 г. първата съветска двустепенна термоядрена бомба РДС-37 с мощност 1,7 мегатона избухна над полигона в Семипалатинск, разрушавайки почти половината от полигона. Оттогава дизайнът на термоядрената бомба претърпя незначителни промени (например, появи се уранов щит между иницииращата бомба и основния заряд) и стана каноничен. И в света вече не са останали мащабни мистерии на природата, които биха могли да бъдат разрешени с такъв грандиозен експеримент. Може би раждането на свръхнова.

На 12 август 1953 г. на полигона в Семипалатинск е изпробвана първата съветска водородна бомба.

И на 16 януари 1963 г., в разгара на Студената война, Никита Хрушчовобяви на света, че Съветският съюз разполага с нови оръжия за масово унищожение в своя арсенал. Година и половина по-рано в СССР е извършена най-мощната експлозия на водородна бомба в света - на Нова Земля е взривен заряд с мощност над 50 мегатона. В много отношения именно това изявление на съветския лидер накара света да осъзнае заплахата от по-нататъшна ескалация на надпреварата в ядрените оръжия: още на 5 август 1963 г. в Москва беше подписано споразумение, забраняващо опитите на ядрени оръжия в атмосферата, извън пространство и под вода.

История на създаването

Теоретичната възможност за получаване на енергия чрез термоядрен синтез беше известна още преди Втората световна война, но именно войната и последвалата надпревара във въоръжаването повдигнаха въпроса за създаването на техническо устройство за практическото създаване на тази реакция. Известно е, че в Германия през 1944 г. е извършена работа за иницииране на термоядрен синтез чрез компресиране на ядрено гориво с помощта на заряди от конвенционални експлозиви - но те не са били успешни, тъй като не е било възможно да се получат необходимите температури и налягания. САЩ и СССР разработват термоядрени оръжия от 40-те години, като почти едновременно тестваха първите термоядрени устройства в началото на 50-те години. През 1952 г. на атола Ениветак САЩ взривяват заряд с мощност 10,4 мегатона (което е 450 пъти по-мощен от бомбата, хвърлена над Нагасаки), а през 1953 г. СССР тества устройство с мощност 400 килотона .

Дизайнът на първите термоядрени устройства не беше подходящ за действителна бойна употреба. Например, устройството, тествано от Съединените щати през 1952 г., беше наземна конструкция с височината на двуетажна сграда и тежаща над 80 тона. Течното термоядрено гориво се съхранява в него с помощта на огромен хладилен агрегат. Следователно в бъдеще серийното производство на термоядрени оръжия се извършва с твърдо гориво - литий-6 деутерид. През 1954 г. Съединените щати изпробват устройство на негова основа на атола Бикини, а през 1955 г. на полигона в Семипалатинск е изпробвана нова съветска термоядрена бомба. През 1957 г. във Великобритания са извършени изпитания на водородна бомба. През октомври 1961 г. в СССР на Нова Земля е взривена термоядрена бомба с мощност 58 мегатона - най-мощната бомба, изпробвана някога от човечеството, която влезе в историята под името „Цар Бомба“.

По-нататъшното развитие беше насочено към намаляване на размера на дизайна на водородни бомби, за да се осигури доставката им до целта чрез балистични ракети. Още през 60-те години масата на устройствата е намалена до няколкостотин килограма, а до 70-те години балистичните ракети могат да носят над 10 бойни глави едновременно - това са ракети с множество бойни глави, всяка част може да удари собствена цел. Днес САЩ, Русия и Великобритания разполагат с термоядрени арсенали, изпитания на термоядрени заряди са извършени и в Китай (през 1967 г.) и във Франция (през 1968 г.).

Принципът на действие на водородна бомба

Действието на водородната бомба се основава на използването на енергията, освободена по време на реакцията на термоядрен синтез на леки ядра. Именно тази реакция протича в дълбините на звездите, където под въздействието на свръхвисоки температури и огромно налягане водородните ядра се сблъскват и се сливат в по-тежки хелиеви ядра. По време на реакцията част от масата на водородните ядра се превръща в голямо количество енергия - благодарение на това звездите постоянно отделят огромни количества енергия. Учените копират тази реакция, използвайки водородни изотопи деутерий и тритий, давайки й името „водородна бомба“. Първоначално течни изотопи на водорода са били използвани за производство на заряди, а по-късно е използван литиев-6 деутерид, твърдо съединение на деутерий и изотоп на литий.

