Схема за унищожаване на водородна бомба. Създателите на водородната бомба

В света има много различни политически клубове. Големи, вече седем, Г-20, БРИКС, ШОС, НАТО, Европейски съюз, до известна степен. Нито един от тези клубове обаче не може да се похвали с уникална функция – способността да унищожи света, какъвто го познаваме. Подобни възможности има и "ядреният клуб".

Към днешна дата има 9 държави с ядрени оръжия:

• Русия;
• Великобритания;
• Франция;
• Индия
• Пакистан;
• Израел;
• КНДР.

Държавите са класирани според появата на ядрени оръжия в техния арсенал. Ако списъкът се изгради по броя на бойните глави, тогава Русия ще бъде на първо място със своите 8000 единици, 1600 от които могат да бъдат изстреляни точно сега. Щатите са само със 700 единици назад, но "под ръка" имат още 320 заряда "Ядрен клуб" е чисто условно понятие, всъщност клуб няма. Между страните има редица споразумения за неразпространение и намаляване на запасите от ядрени оръжия.

Първи тестове атомна бомба, както знаете, произведено от Съединените щати през 1945 г. Това оръжие е тествано в "полевите" условия на Втората световна война на жителите японски градовеХирошима и Нагасаки. Действат на принципа на разделението. По време на експлозията се стартира верижна реакция, която провокира деленето на ядрата на две, с отделянето на енергия. За тази реакция се използват главно уран и плутоний. Именно с тези елементи са свързани нашите представи за това от какво са направени ядрените бомби. Тъй като уранът се среща в природата само като смес от три изотопа, от които само един е способен да поддържа такава реакция, е необходимо уранът да се обогати. Алтернативата е плутоний-239, който не се среща в природата и трябва да се произвежда от уран.

Ако в уранова бомба протича реакция на делене, тогава в реакция на синтез на водород - това е същността на това, което се различава H-бомбаот атомно. Всички знаем, че слънцето ни дава светлина, топлина и може да се каже живот. Същите процеси, които протичат на слънцето, могат лесно да унищожат градове и държави. Експлозията на водородна бомба е породена от реакцията на синтез на леки ядра, така нареченият термоядрен синтез. Това "чудо" е възможно благодарение на изотопите на водорода - деутерий и тритий. Ето защо бомбата се нарича водородна бомба. Можете също така да видите името "термоядрена бомба" от реакцията, която е в основата на това оръжие.

След като светът видя разрушителната сила на ядрените оръжия, през август 1945 г. СССР започна надпревара, която продължи до разпадането му. Съединените щати бяха първите, които създадоха, тестваха и използваха ядрени оръжия, първите, които взривиха водородна бомба, но на СССР може да се припише първото производство на компактна водородна бомба, която може да бъде доставена на врага на конвенционален Ту- 16. Първата американска бомба беше с размерите на триетажна къща, водородна бомба с такъв размер е малко полезна. Съветите получават такива оръжия още през 1952 г., докато първата "адекватна" американска бомба е приета едва през 1954 г. Ако погледнете назад и анализирате експлозиите в Нагасаки и Хирошима, можете да заключите, че те не са били толкова мощни. Общо две бомби разрушиха двата града и убиха, според различни източници, до 220 000 души. Килимната бомбардировка на Токио за един ден може да отнеме живота на 150-200 000 души без никакви ядрени оръжия. Това се дължи на ниската мощност на първите бомби - само няколко десетки килотона тротил. Водородните бомби са тествани с оглед да преодолеят 1 мегатон или повече.

Първата съветска бомба беше тествана с претенция от 3 Mt, но в крайна сметка бяха тествани 1,6 Mt.

Най-мощната водородна бомба е тествана от Съветите през 1961 г. Капацитетът му достигна 58-75 Mt, докато декларираните 51 Mt. „Цар“ хвърли света в лек шок, в буквалния смисъл. Ударната вълна обиколи планетата три пъти. на сметището ( Нова Земя) не остана нито един хълм, експлозията се чу на 800 км. Огненото кълбо достигна диаметър от почти 5 км, „гъбата“ нарасна с 67 км, а диаметърът на шапката й беше почти 100 км. Последиците от такъв взрив в Главен градтрудно е да си представим. Според много експерти тестът на водородна бомба с такава мощност (САЩ по това време имаха четири пъти по-малко бомби по сила) беше първата стъпка към подписването на различни договори за забрана на ядрените оръжия, тестването им и намаляване на производството . Светът за първи път се замисли за собствената си сигурност, която наистина беше застрашена.

Както бе споменато по-рано, принципът на действие на водородната бомба се основава на реакция на синтез. Термоядреният синтез е процес на сливане на две ядра в едно, с образуване на трети елемент, освобождаване на четвърти и енергия. Силите, които отблъскват ядрата, са колосални, така че за да се доближат атомите достатъчно, за да се слеят, температурата трябва да е просто огромна. Учените са озадачавали студения термоядрен синтез от векове, опитвайки се да намалят температурата на синтеза до стайна температура, в идеалния случай. В този случай човечеството ще има достъп до енергията на бъдещето. Що се отнася до термоядрената реакция днес, тя все още изисква запалване на миниатюрно слънце тук на Земята, за да започне - обикновено бомбите използват заряд от уран или плутоний, за да започнат синтеза.