Деутеридът литий-6 е основният компонент на водородната бомба, термоядреното гориво. Той вече съхранява деутерий, а литиевият изотоп служи като суровина за образуването на тритий. За да започне реакция на термоядрен синтез, е необходимо да се създадат високи температури и налягания, както и да се отдели тритий от литий-6. Тези условия са предвидени, както следва.

Обвивката на контейнера за термоядрено гориво е направена от уран-238 и пластмаса, а до контейнера е поставен конвенционален ядрен заряд с мощност няколко килотона - той се нарича тригерен или инициаторен заряд на водородна бомба. По време на експлозията на заряда на плутониевия инициатор под въздействието на мощно рентгеново лъчение обвивката на контейнера се превръща в плазма, компресираща се хиляди пъти, което създава необходимото високо налягане и огромна температура. В същото време неутроните, излъчвани от плутоний, взаимодействат с литий-6, образувайки тритий. Ядрата на деутерий и тритий взаимодействат под въздействието на свръхвисока температура и налягане, което води до термоядрен взрив.

Ако направите няколко слоя уран-238 и литиев-6 деутерид, тогава всеки от тях ще добави своя собствена мощност към експлозията на бомба - тоест такова „издухване“ ви позволява да увеличите мощността на експлозията почти неограничено . Благодарение на това водородната бомба може да бъде направена с почти всяка мощност и ще бъде много по-евтина от конвенционалната ядрена бомба със същата мощност.

Водородната или термоядрената бомба стана крайъгълен камък на надпреварата във въоръжаването между САЩ и СССР. Двете суперсили спориха няколко години за това кой ще стане първият собственик на нов тип разрушително оръжие.

Проект за термоядрено оръжие

В началото на Студената война тестването на водородна бомба беше най-важният аргумент за ръководството на СССР в борбата срещу Съединените щати. Москва искаше да постигне ядрен паритет с Вашингтон и инвестира огромни суми пари в надпреварата във въоръжаването. Работата по създаването на водородна бомба обаче започна не благодарение на щедрото финансиране, а поради доклади от тайни агенти в Америка. През 1945 г. Кремъл научава, че САЩ се готвят да създадат ново оръжие. Това беше супербомба, чийто проект беше наречен Супер.

Източник на ценна информация е Клаус Фукс, служител на Националната лаборатория в Лос Аламос в САЩ. Той предостави на Съветския съюз конкретна информация относно секретната американска разработка на супербомба. До 1950 г. проектът Super е изхвърлен в кошчето, тъй като на западните учени става ясно, че такава нова оръжейна схема не може да бъде приложена. Директорът на тази програма беше Едуард Телър.

През 1946 г. Клаус Фукс и Джон развиват идеите на проекта Супер и патентоват своя собствена система. Принципът на радиоактивната имплозия беше фундаментално нов в него. В СССР тази схема започва да се разглежда малко по-късно - през 1948 г. Като цяло можем да кажем, че в началния етап той се основаваше изцяло на американска информация, получена от разузнаването. Но продължавайки изследванията въз основа на тези материали, съветските учени значително изпревариха своите западни колеги, което позволи на СССР да получи първо първата, а след това и най-мощната термоядрена бомба.

На 17 декември 1945 г. на заседание на специална комисия, създадена към Съвета на народните комисари на СССР, ядрените физици Яков Зелдович, Исак Померанчук и Юлиус Хартион правят доклад „Използване на ядрената енергия на леките елементи“. Тази статия изследва възможността за използване на деутериева бомба. Тази реч бележи началото на съветската ядрена програма.

През 1946 г. в Института по химическа физика се провеждат теоретични изследвания. Първите резултати от тази работа бяха обсъдени на едно от заседанията на Научно-техническия съвет в Първо главно управление. Две години по-късно Лаврентий Берия инструктира Курчатов и Харитон да анализират материали за системата на фон Нойман, които са доставени в Съветския съюз благодарение на тайни агенти на Запада. Данните от тези документи дадоха допълнителен тласък на изследванията, чрез които се роди проектът RDS-6.

"Evie Mike" и "Castle Bravo"

На 1 ноември 1952 г. американците тестваха първото в света термоядрено устройство. Това все още не беше бомба, но вече беше нейният най-важен компонент. Експлозията е избухнала на атола Енивотек в Тихия океан. и Станислав Улам (всеки от тях всъщност създател на водородната бомба) наскоро бяха разработили двустепенна конструкция, която американците тестваха. Устройството не може да се използва като оръжие, тъй като е произведено с помощта на деутерий. В допълнение, той се отличаваше с огромното си тегло и размери. Такъв снаряд просто не можеше да бъде пуснат от самолет.

Първата водородна бомба е тествана от съветски учени. След като САЩ научиха за успешното използване на RDS-6s, стана ясно, че е необходимо възможно най-бързо да се преодолее пропастта с руснаците в надпреварата във въоръжаването. Американският тест се проведе на 1 март 1954 г. За тестова площадка е избран атолът Бикини на Маршаловите острови. Тихоокеанските архипелази не са избрани случайно. Тук почти нямаше население (и малкото хора, които живееха на близките острови, бяха изселени в навечерието на експеримента).

Най-разрушителната експлозия на водородна бомба на американците стана известна като Castle Bravo. Мощността на заряда се оказа 2,5 пъти по-висока от очакваната. Експлозията доведе до радиационно замърсяване на голяма територия (много острови и Тихия океан), което доведе до скандал и ревизия на ядрената програма.

Разработка на RDS-6s

Проектът на първата съветска термоядрена бомба се нарича РДС-6с. Планът е написан от изключителния физик Андрей Сахаров. През 1950 г. Съветът на министрите на СССР решава да концентрира работата върху създаването на нови оръжия в KB-11. Според това решение група учени, ръководени от Игор Тамм, отиде в затворения Арзамас-16.

Полигонът Семипалатинск беше подготвен специално за този грандиозен проект. Преди да започне изпитанието на водородната бомба, там бяха инсталирани множество измервателни, заснемащи и записващи инструменти. Освен това, от името на учените, там се появиха почти две хиляди индикатори. Районът, засегнат от теста на водородната бомба, включваше 190 структури.

Семипалатинският експеримент беше уникален не само заради новия тип оръжие. Използвани са уникални водоприемници, предназначени за химически и радиоактивни проби. Само мощна ударна вълна можеше да ги отвори. В специално подготвени укрепени конструкции на повърхността и в подземни бункери са монтирани записващи и филмови инструменти.

Будилник

Още през 1946 г. Едуард Телър, който работи в САЩ, разработи прототип на RDS-6s. Нарича се Будилник. Проектът за това устройство първоначално беше предложен като алтернатива на Super. През април 1947 г. в лабораторията в Лос Аламос започва серия от експерименти, предназначени да изследват природата на термоядрените принципи.

Учените очакваха най-голямо освобождаване на енергия от будилника. През есента Телър реши да използва литиев деутерид като гориво за устройството. Изследователите все още не са използвали това вещество, но очакват, че то ще подобри ефективността. Интересното е, че Телър вече отбеляза в своите бележки зависимостта на ядрената програма от по-нататъшното развитие на компютрите. Тази техника е била необходима на учените, за да направят по-точни и сложни изчисления.

Будилникът и RDS-6s имаха много общи неща, но също така се различаваха по много начини. Американската версия не беше толкова практична, колкото съветската поради размера си. Той наследи големия си размер от проекта Super. В крайна сметка американците трябваше да се откажат от това развитие. Последните проучвания са проведени през 1954 г., след което става ясно, че проектът е нерентабилен.

Експлозия на първата термоядрена бомба

Първият тест на водородна бомба в историята на човечеството е извършен на 12 август 1953 г. На сутринта на хоризонта се появи ярка светкавица, която заслепяваше дори през защитни очила. Експлозията RDS-6s се оказа 20 пъти по-мощна от атомна бомба. Експериментът се счита за успешен. Учените успяха да постигнат важен технологичен пробив. За първи път като гориво е използван литиев хидрид. В радиус от 4 километра от епицентъра на експлозията вълната разруши всички сгради.

Последвалите тестове на водородната бомба в СССР се основават на опита, натрупан с използването на RDS-6s. Това разрушително оръжие беше не само най-мощното. Важно предимство на бомбата беше нейната компактност. Снарядът е поставен в бомбардировач Ту-16. Успехът позволи на съветските учени да изпреварят американците. В САЩ по това време имаше термоядрен апарат с размерите на къща. Не беше транспортируем.

Когато Москва обяви, че водородната бомба на СССР е готова, Вашингтон оспори тази информация. Основният аргумент на американците беше фактът, че термоядрената бомба трябва да бъде направена по схемата Телер-Улам. Тя се основава на принципа на радиационната имплозия. Този проект ще бъде реализиран в СССР две години по-късно, през 1955 г.