В допълнение към описаните по-горе последици от използването на бомба от десетки мегатони, водородната бомба, както всяко ядрено оръжие, има редица последствия от нейното използване. Някои хора са склонни да мислят, че водородната бомба е "по-чисто оръжие" от конвенционалната бомба. Може би има нещо общо с името. Хората чуват думата "вода" и си мислят, че има нещо общо с водата и водорода и следователно последствията не са толкова ужасни. Всъщност това със сигурност не е така, защото действието на водородната бомба се основава на изключително радиоактивни вещества. Теоретично е възможно да се направи бомба без уранов заряд, но това е непрактично поради сложността на процеса, така че реакцията на чист термоядрен синтез се "разрежда" с уран, за да се увеличи мощността. В същото време количеството на радиоактивните отпадъци нараства до 1000%. Всичко, което влезе в огненото кълбо, ще бъде унищожено, зоната в радиуса на унищожението ще стане необитаема за хората за десетилетия. Радиоактивните отпадъци могат да навредят на здравето на хората на стотици и хиляди километри. Конкретни цифри, зоната на инфекцията може да се изчисли, като се знае силата на заряда.

Унищожаването на градовете обаче не е най-лошото нещо, което може да се случи "благодарение" на оръжията за масово унищожение. След ядрена войнасветът няма да бъде напълно унищожен. Ще има хиляди на планетата главни градове, милиарди хора и само малък процент от териториите ще загубят статута си на „годни за живеене“. В дългосрочен план целият свят ще бъде изложен на риск поради така наречената „ядрена зима“. Подкопаването на ядрения арсенал на „клуба“ може да провокира изпускането в атмосферата на достатъчно количество материя (прах, сажди, дим), за да „намалят“ яркостта на слънцето. Воал, който може да се разпространи по цялата планета, ще унищожи реколтата за няколко години напред, провокирайки глад и неизбежен спад на населението. В историята вече е имало „година без лято“ след голямо вулканично изригване през 1816 г., така че ядрената зима изглежда повече от реална. Отново, в зависимост от това как протича войната, можем да получим следните видове глобални климатични промени:

• охлаждане с 1 градус, ще премине незабелязано;
• ядрена есен - възможно е охлаждане с 2-4 градуса, провал на реколтата и повишено образуване на урагани;
• аналог на "година без лято" - когато температурата падна значително, с няколко градуса на година;
• малката ледникова епоха - температурата може да падне с 30 - 40 градуса за значително време, ще бъде придружена от обезлюдяване на редица северни зони и провал на реколтата;
• ледников период - развитие на малки ледена епохакогато отражението на слънчевите лъчи от повърхността може да достигне определено критично ниво и температурата ще продължи да пада, разликата е само в температурата;
• необратимото охлаждане е много тъжна версия на ледниковия период, който под въздействието на много фактори ще превърне Земята в нова планета.

Теорията за ядрената зима непрекъснато е критикувана и нейните последици изглеждат малко пресилени. Не бива обаче да се съмнява в предстоящото му настъпление във всеки глобален конфликт с използването на водородни бомби.

Студената война отдавна приключи и следователно ядрената истерия може да се види само в стари холивудски филми и на кориците на редки списания и комикси. Въпреки това може да сме на ръба на сериозен ядрен конфликт, ако не и голям. Всичко това благодарение на любителя на ракетите и героя на борбата срещу империалистическите навици на Съединените щати - Ким Чен Ун. Водородната бомба на КНДР все още е хипотетичен обект, само косвени доказателства говорят за нейното съществуване. Разбира се правителството Северна Кореяпостоянно съобщава, че са успели да направят нови бомби, досега никой не ги е виждал на живо. Естествено, Щатите и техните съюзници Япония и Южна Корея са малко по-загрижени от наличието, макар и хипотетично, на подобни оръжия в КНДР. Реалността е, че в момента КНДР не разполага с достатъчно технологии, за да атакува успешно Съединените щати, което всяка година обявяват пред целия свят. Дори една атака срещу съседна Япония или Юг може да не е много успешна, ако изобщо се окаже, но всяка година опасността от нов конфликт на Корейския полуостров нараства.

Нашата статия е посветена на историята на създаването и общите принципи на синтез на такова устройство, което понякога се нарича водород. Вместо да освобождава експлозивна енергия от деленето на ядрата на тежки елементи като уран, той генерира още повече от нея, като слива ядрата на леките елементи (като изотопите на водорода) в едно тежко (като хелий).

Защо ядреният синтез е за предпочитане?

В термоядрена реакция, която се състои в сливането на участващите в нея ядра химически елементи, много повече енергия се генерира 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 действието 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 от неутроните, освободени от делящите се ядра, ще предизвикат делене на други ядра в горивната маса, които също отделят допълнителни неутрони, което води до верижна реакция. Той покрива не повече от 20% от горивото преди бомбата да избухне, или може би много по-малко, ако условията не са идеални: например, в атомните бомби Baby, хвърлена над Хирошима, и Fat Man, която удари Нагасаки, ефективност (ако такъв термин изобщо може да се приложи към тях) се прилагат) са били съответно само 1,38% и 13%.