Физикът Андрей Сахаров има най-голям принос за създаването на RDS-6s. Водородната бомба беше негово дете - именно той предложи революционните технически решения, които направиха възможно успешното завършване на тестовете на полигона в Семипалатинск. Младият Сахаров веднага става академик на Академията на науките на СССР, Герой на социалистическия труд и лауреат на Сталинската награда. Награди и медали получават и други учени: Юлий Харитон, Кирил Щелкин, Яков Зелдович, Николай Духов и др. През 1953 г. тестът на водородна бомба показва, че съветската наука може да преодолее това, което доскоро изглеждаше като измислица и фантазия. Ето защо, веднага след успешната експлозия на RDS-6s, започна разработването на още по-мощни снаряди.

РДС-37

На 20 ноември 1955 г. в СССР се провеждат поредните изпитания на водородна бомба. Този път той беше двуетапен и съответстваше на схемата на Телер-Улам. Бомбата РДС-37 щяла да бъде хвърлена от самолет. При излитането му обаче стана ясно, че тестовете ще трябва да се проведат в извънредна ситуация. Противно на прогнозите на синоптиците времето се влоши осезаемо и гъсти облаци покриха полигона.

За първи път експерти бяха принудени да приземят самолет с термоядрена бомба на борда. Известно време в Централния команден пункт се обсъждаше какво да се прави по-нататък. Обмисля се предложение да се пусне бомба в близките планини, но този вариант е отхвърлен като твърде рискован. Междувременно самолетът продължи да кръжи в близост до полигона, като му свърши горивото.

Зелдович и Сахаров имат последната дума. Водородна бомба, избухнала извън полигона, би довела до катастрофа. Учените разбират пълния размер на риска и собствената си отговорност, но все пак са дали писмено потвърждение, че самолетът ще бъде безопасен за кацане. Накрая командирът на екипажа на Ту-16 Фьодор Головашко получава команда за кацане. Кацането беше много гладко. Пилотите показаха всичките си умения и не изпаднаха в паника в критична ситуация. Маневрата беше перфектна. Централният команден пункт въздъхна с облекчение.

Създателят на водородната бомба Сахаров и екипът му оцеляха при тестовете. Вторият опит беше насрочен за 22 ноември. Този ден всичко мина без извънредни ситуации. Бомбата е хвърлена от 12 километра височина. Докато снарядът пада, самолетът успява да се отдалечи на безопасно разстояние от епицентъра на експлозията. Няколко минути по-късно ядрената гъба достигна височина от 14 километра, а диаметърът й беше 30 километра.

Експлозията не мина без трагични инциденти. Ударната вълна е разбила стъкло на разстояние от 200 километра, причинявайки няколко наранявания. Момиче, живеещо в съседно село, също загина, когато таванът се срути върху нея. Друга жертва е войник, който е бил в специална зона за задържане. Войникът заспал в землянката и починал от задушаване, преди другарите му да успеят да го извадят.

Разработка на Цар Бомба

През 1954 г. най-добрите ядрени физици на страната под ръководството започнаха да разработват най-мощната термоядрена бомба в историята на човечеството. В този проект участват още Андрей Сахаров, Виктор Адамски, Юрий Бабаев, Юрий Смирнов, Юрий Трутнев и др. Поради своята мощност и размери бомбата става известна като „Цар Бомба“. По-късно участниците в проекта припомниха, че тази фраза се появи след известното изявление на Хрушчов за „майката на Кузка“ в ООН. Официално проектът се нарича AN602.

В продължение на седем години разработка бомбата премина през няколко прераждания. Първоначално учените планираха да използват компоненти от уран и реакцията на Джекил-Хайд, но по-късно тази идея трябваше да бъде изоставена поради опасност от радиоактивно замърсяване.

Тест на Нова Земля

За известно време проектът „Цар Бомба“ беше замразен, тъй като Хрушчов отиваше в Съединените щати и имаше кратка пауза в Студената война. През 1961 г. конфликтът между страните отново избухва и Москва отново си спомня за термоядрените оръжия. Хрушчов обяви предстоящите тестове през октомври 1961 г. по време на XXII конгрес на КПСС.

На 30-ти Ту-95Б с бомба на борда излита от Оленя и се насочва към Нова Земля. Самолетът отне два часа, за да достигне дестинацията си. Друга съветска водородна бомба беше хвърлена на височина 10,5 хиляди метра над ядрения полигон Сухой Нос. Снарядът е избухнал още във въздуха. Появи се огнено кълбо, което достигна диаметър три километра и почти докосна земята. Според изчисленията на учените сеизмичната вълна от експлозията е пресякла планетата три пъти. Ударът се усещаше на хиляда километра и всичко живо на разстояние от стотина километра можеше да получи изгаряния трета степен (това не се случи, тъй като районът беше необитаем).

По това време най-мощната американска термоядрена бомба беше четири пъти по-малко мощна от Цар Бомба. Съветското ръководство е доволно от резултата от експеримента. Москва получи каквото искаше от следващата водородна бомба. Тестът показа, че СССР разполага с много по-мощни оръжия от САЩ. Впоследствие разрушителният рекорд на „Цар Бомба“ никога не е бил счупен. Най-мощната експлозия на водородна бомба беше основен крайъгълен камък в историята на науката и Студената война.

Термоядрени оръжия на други страни

Британското разработване на водородна бомба започва през 1954 г. Ръководител на проекта беше Уилям Пени, който преди това беше участник в проекта Манхатън в САЩ. Британците имаха малко информация за структурата на термоядрените оръжия. Американските съюзници не са споделили тази информация. Във Вашингтон се позоваха на закона за атомната енергия, приет през 1946 г. Единственото изключение за британците беше разрешението да наблюдават тестовете. Те също така използваха самолети, за да съберат проби, оставени след експлозии на американски снаряди.

Първоначално Лондон реши да се ограничи до създаването на много мощна атомна бомба. Така започнаха изпитанията на Orange Messenger. По време на тях е хвърлена най-мощната нетермоядрена бомба в човешката история. Недостатъкът му беше прекомерната цена. На 8 ноември 1957 г. е изпробвана водородна бомба. Историята на създаването на британското двустепенно устройство е пример за успешен напредък в условията на изоставане от две суперсили, които спорят помежду си.

Водородната бомба се появява в Китай през 1967 г., във Франция през 1968 г. Така днес има пет държави в клуба на страните, притежаващи термоядрени оръжия. Информацията за водородната бомба в Северна Корея остава спорна. Ръководителят на КНДР заяви, че неговите учени са успели да разработят такъв снаряд. По време на тестовете сеизмолози от различни страни регистрираха сеизмична активност, причинена от ядрен взрив. Но все още няма конкретна информация за водородната бомба в КНДР.

Геополитическите амбиции на големите сили винаги водят до надпревара във въоръжаването. Развитието на нови военни технологии даде на една или друга страна предимство пред другите. Така човечеството със скокове и граници се приближи до появата на ужасни оръжия - ядрена бомба. От коя дата започва докладът за атомната ера, колко страни на нашата планета имат ядрен потенциал и каква е основната разлика между водородна бомба и атомна бомба? Можете да намерите отговор на тези и други въпроси, като прочетете тази статия.

Каква е разликата между водородна и ядрена бомба?

Всяко ядрено оръжие на базата на вътрешноядрена реакция, чиято сила е в състояние почти мигновено да унищожи голям брой жилищни единици, както и оборудване и всякакви сгради и конструкции. Нека разгледаме класификацията на ядрените бойни глави в експлоатация с някои страни:

• Ядрена (атомна) бомба.По време на ядрената реакция и деленето на плутония и урана се освобождава енергия в колосален мащаб. Обикновено една бойна глава съдържа два плутониеви заряда с еднаква маса, които експлодират далеч един от друг.
• Водородна (термоядрена) бомба.Енергията се освобождава въз основа на сливането на водородни ядра (оттук и името). Интензитетът на ударната вълна и количеството освободена енергия превишава атомната енергия няколко пъти.

Кое е по-мощно: ядрена или водородна бомба?

Докато учените озадачаваха как да използват атомната енергия, получена в процеса на термоядрен синтез на водород за мирни цели, военните вече бяха провели повече от дузина тестове. Оказа се, че заредете няколко мегатона водородна бомба са хиляди пъти по-мощни от атомна бомба. Дори е трудно да си представим какво щеше да се случи с Хирошима (и наистина със самата Япония), ако в 20-килотонната бомба, хвърлена срещу нея, имаше водород.

Помислете за мощната разрушителна сила, която е резултат от експлозия на 50 мегатона водородна бомба:

• Огнена топка: диаметър 4,5 -5 километра в диаметър.
• звукова вълна: Експлозията се чува от 800 километра.
• енергия: от освободената енергия човек може да получи изгаряния по кожата, намирайки се на разстояние до 100 километра от епицентъра на експлозията.
• ядрена гъба: височината е повече от 70 км, радиусът на капачката е около 50 км.