Сливането (или сливането) на ядрата обхваща цялата маса на заряда на бомбата и продължава толкова дълго, колкото неутроните могат да намерят термоядреното гориво, което все още не е реагирало. Следователно масата и взривната сила на такава бомба са теоретично неограничени. Подобно 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 синтез е водородният изотоп деутерий или тритий. Първият се различава от обикновения водород по това, че в ядрото му, освен един протон, има и неутрон, а в ядрото на трития вече има два неутрона. В естествената вода един атом деутерий отговаря на 7000 водородни атома, но извън неговото количество. съдържащи се в чаша вода, е възможно да се получи същото количество топлина в резултат на термоядрена реакция, 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 повечето голямо количествоенергия се освобождава именно при реакцията на синтез на ядрата на деутерий и тритий, при която се образува ядрото на атома на хелий и се 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 познава в сравнение. И така, енергията от 1 MeV е около 2,3 милиона пъти повече от това, което се отделя 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 бяха залозите през втората половина на 40-те години на миналия век, когато в САЩ и СССР започна работа, резултатът от която беше 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 делене на уран, вниманието на някои участници в тези програмите бяха привлечени към устройство, което може да използва много по-мощна реакция на термоядрен синтез. В САЩ поддръжникът на този подход и дори, може да се каже, неговият апологет, беше вече 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 изигра доста лоша услуга. Като член на 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 се зае с преподаване, както и с изследвания на 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 яростния 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 Еверет започва изчисленията.

Принципът на термоядрената бомба

За да започнете реакцията на ядрен синтез, трябва незабавно да загреете заряда на бомбата до температура от 50 милиона градуса. Схемата за термоядрена бомба, предложена от Телър, използва експлозията на малка атомна бомба, която се намира вътре в корпуса на водорода. Може да се твърди, че в развитието на нейния проект през 40-те години на миналия век има три поколения:

• вариантът Teller, известен като "класически супер";
• по-сложни, но и по-реалистични конструкции от няколко концентрични сфери;
• окончателната версия на дизайна на Teller-Ulam, който е в основата на всички термоядрени оръжейни системи, които работят днес.

Термоядрените бомби на СССР, в началото на чието създаване стоеше Андрей Сахаров, също преминаха през подобни етапи на проектиране. Той, очевидно, съвсем независимо и независимо от американците (което не може да се каже за съветската атомна бомба, създадена от съвместните усилия на учени и разузнавачи, работили в Съединените щати) премина през всички горепосочени етапи на проектиране.

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

Устройството на термоядрена бомба според принципа на Телер-Улам

Много от детайлите му все още са класифицирани, но има достатъчна сигурност, че всички налични термоядрени оръжия използват като прототип устройство, създадено от Едуард Телерос и Станислав Улам, в което се използва атомна бомба (т.е. първичен заряд) за генериране на радиация , компресира и загрява термоядреното гориво. Андрей Сахаров в Съветския съюз очевидно независимо излезе с подобна концепция, която той нарече „третата идея“.

Схематично устройството на термоядрена бомба в това изпълнение е показано на фигурата по-долу.

Той беше цилиндричен, с грубо сферична първична атомна бомба в единия край. Вторичният термоядрен заряд в първите, все още неиндустриални проби, беше от течен деутерий, малко по-късно стана твърд от химическо съединениенаречен литиев деутерид.

Факт е, че литиевият хидрид LiH отдавна се използва в индустрията за транспортиране на водород без балон. Разработчиците на бомбата (тази идея беше използвана за първи път в СССР) просто предложиха да се вземе нейният изотоп на деутерий вместо обикновения 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 щит от неутронна защита. Пространството между стените на контейнера с термоядрено гориво и тялото на бомбата е запълнено със специална пластмаса, обикновено стиропор. Самото тяло на бомбата е изработено от стомана или алуминий.

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

При него първичният заряд е сплескан, като диня или топка за американски футбол, а вторичният 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, тогава в първите моменти на този процес се генерира мощно рентгеново лъчение (неутронен поток), което е частично блокирано от неутронния щит и се отразява от вътрешната облицовка на корпуса около вторичната такса, така че рентгенови лъчисиметрично падат върху него по цялата му дължина.

На ранни стадииПри термоядрена реакция неутроните от атомната експлозия се абсорбират от пластмасовата сърцевина, за да се предотврати прекалено бързото нагряване на горивото.

Рентгеновите лъчи предизвикват появата на първоначално плътна пластмасова пяна, запълваща пространството между корпуса и вторичния заряд, който бързо преминава в състояние на плазма, нагрявайки и компресирайки вторичния заряд.

В допълнение, рентгеновите лъчи изпаряват повърхността на контейнера около вторичния заряд. Веществото на контейнера, симетрично изпаряващо се по отношение на този заряд, придобива 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 представим, че горивото на ракетата е разпръснато симетрично от оста й, а тялото е компресирано навътре.

В резултат на такова компресиране на термоядреното гориво неговият обем намалява хиляди пъти, а температурата достига нивото на началото на реакцията на ядрен синтез. Избухва термоядрена бомба. Реакцията е придружена от образуването на тритиеви ядра, които се сливат с деутериевите ядра, които първоначално присъстват 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 още повече температурата, за да се осигури началото на реакцията на ядрен синтез. В момента се смята, че повече ефективни системикомпресиите елиминират "свещта", позволявайки по-нататъшно 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 Айви Майк и беше построен по типичната схема на Телер-Улам. Неговият вторичен термоядрен заряд беше поставен в цилиндричен контейнер, който представлява термоизолиран съд на Дюар с термоядрено гориво под формата на течен деутерий, по оста на който преминаваше „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 с първични и вторични заряди беше поставен в стоманена кутия с ширина 80 инча и дължина 244 инча със стени с дебелина 10-12 инча, което беше най-големият примеркован продукт до този момент. Вътрешна повърхностКорпусът беше облицован 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, на който 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, а по-скоро лабораторно устройство, тромаво и много несъвършено. Съветските учени, въпреки ниската 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 състава на литиевия деутерид се използва само изотопът 6 Li (това се дължи на особеностите на протичане на термоядрени реакции), а в природата той се смесва с изотопа 7 Li. Затова са построени специални съоръжения за разделяне на литиевите изотопи и селекцията само на 6 Li.

Достигане на лимита на мощността

Това беше последвано от десетилетие на непрекъсната надпревара във въоръжаването, през което мощността на термоядрените боеприпаси непрекъснато нарастваше. И накрая, на 30 октомври 1961 г. най-мощната термоядрена бомба, създавана и тествана някога, известна на Запад като Цар Бомба, е взривена във въздуха на височина около 4 км в СССР по време на теста на Нова Земля сайт.

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

Последиците от него бяха впечатляващи. Въпреки много значителната височина на експлозията от 4000 м, невероятно ярката огнена топка долен ръбпочти достигна Земята, а горната се издигна на височина над 4,5 км. Налягането под точката на взрив беше шест пъти по-високо от пиковото налягане при експлозията в Хирошима. Светкавицата беше толкова ярка, че можеше да се види на разстояние от 1000 километра, въпреки облачното време. Един от участниците в теста видя ярка светкавица през тъмни очила и усети въздействието на термичен импулс дори на разстояние от 270 км. Снимка от момента на експлозията е показана по-долу.

В същото време беше показано, че силата на термоядрения заряд наистина няма граници. В крайна сметка беше достатъчно да се завърши третият етап и проектният капацитет щеше да бъде постигнат. Но можете да увеличите броя на стъпките допълнително, тъй като теглото на Цар Бомба беше не повече от 27 тона. Изгледът на това устройство е показан на снимката по-долу.

След тези изпитания на много политици и военни както в СССР, така и в САЩ стана ясно, че надпреварата в ядрените оръжия е достигнала своя предел и че трябва да бъде спряна.

Съвременна Русия е наследила ядрения арсенал на СССР. Днес руските термоядрени бомби продължават да служат като възпиращ фактор за тези, които се стремят към световна хегемония. Да се ​​надяваме, че ще изиграят ролята си само като възпиращ фактор и никога няма да бъдат взривени.

Слънцето като термоядрен реактор

Добре известно е, че температурата на Слънцето, по-точно в ядрото му, достигаща 15 000 000 °K, се поддържа благодарение на непрекъснатия поток от термоядрени реакции. Но всичко, което научихме от предишния текст, говори за експлозивния характер на подобни процеси. Тогава защо слънцето не избухне като термоядрена бомба?

Факт е, че при огромен дял на водород в състава на 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 просто сливане, а с разпадането на един от протоните в неутрон, позитрон и неутрино (така нареченото бета разпадане) , което е рядко събитие. В този случай получените деутериеви ядра се разпределят сравнително равномерно по обема на слънчевото ядро. Следователно, с огромните си размери и маса, отделни и редки центрове на термоядрени реакции с относително ниска мощност са разпръснати по цялото 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.

ВОДОРОДНА БОМБА, оръжие с голяма разрушителна сила (от порядъка на мегатони в тротилов еквивалент), чийто принцип на действие се основава на реакцията на термоядрен синтез на леки ядра. Енергийният източник на експлозията са процеси, подобни на тези, протичащи на Слънцето и други звезди.

През 1961 г. е извършена най-мощната експлозия на водородната бомба.

Сутринта на 30 октомври в 11:32 ч. водородна бомба с капацитет 50 милиона тона TNT беше взривена над Нова Земля в района на залива Митюши на надморска височина 4000 м над земната повърхност.

съветски съюзпроведе тест на най-мощното термоядрено устройство в историята. Дори в "половин" версията (а максималната мощност на такава бомба е 100 мегатона), енергията на експлозията е десет пъти по-висока от общата мощност на всички експлозиви, използвани от всички воюващи страни по време на Втората световна война (включително атомни бомби, хвърлени над Хирошима и Нагасаки). Ударната вълна от експлозията обиколи земното кълбо три пъти, за първи път за 36 часа и 27 минути.

Светлинната проблясък беше толкова ярка, че въпреки непрекъснатата облачност се виждаше дори от командния пункт в село Белушя Губа (почти 200 км от епицентъра на експлозията). Облакът гъба се издигна на височина 67 км. По време на експлозията, докато бомбата бавно се спускаше на огромен парашут от височина 10 500 до предполагаемата точка на детонация, самолетът-носител Ту-95 с екипажа и неговия командир майор Андрей Егорович Дурновцев вече беше в безопасната зона. Командирът се върна на летището си като подполковник, Герой на Съветския съюз. В изоставено село - на 400 км от епицентъра - са разрушени дървени къщи, а каменните останали без покриви, прозорци и врати. В продължение на много стотици километри от полигона в резултат на експлозията условията за преминаване на радиовълни се промениха за почти час и радиокомуникациите престанаха.

Бомбата е проектирана от V.B. Адамски, Ю.Н. Смирнов, А.Д. Сахаров, Ю.Н. Бабаев и Ю.А. Трутнев (за което Сахаров е награден с третия медал на Герой на социалистическия труд). Масата на "устройството" е 26 тона, за транспортирането и хвърлянето му е използван специално модифициран стратегически бомбардировач Ту-95.

„Супербомбата“, както я нарече А. Сахаров, не се побираше в бомбовия отсек на самолета (дължината й беше 8 метра, а диаметърът й беше около 2 метра), така че немощната част на фюзелажа беше изрязана и специална монтирани са повдигащ механизъм и устройство за закрепване на бомбата; докато е в полет, все още стърчи повече от половината. Цялото тяло на самолета, дори лопатките на витлата му, бяха покрити със специална бяла боя, която предпазва от проблясък на светлина по време на експлозия. Корпусът на придружаващия лабораторен самолет беше покрит със същата боя.

Резултатите от експлозията на заряда, който на Запад получи името "Цар Бомба", бяха впечатляващи:

* Ядрената "гъба" на експлозията се издигна на височина 64 км; диаметърът на шапката му достига 40 километра.

Избухналото огнено кълбо удари земята и почти достигна височината на изпускане на бомбата (т.е. радиусът на огненото кълбо на експлозията беше приблизително 4,5 километра).

* Радиацията причини изгаряния трета степен на разстояние до сто километра.

* В пика на излъчване на радиация експлозията достигна мощност 1% от слънчевата.

* Ударната вълна в резултат на експлозията обиколи земното кълбо три пъти.

* Атмосферната йонизация е причинила радиосмущения дори на стотици километри от тестовата площадка за един час.

* Свидетели са усетили удара и са успели да опишат експлозията на разстояние хиляда километра от епицентъра. Освен това ударната вълна до известна степен запази разрушителната си сила на разстояние хиляди километри от епицентъра.

* Акустичната вълна достигна остров Диксън, където взривната вълна изби прозорците на къщите.

Политическият резултат от този тест беше демонстрацията от Съветския съюз на притежание на неограничено мощно оръжие за масово унищожение - максималният мегатонаж на бомба от Съединените щати, тествана по това време, беше четири пъти по-малък от този на Цар Бомба. Наистина, увеличаването на мощността на водородна бомба се постига просто чрез увеличаване на масата на работния материал, така че по принцип няма фактори, които да възпрепятстват създаването на 100-мегатонна или 500-мегатонна водородна бомба. (Всъщност „Цар бомба“ е проектирана за 100-мегатонов еквивалент; планираната мощност на експлозията е намалена наполовина, според Хрушчов, „За да не се счупят всички стъкла в Москва“). С този тест Съветският съюз демонстрира способността да създаде водородна бомба с всякаква мощност и средство за доставяне на бомбата до точката на детонация.

термоядрени реакции.Вътрешността на Слънцето съдържа гигантско количество водород, който е в състояние на свръхвисока компресия при температура от ок. 15 000 000 K. При такава висока температура и плътност на плазмата, водородните ядра изпитват постоянни сблъсъци едно с друго, някои от които завършват със сливането им и в крайна сметка образуването на по-тежки хелиеви ядра. Такива реакции, наречени термоядрен синтез, са придружени от освобождаване на огромно количество енергия. Според законите на физиката, отделянето на енергия при термоядрения синтез се дължи на факта, че при образуването на по-тежко ядро ​​част от масата на леките ядра, влизащи в състава му, се превръща в колосално количество енергия. Ето защо Слънцето, имайки гигантска маса, губи ок. 100 милиарда тона материя и освобождава енергия, благодарение на които животът на Земята стана възможен.

Изотопи на водорода.Водородният атом е най-простият от всички съществуващи атоми. Състои се от един протон, който е неговото ядро, около което се върти един електрон. Внимателните изследвания на водата (H 2 O) показват, че тя съдържа незначителни количества "тежка" вода, съдържаща "тежкия изотоп" на водорода - деутерий (2 H). Ядрото на деутерия се състои от протон и неутрон - неутрална частица, сходна по маса с протона.

Има трети изотоп на водорода, тритий, който съдържа един протон и два неутрона в ядрото си. Тритият е нестабилен и претърпява спонтанен радиоактивен разпад, превръщайки се в изотоп на хелия. Следи от тритий са открити в земната атмосфера, където той се образува в резултат на взаимодействието на космическите лъчи с газовите молекули, изграждащи въздуха. Тритий се получава изкуствено в ядрен реактор, облъчване на изотопа литий-6 с неутронен поток.

Разработване на водородната бомба.Предварителен теоретичен анализпоказа, че термоядреният синтез се осъществява най-лесно в смес от деутерий и тритий. Възприемайки това като основа, американските учени в началото на 50-те години на миналия век започнаха да изпълняват проект за създаване на водородна бомба (HB). Първите тестове на модел на ядрено устройство са извършени на полигона Ениветок през пролетта на 1951 г.; термоядреният синтез е бил само частичен. Значителен успех беше постигнат на 1 ноември 1951 г. при тестване на масивно ядрено устройство, чиято мощност на експлозия беше 4? 8 Mt в тротилов еквивалент.

Първата водородна авиационна бомба е взривена в СССР на 12 август 1953 г., а на 1 март 1954 г. американците детонират по-мощна (около 15 Mt) авиационна бомба на атола Бикини. Оттогава и двете сили детонират модерни мегатонни оръжия.

Експлозията на атола Бикини беше придружена от изпускане на голямо количество радиоактивни вещества. Някои от тях паднаха на стотици километри от мястото на експлозията върху японския риболовен кораб Lucky Dragon, а други покриха остров Ронгелап. Тъй като термоядреният синтез произвежда стабилен хелий, радиоактивността при експлозията на чисто водородна бомба не трябва да бъде повече от тази на атомен детонатор на термоядрена реакция. Въпреки това, в разглеждания случай, прогнозираните и действителните радиоактивни утайки се различават значително по количество и състав.

Механизмът на действие на водородната бомба. Последователността на процесите, протичащи по време на експлозията на водородна бомба, може да бъде представена по следния начин. Първо, зарядът на инициатора на термоядрената реакция (малка атомна бомба) в обвивката на HB експлодира, което води до неутронна светкавица и създава висока температура, необходима за започване на термоядрен синтез. Неутроните бомбардират вложка от литиев деутерид - съединение на деутерий с литий (използва се литиев изотоп с масово число 6). Литий-6 се разделя от неутрони на хелий и тритий. Така атомният предпазител създава необходимите за синтез материали директно в самата бомба.

След това започва термоядрена реакция в смес от деутерий и тритий, температурата вътре в бомбата се повишава бързо, включвайки все повече и повече водород в синтеза. При по-нататъшно повишаване на температурата може да започне реакция между ядрата на деутерий, което е характерно за чисто водородна бомба. Всички реакции, разбира се, протичат толкова бързо, че се възприемат като мигновени.

Разделяне, синтез, разделение (супербомба). Всъщност в бомбата последователността от процеси, описани по-горе, завършва на етапа на реакция на деутерий с тритий. Освен това конструкторите на бомби предпочитат да използват не сливането на ядрата, а тяхното делене. Сливането на ядрата на деутерий и тритий произвежда хелий и бързи неутрони, чиято енергия е достатъчно голяма, за да предизвика делене на ядрата на уран-238 (основният изотоп на урана, много по-евтин от уран-235, използван в конвенционалните атомни бомби). Бързите неутрони разделят атомите на урановата обвивка на супербомбата. Деленето на един тон уран създава енергия, еквивалентна на 18 Mt. Енергията отива не само към експлозията и отделянето на топлина. Всяко ураново ядро ​​се разделя на два силно радиоактивни „фрагмента“. Продуктите на делене включват 36 различни химични елемента и близо 200 радиоактивни изотопа. Всичко това съставлява радиоактивните отлагания, които съпътстват експлозиите на супербомби.

Благодарение на уникалния дизайн и описания механизъм на действие, оръжията от този тип могат да бъдат направени толкова мощни, колкото желаете. Тя е много по-евтина от атомните бомби със същата мощност.

Атомната бомба и водородната бомба са мощно оръжие, който използва ядрени реакции като източник на експлозивна енергия. Учените за първи път разработват технология за ядрени оръжия по време на Втората световна война.

атомни бомби в истинска войнаизползван само два пъти, и двата пъти от Съединените щати срещу Япония в края на Втората световна война. След войната последва период на разпространение на ядрени оръжия, а по време на Студената война Съединените щати и Съветският съюз се състезаваха за господство в глобалната надпревара в ядрените оръжия.

Какво е водородна бомба, как е подредена, принципът на работа на термоядрения заряд и кога са извършени първите тестове в СССР са написани по-долу.

Как работи атомната бомба

След като германските физици Ото Хан, Лиза Майтнер и Фриц Щрасман откриха феномена на ядреното делене в Берлин през 1938 г., стана възможно създаването на оръжия с изключителна мощност.

Когато атом радиоактивен материал се раздели на по-леки атоми, има внезапно, мощно освобождаване на енергия.

Откриването на ядреното делене отвори възможността за използване на ядрени технологии, включително оръжия.

Атомната бомба е оръжие, което извлича експлозивната си енергия само от реакция на делене.

Принципът на действие на водородна бомба или термоядрен заряд се основава на комбинация от ядрен делене и ядрен синтез.

Ядреният синтез е друг вид реакция, при която по-леките атоми се комбинират, за да освободят енергия. Например, в резултат на реакция на ядрен синтез, атомите на деутерий и тритий образуват атом на хелий с освобождаване на енергия.

Проект Манхатън

Проектът Манхатън е кодовото име на американски проект за разработване на практична атомна бомба по време на Втората световна война. Проектът Манхатън стартира като отговор на усилията на германски учени, работещи върху оръжия, използващи ядрени технологии от 30-те години на миналия век.

На 28 декември 1942 г. президентът Франклин Рузвелт разрешава създаването на проекта Манхатън, за да събере различни учени и военни служители, работещи по ядрени изследвания.

Голяма част от работата е извършена в Лос Аламос, Ню Мексико, под ръководството на теоретичния физик Дж. Робърт Опенхаймер.

На 16 юли 1945 г. в отдалечено пустинно място близо до Аламогордо, Ню Мексико, първата атомна бомба, еквивалентна по мощност на 20 килотона тротил, е тествана успешно. Експлозията на водородната бомба създаде огромен гъбен облак с височина около 150 метра и постави началото на атомната ера.

Единствената снимка на първата атомна експлозия в света, направена от американски физикДжак Еби

Хлапе и дебел човек

Учените от Лос Аламос са разработили два различни вида атомни бомби до 1945 г. - базиран на уран проект, наречен Хлапето, и базирано на плутоний оръжие, наречено Дебелия човек.

Докато войната в Европа приключи през април, борбав Тихия океан продължи между японски войскии американски войски.

В края на юли президентът Хари Труманпризова за капитулация на Япония в Потсдамската декларация. Декларацията обещава "бързо и пълно унищожение", ако Япония не се предаде.

На 6 август 1945 г. Съединените щати хвърлят първата си атомна бомба от бомбардировач B-29, наречен Enola Gay в японски градХирошима.

Експлозията на "Хлапето" съответства на 13 килотона TNT, изравнява пет квадратни мили от града и незабавно убива 80 000 души. Десетки хиляди хора по-късно ще умрат от излагане на радиация.

Японците продължават да се бият и Съединените щати пускат втора атомна бомба три дни по-късно над град Нагасаки. Експлозията на Дебелия човек уби около 40 000 души.

Позовавайки се на разрушителната сила на „новата и най-брутална бомба“, японският император Хирохито обяви капитулацията на страната си на 15 август, слагайки край на Втората световна война.

Студена война

AT следвоенни годиниСъединените щати бяха единствената страна с ядрено оръжие. Първоначално СССР не разполагаше с достатъчно научни разработки и суровини за създаване на ядрени бойни глави.

Но благодарение на усилията на съветските учени, данните от разузнаването и откритите регионални източници на уран в Източна Европа, 29 август 1949 г. СССР тества първата си ядрена бомба. Устройството за водородна бомба е разработено от академик Сахаров.

От атомни оръжия до термоядрени

Съединените щати отговориха през 1950 г., като стартираха програма за разработване на по-модерни термоядрени оръжия. Надпреварата във въоръжаването от Студената война започна и ядрените опити и изследвания се превърнаха в широкообхватни цели за няколко страни, особено за Съединените щати и Съветския съюз.

тази година Съединените щати взривиха термоядрена бомба от 10 мегатона TNT

1955 г. – СССР отговаря с първия си термоядрен опит – само 1,6 мегатона. Но основните успехи на съветския военно-промишлен комплекс предстояха. Само през 1958 г. СССР тества 36 ядрени бомби от различни класове. Но нищо, което Съветският съюз преживя, не може да се сравни с Цар Бомба.

Тест и първа експлозия на водородна бомба в СССР

Сутринта на 30 октомври 1961 г. съветски бомбардировач Ту-95 излита от летище Оленья на полуостров Кола в далечния север на Русия.

Самолетът беше специално модифицирана версия, която се появи в експлоатация преди няколко години - огромно чудовище с четири двигателя, натоварено да носи съветския ядрен арсенал.

Модифицирана версия на ТУ-95 "Мечка", специално подготвена за първия тест на водородната царска бомба в СССР

Ту-95 носеше огромна 58-мегатонна бомба под себе си, устройство, твърде голямо, за да се побере в бомбовия отсек на самолета, където обикновено се транспортират такива боеприпаси. Бомба с дължина 8 м, с диаметър около 2,6 м и тегло над 27 тона, остана в историята с името Цар Бомба - „Цар Бомба“.

Цар бомба не беше обикновена ядрена бомба. Това е резултат от напрегнатите усилия на съветските учени да създадат най-мощното ядрено оръжие.

Туполев достигна целта си - Нова Земля, слабо населен архипелаг в Баренцово море, над замръзналата северни ръбовеСССР.

Цар Бомба избухна в 11:32 московско време. Резултатите от теста на водородната бомба в СССР показаха целия букет от поразителни фактори на този вид оръжие. Преди да се отговори на въпроса кое е по-мощно, атомната или водородната бомба, трябва да се знае, че мощността на последната се измерва в мегатони, докато тази на атомните бомби се измерва в килотони.

излъчване на светлина

В миг на око бомбата създаде огнено кълбо с ширина седем километра. Огненото кълбо пулсираше със силата на собствената си ударна вълна. Светкавицата можеше да се види на хиляди километри - в Аляска, Сибир и Северна Европа.

ударна вълна

Последствията от експлозията на водородната бомба на Нова Земля бяха катастрофални. В село Северни, на около 55 км от Ground Zero, всички къщи са напълно разрушени. Съобщава се, че на съветска територия, на стотици километри от зоната на експлозията, всичко е повредено - къщи са разрушени, покриви са паднали, врати са повредени, прозорци са унищожени.

Обхватът на водородна бомба е няколкостотин километра.

В зависимост от силата на заряда и увреждащите фактори.

Сензорите регистрираха взривната вълна, която обиколи Земята не веднъж, не два, а три пъти. Звуковата вълна е записана близо до остров Диксън на разстояние около 800 км.

електромагнитен импулс

Повече от час радиокомуникациите бяха прекъснати в цяла Арктика.

проникваща радиация

Екипажът получи известна доза радиация.

Радиоактивно замърсяване на района

Експлозията на Царската бомба на Нова Земля се оказа изненадващо „чиста“. Тестерите пристигнаха на мястото на експлозията два часа по-късно. Нивото на радиация на това място не представляваше голяма опасност - не повече от 1 mR / час в радиус от само 2-3 км. Причините са конструктивните характеристики на бомбата и изпълнението на експлозията за достатъчно голямо разстояниеот повърхността.

топлинно излъчване

Въпреки факта, че самолетът-носител, покрит със специална светло- и топлоотразителна боя, е изминал 45 км по време на бомбардировката, той се върна в базата със значителни термични увреждания на обшивката. При незащитен човек радиацията би причинила изгаряния трета степен на разстояние до 100 км.

	Гъбата след експлозията се вижда на разстояние 160 км, диаметърът на облака в момента на заснемане е 56 км
	Светкавица от експлозията на Царската бомба с диаметър около 8 км

Как работи водородната бомба

Устройство за водородна бомба.

Първичният етап действа като превключвател - тригер. Реакцията на делене на плутоний в спусъка инициира реакция на термоядрен синтез във вторичния етап, при който температурата вътре в бомбата моментално достига 300 милиона °C. Получава се термоядрен взрив. Първият тест на водородната бомба шокира световната общественост с разрушителната си сила.

Видео на експлозия на ядрен полигон

Всички вече имаха време да обсъдят една от най-неприятните новини на декември - успешното изпитание на водородна бомба от Северна Корея. Ким Чен Ун не пропусна да намекне (направо заяви), че е готов във всеки един момент да превърне оръжията от отбранителни в нападателни, което предизвика невиждано вълнение в пресата по света. Имаше обаче и оптимисти, които казаха, че тестовете са фалшифицирани: те казват, че сянката на Чучхе пада в грешната посока и нещо не се вижда от радиоактивните утайки. Но защо наличието на водородна бомба в страната-агресор е толкова важен фактор за свободните страни, в крайна сметка дори ядрените бойни глави, които Северна Корея има в изобилие, никога не са плашили никого толкова много?

Какво е

Водородната бомба, известна още като водородна бомба или HB, е оръжие с невероятна разрушителна сила, чиято мощност се изчислява в мегатони TNT. Принципът на действие на HB се основава на енергията, която се произвежда по време на термоядрения синтез на водородните ядра - точно същият процес се случва на Слънцето.

Как се различава водородната бомба от атомната?

Термоядреният синтез - процесът, който възниква по време на детонацията на водородна бомба - е най-мощният вид енергия, достъпен за човечеството. Все още не сме се научили да го използваме за мирни цели, но сме го адаптирали към военните. Тази термоядрена реакция, подобна на тази, която може да се наблюдава при звездите, освобождава невероятен поток от енергия. В атомната енергетика енергията се получава от деленето на атомното ядро, така че експлозията на атомна бомба е много по-слаба.

Първи тест

И Съветският съюз отново изпревари много участници в надпреварата от Студената война. Първата водородна бомба, направена под ръководството на гениалния Сахаров, беше тествана на секретния полигон в Семипалатинск - и, меко казано, впечатли не само учените, но и западните шпиони.

ударна вълна

Директният разрушителен ефект на водородната бомба е най-силната ударна вълна с висок интензитет. Мощността му зависи от размера на самата бомба и височината, на която е детонирал зарядът.

топлинен ефект

Водородна бомба от само 20 мегатона (размерът на най-голямата бомба, тествана до момента е 58 мегатона) създава огромно количество топлинна енергия: бетонът се разтопява в радиус от пет километра от мястото за тестване на снаряда. В радиус от девет километра всички живи същества ще бъдат унищожени, нито оборудване, нито сгради ще издържат. Диаметърът на образуваната от експлозията фуния ще надхвърли два километра, а дълбочината й ще варира около петдесет метра.

Огнена топка

Най-зрелищният след експлозията ще бъде огромна огнена топка за наблюдателите: пламтящи бури, инициирани от детонацията на водородна бомба, ще се поддържат, привличайки все повече и повече запалими материали във фунията.

радиационно замърсяване

Но най-опасната последица от експлозията, разбира се, ще бъде радиационното замърсяване. Разпадането на тежки елементи в бушуващ огнен вихър ще изпълни атмосферата с най-малките частици радиоактивен прах - той е толкова лек, че когато влезе в атмосферата, може да обиколи земното кълбо два или три пъти и едва тогава да изпадне в форма на валеж. Така една експлозия на бомба от 100 мегатона може да има последствия за цялата планета.

Царска бомба

58 мегатона - толкова е тежала най-голямата водородна бомба, взривена на полигона на архипелага Нова Земля. Ударната вълна обиколи земното кълбо три пъти, принуждавайки противниците на СССР отново да се убедят в огромната разрушителна сила на тези оръжия. Веселчак Хрушчов се пошегува на пленума, че бомбата вече не е правена само от страх да не се счупят прозорците на Кремъл.©