Атомни бомби с такава мощност никога досега не са били взривявани. Има индикатори за бомбата, хвърлена над Хирошима през 1945 г., но нейният размер е значително по-нисък от описания по-горе водороден разряд:

• Огнена топка: диаметър около 300 метра.
• ядрена гъба: височина 12 км, радиус на шапката - около 5 км.
• енергия: температурата в центъра на експлозията достигна 3000C°.

Сега в арсенала на ядрените сили са а именно водородни бомби. В допълнение към факта, че те са по-напред в своите характеристики на своите " малки братя“, те са много по-евтини за производство.

Принципът на действие на водородна бомба

Нека го разгледаме стъпка по стъпка, етапи на детониране на водородни бомби:

1. Детонация на заряда. Зарядът е в специална обвивка. След детонацията неутроните се освобождават и се създава високата температура, необходима за започване на ядрен синтез в основния заряд.
2. Деление на литий. Под въздействието на неутрони литият се разделя на хелий и тритий.
3. синтез. Тритият и хелият предизвикват термоядрена реакция, в резултат на което водородът влиза в процеса и температурата вътре в заряда моментално се повишава. Получава се термоядрен взрив.

Принципът на действие на атомна бомба

1. Детонация на заряда. Снарядът на бомбата съдържа няколко изотопа (уран, плутоний и др.), които се разпадат под действието на детонационното поле и улавят неутрони.
2. Лавинен процес. Унищожаването на един атом инициира разпадането на още няколко атома. Има верижен процес, който води до разрушаване на голям брой ядра.
3. Ядрена реакция. За много кратко време всички части на бомбата образуват едно цяло, а масата на заряда започва да надвишава критичната маса. Освобождава се огромно количество енергия, след което настъпва експлозия.

Опасността от ядрена война

Дори в средата на миналия век опасността от ядрена война беше малко вероятна. Две страни имаха атомни оръжия в арсенала си - СССР и САЩ. Лидерите на двете суперсили са били наясно с опасността от използването на оръжия за масово унищожение и надпреварата във въоръжаването най-вероятно е била водена като „конкурентна“ конфронтация.

Разбира се, имаше напрегнати моменти във връзка с властта, но здравият разум винаги надделяваше над амбициите.

Ситуацията се промени в края на 20 век. „Ядрената щафета“ беше поета не само от развитите страни на Западна Европа, но и от представители на Азия.

Но, както вероятно знаете, " ядрен клуб„се състои от 10 държави. Неофициално се смята, че Израел, а вероятно и Иран, имат ядрени бойни глави. Въпреки че последните, след налагането на икономически санкции срещу тях, се отказаха от развитието на ядрената програма.

След появата на първата атомна бомба учените в СССР и САЩ започнаха да мислят за оръжия, които да не причиняват толкова големи разрушения и замърсяване на вражески територии, но да имат целенасочен ефект върху човешкото тяло. Идеята възникна около създаване на неутронна бомба.

Принципът на действие е взаимодействие на неутронния поток с жива плът и военно оборудване. Повече произведени радиоактивни изотопи мигновено унищожават човек, а танкове, транспортьори и други оръжия за кратко време се превръщат в източници на силна радиация.

Неутронна бомба експлодира на разстояние 200 метра от нивото на земята и е особено ефективна по време на атака на вражески танк. Бронята на военното оборудване с дебелина 250 мм е в състояние да намали няколко пъти ефекта от ядрена бомба, но е безсилна срещу гама-лъчението на неутронна бомба. Нека разгледаме ефектите от неутронен снаряд с мощност до 1 килотон върху екипажа на танка:

Както разбирате, разликата между водородна и атомна бомба е огромна. Разликата в реакцията на ядрено делене между тези заряди прави водородната бомба е стотици пъти по-разрушителна от атомна бомба.

При използване на термоядрена бомба от 1 мегатон всичко в радиус от 10 километра ще бъде унищожено. Ще пострадат не само сградите и оборудването, но и всички живи същества.

Ръководителите на ядрените държави трябва да помнят това и да използват „ядрената“ заплаха единствено като възпиращ инструмент, а не като нападателно оръжие.

Видео за разликите между атомната и водородната бомба

Това видео ще опише подробно и стъпка по стъпка принципа на действие на атомна бомба, както и основните разлики от водородната: