طرح انهدام بمب H سازندگان بمب هیدروژنی

باشگاه های سیاسی مختلفی در جهان وجود دارد. بزرگ، در حال حاضر، هفت، G20، بریکس، سازمان همکاری شانگهای، ناتو، اتحادیه اروپا، تا حدودی. با این حال، هیچ یک از این باشگاه ها نمی توانند عملکرد منحصر به فردی داشته باشند - توانایی نابود کردن جهان آنطور که ما می شناسیم. "باشگاه هسته ای" نیز از امکانات مشابهی برخوردار است.

تا به امروز 9 کشور دارای سلاح هسته ای هستند:

• روسیه؛
• بریتانیای کبیر؛
• فرانسه؛
• هندوستان
• پاکستان؛
• اسرائيل؛
• کره شمالی

کشورها بر اساس ظاهر سلاح های هسته ای در زرادخانه خود رتبه بندی می شوند. اگر این لیست بر اساس تعداد کلاهک ها ساخته می شد، روسیه با 8000 واحد خود در جایگاه اول قرار می گرفت که 1600 عدد از آنها را می توان در حال حاضر پرتاب کرد. ایالت ها تنها 700 واحد عقب هستند، اما "در دست" آنها 320 شارژ بیشتر دارند. "کلوپ هسته ای" یک مفهوم کاملا مشروط است، در واقع هیچ باشگاهی وجود ندارد. تعدادی توافقنامه بین کشورها در مورد عدم اشاعه و کاهش ذخایر تسلیحات هسته ای وجود دارد.

اولین تست ها بمب اتمیهمانطور که می دانید در سال 1945 توسط ایالات متحده تولید شد. این سلاح در شرایط "میدانی" جنگ جهانی دوم بر روی ساکنان آزمایش شد. شهرهای ژاپنهیروشیما و ناکازاکی آنها بر اساس اصل تقسیم عمل می کنند. در حین انفجار، یک واکنش زنجیره ای شروع می شود که باعث می شود هسته ها به دو قسمت تقسیم شوند، همراه با آزاد شدن انرژی. برای این واکنش عمدتاً از اورانیوم و پلوتونیوم استفاده می شود. با این عناصر است که ایده های ما در مورد اینکه بمب های هسته ای از چه ساخته شده اند به هم مرتبط می شوند. از آنجایی که اورانیوم در طبیعت فقط به صورت مخلوطی از سه ایزوتوپ وجود دارد که تنها یکی از آنها قادر به پشتیبانی از چنین واکنشی است، غنی سازی اورانیوم ضروری است. جایگزین پلوتونیوم 239 است که به طور طبیعی وجود ندارد و باید از اورانیوم تولید شود.

اگر یک واکنش شکافت در یک بمب اورانیوم رخ دهد، سپس در یک واکنش همجوشی هیدروژن - این ماهیت چیزی است که متفاوت است. بمب اچاز اتمی همه ما می دانیم که خورشید به ما نور، گرما می دهد و شاید بتوان گفت زندگی. همان فرآیندهایی که در زیر نور خورشید اتفاق می افتد می تواند به راحتی شهرها و کشورها را نابود کند. انفجار یک بمب هیدروژنی با واکنش همجوشی هسته های سبک، به اصطلاح همجوشی گرما هسته ای، به وجود آمد. این "معجزه" به لطف ایزوتوپ های هیدروژن - دوتریوم و تریتیوم امکان پذیر است. به همین دلیل این بمب را بمب هیدروژنی می نامند. همچنین می توانید نام "بمب گرما هسته ای" را از واکنشی که در زیربنای این سلاح وجود دارد، مشاهده کنید.

پس از اینکه جهان قدرت مخرب سلاح های هسته ای را دید، در اوت 1945، اتحاد جماهیر شوروی مسابقه ای را آغاز کرد که تا فروپاشی آن ادامه یافت. ایالات متحده اولین کشوری بود که سلاح های هسته ای را ساخت، آزمایش کرد و از آنها استفاده کرد، اولین کسی بود که بمب هیدروژنی را منفجر کرد، اما اتحاد جماهیر شوروی اولین تولید بمب هیدروژنی فشرده را می توان نسبت داد که می تواند با یک بمب معمولی به دشمن تحویل داده شود. 16. اولین بمب آمریکایی به اندازه یک خانه سه طبقه بود، بمب هیدروژنی با این اندازه کاربرد کمی دارد. شوروی در اوایل سال 1952 چنین تسلیحاتی را دریافت کرد، در حالی که اولین بمب "کافی" ایالات متحده تنها در سال 1954 مورد استفاده قرار گرفت. دو بمب در مجموع هر دو شهر را ویران کرد و طبق منابع مختلف تا 220000 نفر را کشت. بمباران توکیو در یک روز می تواند جان 150 تا 200000 نفر را بدون هیچ سلاح هسته ای بگیرد. این به دلیل قدرت کم اولین بمب ها - فقط چند ده کیلوتن TNT است. بمب های هیدروژنی با هدف غلبه بر 1 مگاتون یا بیشتر آزمایش شدند.

اولین بمب شوروی با ادعای 3 Mt آزمایش شد، اما در نهایت 1.6 Mt آزمایش شد.

قوی ترین بمب هیدروژنی توسط شوروی در سال 1961 آزمایش شد. ظرفیت آن به 58 تا 75 میلیون تن رسید، در حالی که ظرفیت اعلام شده به 51 میلیون تن رسید. «تزار» جهان را در یک شوک خفیف به معنای واقعی کلمه فرو برد. موج ضربه ای سه بار دور سیاره چرخید. در محل دفن زباله ( زمین جدید) یک تپه هم باقی نمانده بود، صدای انفجار در فاصله 800 کیلومتری شنیده شد. قطر توپ آتشین تقریباً 5 کیلومتر بود ، "قارچ" 67 کیلومتر رشد کرد و قطر کلاه آن تقریباً 100 کیلومتر بود. عواقب چنین انفجاری در شهر بزرگتصور کردن سخت است به گفته بسیاری از کارشناسان، آزمایش یک بمب هیدروژنی با چنین قدرتی بود (ایالات در آن زمان چهار برابر بمب کمتری داشتند) اولین قدم برای امضای معاهدات مختلف برای ممنوعیت سلاح های هسته ای، آزمایش آنها و کاهش تولید بود. جهان برای اولین بار به امنیت خود فکر کرد که واقعاً در معرض تهدید بود.

همانطور که قبلا ذکر شد، اصل عملکرد یک بمب هیدروژنی بر اساس واکنش همجوشی است. همجوشی گرما هسته ای فرآیند همجوشی دو هسته به یک هسته با تشکیل عنصر سوم، آزاد شدن عنصر چهارم و انرژی است. نیروهایی که هسته‌ها را دفع می‌کنند بسیار زیاد هستند، بنابراین برای اینکه اتم‌ها به اندازه کافی نزدیک شوند تا ادغام شوند، دما باید به سادگی بسیار زیاد باشد. دانشمندان قرن‌هاست که در مورد همجوشی گرما هسته‌ای سرد گیج شده‌اند و سعی می‌کنند دمای همجوشی را به دمای اتاق پایین بیاورند. در این صورت بشریت به انرژی آینده دسترسی خواهد داشت. در مورد واکنش همجوشی در حال حاضر، برای شروع آن هنوز باید یک خورشید مینیاتوری را در اینجا روی زمین روشن کنید - معمولاً بمب ها از بار اورانیوم یا پلوتونیوم برای شروع همجوشی استفاده می کنند.

علاوه بر عواقبی که در بالا در مورد استفاده از یک بمب ده ها مگاتونی توضیح داده شد، یک بمب هیدروژنی نیز مانند هر سلاح هسته ای، پیامدهای متعددی را در اثر استفاده از آن به همراه دارد. برخی از مردم تمایل دارند فکر کنند که بمب هیدروژنی "سلاح تمیزتری" نسبت به یک بمب معمولی است. شاید ربطی به اسمش داشته باشه مردم کلمه "آب" را می شنوند و فکر می کنند که ربطی به آب و هیدروژن دارد و بنابراین عواقب آن چندان وحشتناک نیست. در واقع، مطمئناً اینطور نیست، زیرا عمل بمب هیدروژنی بر اساس مواد بسیار رادیواکتیو است. از نظر تئوری ساخت بمب بدون بار اورانیوم امکان پذیر است، اما این به دلیل پیچیدگی فرآیند غیرعملی است، بنابراین واکنش همجوشی خالص با اورانیوم رقیق می شود تا قدرت افزایش یابد. در همان زمان، میزان ریزش رادیواکتیو به 1000٪ افزایش می یابد. هر چیزی که وارد گوی آتشین شود نابود خواهد شد، منطقه در شعاع تخریب برای چندین دهه برای مردم غیرقابل سکونت خواهد شد. ریزش رادیواکتیو می تواند به سلامت افراد صدها و هزاران کیلومتر دورتر آسیب برساند. ارقام خاص، منطقه آلودگی را می توان با دانستن قدرت شارژ محاسبه کرد.

با این حال، تخریب شهرها بدترین اتفاقی نیست که می تواند «به لطف» سلاح های کشتار جمعی رخ دهد. بعد از جنگ هسته ایجهان به طور کامل نابود نخواهد شد. هزاران نفر در این سیاره وجود خواهند داشت کلان شهرها، میلیاردها نفر و تنها درصد کمی از سرزمین ها وضعیت خود را به عنوان "قابل زندگی" از دست خواهند داد. در درازمدت، کل جهان به دلیل به اصطلاح "زمستان هسته ای" در معرض خطر قرار خواهد گرفت. تضعیف زرادخانه هسته ای "باشگاه" می تواند باعث انتشار مقدار کافی ماده (گرد و غبار، دوده، دود) در جو برای "کاهش" درخشندگی خورشید شود. حجابی که می تواند در سراسر سیاره پخش شود، محصولات کشاورزی را برای چندین سال آینده از بین می برد و قحطی و کاهش اجتناب ناپذیر جمعیت را برمی انگیزد. پس از یک فوران آتشفشانی بزرگ در سال 1816، قبلاً یک سال بدون تابستان در تاریخ وجود داشته است، بنابراین زمستان هسته ای بیش از واقعیت به نظر می رسد. باز هم، بسته به چگونگی ادامه جنگ، می توانیم انواع زیر را از تغییرات آب و هوایی جهانی دریافت کنیم:

• خنک شدن 1 درجه، بدون توجه می گذرد.
• پاییز هسته ای - خنک شدن 2-4 درجه، شکست محصول و افزایش شکل گیری طوفان ها امکان پذیر است.
• آنالوگ "یک سال بدون تابستان" - زمانی که دما به میزان قابل توجهی کاهش یافت، چندین درجه در سال.
• عصر یخبندان کوچک - دما می تواند برای مدت قابل توجهی 30 تا 40 درجه کاهش یابد، با کاهش جمعیت تعدادی از مناطق شمالی و شکست محصول همراه خواهد بود.
• عصر یخبندان - توسعه کوچک عصر یخبندانهنگامی که انعکاس پرتوهای خورشید از سطح می تواند به یک سطح بحرانی خاص برسد و دما همچنان کاهش می یابد، تفاوت فقط در دما است.
• سرمایش برگشت ناپذیر نسخه بسیار غم انگیز عصر یخبندان است که تحت تأثیر عوامل بسیاری، زمین را به سیاره ای جدید تبدیل می کند.

نظریه زمستان هسته ای دائما مورد انتقاد قرار می گیرد و پیامدهای آن کمی بیش از حد به نظر می رسد. با این حال، نباید در حمله قریب الوقوع آن در هر درگیری جهانی با استفاده از بمب های هیدروژنی شک کرد.

جنگ سرد مدت‌هاست که به پایان رسیده است و بنابراین، هیستری هسته‌ای را فقط در فیلم‌های قدیمی هالیوود و روی جلد مجلات و کمیک‌های کمیاب می‌توان دید. با وجود این، ما ممکن است در آستانه یک درگیری هسته ای جدی باشیم، اگر نگوییم یک درگیری بزرگ. همه اینها به لطف عاشق موشک و قهرمان مبارزه با عادات امپریالیستی ایالات متحده - کیم جونگ اون. بمب هیدروژنی کره شمالی هنوز یک شی فرضی است، فقط شواهد غیرمرتبه از وجود آن صحبت می کنند. البته دولت کره شمالیبه طور مداوم گزارش می دهد که آنها موفق به ساخت بمب های جدید شده اند، تا کنون هیچ کس آنها را زنده ندیده است. طبیعتاً، کشورها و متحدان آنها، ژاپن و کره جنوبی، کمی بیشتر نگران حضور، حتی اگر فرضی، چنین تسلیحاتی در کره شمالی هستند. واقعیت این است که در حال حاضر، کره شمالی از فناوری کافی برای حمله موفقیت آمیز به ایالات متحده برخوردار نیست، که آنها هر سال به تمام جهان اعلام می کنند. حتی حمله به همسایه ژاپن یا جنوب ممکن است چندان موفقیت آمیز نباشد، اما هر سال خطر یک درگیری جدید در شبه جزیره کره بیشتر می شود.

مقاله ما به تاریخچه ایجاد و اصول کلی سنتز چنین وسیله ای که گاهی اوقات هیدروژن نامیده می شود اختصاص دارد. به جای آزاد کردن انرژی انفجاری از شکافت هسته‌های عناصر سنگین مانند اورانیوم، با ادغام هسته‌های عناصر سبک (مانند ایزوتوپ‌های هیدروژن) به یک هسته سنگین (مانند هلیوم) حتی بیشتر از آن را تولید می‌کند.

چرا همجوشی هسته ای ارجح است؟

در یک واکنش گرما هسته ای، که شامل همجوشی هسته های درگیر در آن است عناصر شیمیاییانرژی بسیار بیشتری در واحد جرم یک دستگاه فیزیکی نسبت به یک بمب اتمی خالص که واکنش شکافت هسته ای را اجرا می کند، تولید می شود.

در یک بمب اتمی، سوخت هسته ای شکافت پذیر به سرعت، تحت تأثیر انرژی انفجار مواد منفجره معمولی، در یک حجم کروی کوچک ترکیب می شود، جایی که به اصطلاح جرم بحرانی آن ایجاد می شود و واکنش شکافت آغاز می شود. در این حالت، بسیاری از نوترون های آزاد شده از هسته های شکافت پذیر باعث شکافت هسته های دیگر در توده سوخت می شوند که نوترون های اضافی را نیز آزاد می کنند که منجر به واکنش زنجیره ای می شود. قبل از انفجار بمب بیش از 20٪ سوخت را پوشش نمی دهد، یا اگر شرایط ایده آل نباشد، شاید خیلی کمتر از آن: برای مثال، در بمب های اتمی Baby، که روی هیروشیما انداخته شد، و Fat Man، که به ناکازاکی برخورد کرد، کارایی (اگر چنین اصطلاحی را می توان اصلاً برای آنها اعمال کرد) اعمال می شود) به ترتیب تنها 1.38٪ و 13٪ بودند.

همجوشی (یا همجوشی) هسته ها کل جرم بار بمب را می پوشاند و تا زمانی ادامه می یابد که نوترون ها بتوانند سوخت گرما هسته ای را که هنوز واکنشی نشان نداده است پیدا کنند. بنابراین، جرم و قدرت انفجاری چنین بمبی از نظر تئوری نامحدود است. چنین ادغامی از نظر تئوری می تواند به طور نامحدود ادامه یابد. در واقع، بمب گرما هسته‌ای یکی از ابزارهای بالقوه روز قیامت است که می‌تواند تمام زندگی انسان را از بین ببرد.

واکنش همجوشی هسته ای چیست؟

سوخت واکنش همجوشی ایزوتوپ هیدروژن دوتریوم یا تریتیوم است. اولین تفاوت با هیدروژن معمولی این است که در هسته آن، علاوه بر یک پروتون، یک نوترون نیز وجود دارد، و در هسته تریتیوم در حال حاضر دو نوترون وجود دارد. در آب طبیعی، یک اتم دوتریوم دارای 7000 اتم هیدروژن است، اما از مقدار آن خارج است. موجود در یک لیوان آب، می توان در نتیجه یک واکنش گرما هسته ای همان مقدار گرما را به دست آورد، مانند احتراق 200 لیتر بنزین. پدر بمب هیدروژنی آمریکایی، ادوارد تلر، در ملاقاتی با سیاستمداران در سال 1946، تأکید کرد که دوتریوم انرژی بیشتری به ازای هر گرم وزن نسبت به اورانیوم یا پلوتونیوم فراهم می کند، اما در مقایسه با چند صد دلار برای هر گرم سوخت شکافت، بیست سنت در هر گرم قیمت دارد. تریتیوم در طبیعت به هیچ وجه در حالت آزاد وجود ندارد، بنابراین بسیار گرانتر از دوتریوم است، با قیمت بازار ده ها هزار دلار در هر گرم، اما بیشتر مقدار زیادانرژی دقیقاً در واکنش همجوشی هسته‌های دوتریوم و تریتیوم آزاد می‌شود که در آن هسته یک اتم هلیوم تشکیل می‌شود و یک نوترون آزاد می‌شود و انرژی اضافی 17.59 مگا ولت را می‌برد.

D + T → 4 He + n + 17.59 MeV.

این واکنش به صورت شماتیک در شکل زیر نشان داده شده است.

زیاد است یا کم؟ همانطور که می دانید، همه چیز در مقایسه مشخص است. بنابراین، انرژی 1 MeV حدود 2.3 میلیون برابر بیشتر از انرژی است که در طی احتراق 1 کیلوگرم روغن آزاد می شود. در نتیجه، از همجوشی تنها دو هسته دوتریوم و تریتیوم انرژی آزاد می شود که در طی احتراق 2.3∙10 6 ∙17.59 = 40.5∙10 6 کیلوگرم نفت آزاد می شود. اما ما فقط در مورد دو اتم صحبت می کنیم. شما می توانید تصور کنید که در نیمه دوم دهه 40 قرن گذشته، زمانی که کار در ایالات متحده آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی آغاز شد، که نتیجه آن یک بمب گرما هسته ای بود، خطرات چقدر بالا بود.

چطور شروع شدند

در تابستان 1942، در آغاز پروژه بمب اتمی در ایالات متحده (پروژه منهتن) و بعدها در یک برنامه مشابه شوروی، مدت ها قبل از ساخت بمبی بر اساس شکافت اورانیوم، توجه برخی از شرکت کنندگان در این پروژه ها قرار گرفت. برنامه ها به سمت دستگاهی کشیده شدند که می تواند از واکنش همجوشی گرما هسته ای بسیار قدرتمندتر استفاده کند. در ایالات متحده آمریکا، حامی این رویکرد، و حتی، شاید بتوان گفت، معذرت خواهی آن، ادوارد تلر بود که قبلاً در بالا ذکر شد. در اتحاد جماهیر شوروی، این جهت توسط آندری ساخاروف، یک آکادمیک آینده و مخالف ایجاد شد.

برای تلر، شیفتگی او به همجوشی گرما هسته‌ای در طول سال‌های ایجاد بمب اتمی، تا حد زیادی ضرری به همراه داشت. به عنوان عضوی از پروژه منهتن، او دائماً خواستار تغییر مسیر بودجه برای اجرای ایده های خود شد که هدف آن یک بمب هیدروژنی و گرما هسته ای بود که رهبری را خشنود نکرد و باعث تنش در روابط شد. از آنجایی که در آن زمان جهت تحقیقات گرما هسته ای پشتیبانی نمی شد، پس از ایجاد بمب اتمی، تلر پروژه را ترک کرد و به تدریس و همچنین تحقیق در مورد ذرات بنیادی پرداخت.

با این حال، شروع جنگ سرد، و بیش از همه ایجاد و آزمایش موفقیت آمیز بمب اتمی شوروی در سال 1949، فرصت جدیدی برای تلر ضد کمونیست شدید برای تحقق ایده های علمی خود شد. او به آزمایشگاه لوس آلاموس، جایی که بمب اتمی ساخته شد، باز می‌گردد و به همراه استانیسلاو اولام و کورنلیوس اورت، محاسبات را آغاز می‌کنند.

اصل بمب گرما هسته ای

برای شروع واکنش همجوشی هسته ای، باید فورا شارژ بمب را تا دمای 50 میلیون درجه گرم کنید. طرح بمب گرما هسته ای پیشنهاد شده توسط تلر از انفجار یک بمب اتمی کوچک استفاده می کند که در داخل محفظه هیدروژنی قرار دارد. می توان ادعا کرد که سه نسل در توسعه پروژه او در دهه 40 قرن گذشته وجود داشت:

• نوع تلر که به عنوان "فوق العاده کلاسیک" شناخته می شود.
• ساختارهای پیچیده تر، اما همچنین واقعی تر از چندین کره متحدالمرکز.
• نسخه نهایی طرح Teller-Ulam که اساس تمام سیستم های تسلیحات هسته ای حرارتی است که امروزه در حال کار هستند.

بمب های گرما هسته ای اتحاد جماهیر شوروی، که در مبدأ ایجاد آن آندری ساخاروف قرار داشت، نیز مراحل طراحی مشابهی را پشت سر گذاشتند. او ظاهراً کاملاً مستقل و مستقل از آمریکایی ها (که نمی توان در مورد بمب اتمی شوروی گفت که با تلاش مشترک دانشمندان و افسران اطلاعاتی که در ایالات متحده کار می کردند) تمام مراحل طراحی فوق را طی کرد.

دو نسل اول این ویژگی را داشتند که متوالی از «لایه‌های» به هم پیوسته داشتند که هر کدام جنبه‌ای از لایه قبلی را تقویت می‌کردند و در برخی موارد بازخورد ایجاد می‌شد. هیچ تقسیم روشنی بین بمب اتمی اولیه و بمب هسته ای ثانویه وجود نداشت. در مقابل، طرح Teller-Ulam یک بمب گرما هسته ای به شدت بین یک انفجار اولیه، یک انفجار ثانویه، و در صورت لزوم، یک انفجار اضافی تمایز قائل می شود.

دستگاه بمب گرما هسته ای بر اساس اصل تلر-الام

بسیاری از جزئیات آن هنوز طبقه بندی شده است، اما اطمینان منطقی وجود دارد که تمام سلاح های هسته ای موجود در حال حاضر به عنوان نمونه اولیه از دستگاهی استفاده می کنند که توسط ادوارد تلروس و استانیسلاو اولام ساخته شده است، که در آن از یک بمب اتمی (یعنی شارژ اولیه) برای تولید تشعشع استفاده می شود. ، سوخت همجوشی را فشرده و گرم می کند. آندری ساخاروف در اتحاد جماهیر شوروی ظاهراً به طور مستقل مفهوم مشابهی را ارائه کرد که آن را "ایده سوم" نامید.

به طور شماتیک، دستگاه یک بمب گرما هسته ای در این تجسم در شکل زیر نشان داده شده است.

این استوانه شکل بود و یک بمب اتمی اولیه تقریباً کروی در یک انتها داشت. بار گرما هسته ای ثانویه در اولین نمونه های هنوز غیر صنعتی، از دوتریوم مایع بود، کمی بعد از آن به جامد تبدیل شد. ترکیب شیمیاییلیتیوم دوترید نامیده می شود.

واقعیت این است که لیتیوم هیدرید LiH برای مدت طولانی در صنعت برای حمل و نقل هیدروژن بدون بالون استفاده شده است. توسعه دهندگان بمب (این ایده برای اولین بار در اتحاد جماهیر شوروی استفاده شد) به سادگی پیشنهاد کردند که ایزوتوپ دوتریوم آن را به جای هیدروژن معمولی گرفته و آن را با لیتیوم ترکیب کنند، زیرا ساخت بمب با بار گرما هسته ای جامد بسیار آسان تر است.

شکل بار ثانویه یک استوانه بود که در ظرفی با پوسته سرب (یا اورانیوم) قرار داده شده بود. بین بارها یک سپر محافظ نوترونی قرار دارد. فضای بین دیواره های کانتینر با سوخت گرما هسته ای و بدنه بمب با یک پلاستیک مخصوص که معمولاً فوم استایروفوم است پر می شود. بدنه خود بمب از فولاد یا آلومینیوم ساخته شده است.

این اشکال در طرح های اخیر مانند شکل زیر تغییر کرده اند.

در آن، شارژ اولیه مانند هندوانه یا توپ فوتبال آمریکایی صاف است و بار ثانویه کروی است. چنین اشکالی بسیار مؤثرتر در حجم داخلی کلاهک های موشکی مخروطی قرار می گیرند.

توالی انفجار گرما هسته ای

هنگامی که بمب اتمی اولیه منفجر می شود، در اولین لحظات این فرآیند، تشعشع پرتو ایکس قدرتمند (شار نوترونی) تولید می شود که تا حدی توسط سپر نوترونی مسدود می شود و از پوشش داخلی کیس اطراف ثانویه منعکس می شود. شارژ، به طوری که اشعه ایکسبه طور متقارن در تمام طول آن روی آن بیفتد.

در مراحل اولیهدر یک واکنش گرما هسته ای، نوترون های حاصل از انفجار اتمی توسط هسته پلاستیکی جذب می شوند تا از گرم شدن سریع سوخت جلوگیری کنند.

اشعه ایکس باعث ظاهر شدن یک فوم پلاستیکی در ابتدا متراکم می شود که فضای بین کیس و بار ثانویه را پر می کند، که به سرعت به حالت پلاسما تبدیل می شود که بار ثانویه را گرم و فشرده می کند.

علاوه بر این، اشعه ایکس سطح ظرفی را که بار ثانویه را احاطه کرده است تبخیر می کند. ماده محفظه که به طور متقارن نسبت به این بار تبخیر می شود، یک ضربه معین از محور خود دریافت می کند و لایه های بار ثانویه، طبق قانون بقای تکانه، ضربه ای به سمت محور دستگاه دریافت می کنند. . اصل در اینجا مانند موشک است، فقط اگر تصور کنیم که سوخت موشک به طور متقارن از محور خود پراکنده شده است و بدنه به سمت داخل فشرده می شود.

در نتیجه چنین فشرده سازی سوخت گرما هسته ای، حجم آن هزاران بار کاهش می یابد و دما به سطح آغاز واکنش همجوشی هسته ای می رسد. یک بمب گرما هسته ای منفجر می شود. این واکنش با تشکیل هسته های تریتیوم همراه است که با هسته های دوتریوم که در ابتدا در بار ثانویه وجود داشتند، ادغام می شوند.

اولین بارهای ثانویه در اطراف یک هسته میله ای از پلوتونیوم، که به طور غیررسمی "شمع" نامیده می شود، ساخته شد، که وارد یک واکنش شکافت هسته ای شد، یعنی انفجار اتمی دیگری به منظور افزایش بیشتر دما برای تضمین شروع واکنش همجوشی هسته ای در حال حاضر اعتقاد بر این است که بیشتر سیستم های کارآمدفشرده سازی "شمع" را حذف کرد و امکان کوچک سازی بیشتر طرح بمب را فراهم کرد.

عملیات پیچک

این نامی بود که به آزمایش تسلیحات هسته‌ای آمریکا در جزایر مارشال در سال 1952 داده شد که طی آن اولین بمب گرما هسته‌ای منفجر شد. Ivy Mike نام داشت و طبق طرح معمولی Teller-Ulam ساخته شد. بار گرما هسته ای ثانویه آن در یک ظرف استوانه ای قرار داده شد که یک ظرف دوار عایق حرارتی با سوخت گرما هسته ای به شکل دوتریوم مایع بود که در امتداد محور آن یک "شمع" 239 پلوتونیومی عبور می کرد. Dewar به نوبه خود با لایه ای از 238 اورانیوم به وزن بیش از 5 تن پوشیده شده بود که در طی انفجار تبخیر شد و فشرده سازی متقارن سوخت همجوشی را ایجاد کرد. ظرف با بارهای اولیه و ثانویه در یک جعبه فولادی به عرض 80 اینچ و طول 244 اینچ با دیواره هایی به ضخامت 10-12 اینچ قرار داده شد که بزرگترین نمونهمحصول جعلی تا آن زمان سطح داخلیکیس با ورقه های سرب و پلی اتیلن پوشانده شده بود تا تابش را پس از انفجار بار اولیه منعکس کند و پلاسما ایجاد کند که بار ثانویه را گرم می کند. وزن کل دستگاه 82 تن بود. نمایی از دستگاه کمی قبل از انفجار در عکس زیر نشان داده شده است.

اولین آزمایش یک بمب گرما هسته ای در 31 اکتبر 1952 انجام شد. قدرت انفجار 10.4 مگاتن بود. Attol Eniwetok که روی آن تولید شده بود به طور کامل نابود شد. لحظه انفجار در عکس زیر نشان داده شده است.

اتحاد جماهیر شوروی پاسخی متقارن می دهد

تقدم گرما هسته ای ایالات متحده زیاد دوام نیاورد. در 12 آگوست 1953، اولین بمب گرما هسته‌ای شوروی RDS-6، که تحت رهبری آندری ساخاروف و یولی خاریتون ساخته شد، در سایت آزمایشی Semipalatinsk آزمایش شد، اما یک دستگاه آزمایشگاهی، دست و پا گیر و بسیار ناقص بود. دانشمندان شوروی، علیرغم قدرت کم تنها 400 کیلوگرم، یک مهمات کاملاً تمام شده را با سوخت گرما هسته ای به شکل لیتیوم دوترید جامد و نه دوتریوم مایع مانند آمریکایی ها آزمایش کردند. به هر حال، لازم به ذکر است که فقط ایزوتوپ 6 Li در ترکیب لیتیوم دوترید استفاده می شود (این به دلیل ویژگی های عبور واکنش های گرما هسته ای است) و در طبیعت با ایزوتوپ 7 Li مخلوط می شود. بنابراین، امکانات ویژه ای برای جداسازی ایزوتوپ های لیتیوم و انتخاب تنها 6 Li ساخته شد.

رسیدن به حد مجاز قدرت

این یک دهه مسابقه تسلیحاتی بی وقفه را دنبال کرد که در طی آن قدرت مهمات هسته ای به طور مداوم افزایش یافت. سرانجام، در 30 اکتبر 1961، قوی ترین بمب گرما هسته ای که تا به حال ساخته و آزمایش شده بود، که در غرب با نام Tsar Bomba شناخته می شود، در هوا بر فراز سایت آزمایشی Novaya Zemlya در هوا در ارتفاع حدود 4 منفجر شد. کیلومتر

این مهمات سه مرحله ای در واقع به عنوان یک بمب 101.5 مگاتنی ساخته شد، اما تمایل به کاهش آلودگی رادیواکتیو منطقه، توسعه دهندگان را مجبور کرد تا مرحله سوم با ظرفیت 50 مگاتن را رها کرده و بازده تخمینی دستگاه را به 51.5 کاهش دهند. مگاتون در همان زمان، 1.5 مگاتن قدرت انفجار بار اتمی اولیه بود و مرحله دوم گرما هسته ای قرار بود 50 دیگر بدهد. قدرت انفجار واقعی تا 58 مگاتن بود. شکل ظاهری بمب در عکس زیر نشان داده شده است. .

عواقب آن چشمگیر بود. با وجود ارتفاع انفجار بسیار قابل توجه 4000 متر، گلوله آتشین فوق العاده درخشان لبه پایینتقریباً به زمین رسید و بالای آن به ارتفاع بیش از 4.5 کیلومتر رسید. فشار زیر نقطه انفجار شش برابر اوج فشار در انفجار هیروشیما بود. درخشش نور به حدی بود که با وجود هوای ابری، در فاصله 1000 کیلومتری دیده می شد. یکی از شرکت کنندگان در آزمون یک فلاش روشن را از طریق عینک تیره دید و اثرات یک پالس حرارتی را حتی در فاصله 270 کیلومتری احساس کرد. عکسی از لحظه انفجار در زیر نشان داده شده است.

در همان زمان، نشان داده شد که قدرت یک بار حرارتی واقعاً هیچ محدودیتی ندارد. بالاخره برای تکمیل مرحله سوم کافی بود و ظرفیت طراحی محقق می شد. اما می توانید تعداد مراحل را بیشتر افزایش دهید، زیرا وزن Tsar Bomba بیش از 27 تن نبود. نمای این دستگاه در عکس زیر نشان داده شده است.

پس از این آزمایش ها، برای بسیاری از سیاستمداران و نظامیان چه در اتحاد جماهیر شوروی و چه در ایالات متحده آمریکا مشخص شد که مسابقه تسلیحات هسته ای به مرز خود رسیده است و باید متوقف شود.

روسیه مدرن زرادخانه هسته ای اتحاد جماهیر شوروی را به ارث برده است. امروز، بمب های هسته ای روسیه همچنان به عنوان یک عامل بازدارنده برای کسانی که به دنبال هژمونی جهانی هستند، عمل می کند. امیدواریم آنها نقش خود را فقط به عنوان یک عامل بازدارنده ایفا کنند و هرگز منفجر نشوند.

خورشید به عنوان یک راکتور همجوشی

به خوبی شناخته شده است که دمای خورشید، به طور دقیق تر، هسته آن، که به 15،000،000 درجه کلوین می رسد، به دلیل جریان مداوم واکنش های گرما هسته ای حفظ می شود. با این حال، هر آنچه از متن قبلی آموختیم، از ماهیت انفجاری چنین فرآیندهایی صحبت می کند. پس چرا خورشید مانند یک بمب گرما هسته ای منفجر نمی شود؟

واقعیت این است که با نسبت عظیمی از هیدروژن در ترکیب جرم خورشید که به 71٪ می رسد، نسبت ایزوتوپ دوتریوم آن، که هسته های آن فقط می توانند در واکنش همجوشی گرما هسته ای شرکت کنند، ناچیز است. واقعیت این است که خود هسته های دوتریوم در نتیجه ادغام دو هسته هیدروژن و نه فقط همجوشی، بلکه با تجزیه یکی از پروتون ها به نوترون، پوزیترون و نوترینو (به اصطلاح واپاشی بتا) تشکیل می شوند. ، که یک اتفاق نادر است. در این حالت، هسته‌های دوتریوم به‌طور نسبتاً مساوی بر روی حجم هسته خورشیدی توزیع می‌شوند. بنابراین، با اندازه و جرم عظیم آن، مراکز منفرد و نادر واکنش‌های گرما هسته‌ای با توان نسبتاً کم، همانطور که بود، در کل هسته خورشید پخش شده‌اند. گرمای آزاد شده در طی این واکنش ها به وضوح برای سوزاندن فوری تمام دوتریوم موجود در خورشید کافی نیست، اما برای گرم کردن آن تا دمایی که حیات روی زمین را تضمین می کند کافی است.

بمب هیدروژنی، سلاحی با قدرت تخریب زیاد (از مرتبه مگاتون ها در معادل TNT) که اصل عملکرد آن بر اساس واکنش همجوشی حرارتی هسته های سبک است. منبع انرژی انفجار فرآیندهایی شبیه به آنچه در خورشید و سایر ستارگان رخ می دهد است.

در سال 1961، قوی ترین انفجار بمب هیدروژنی رخ داد.

صبح روز 30 اکتبر ساعت 11:32 ق.ظ. یک بمب هیدروژنی با ظرفیت 50 میلیون تن TNT بر فراز نوایا زملیا در منطقه خلیج میتوشی در ارتفاع 4000 متری از سطح زمین منفجر شد.

اتحاد جماهیر شورویآزمایشی از قدرتمندترین دستگاه گرما هسته ای تاریخ انجام داد. حتی در نسخه "نیم" (و حداکثر قدرت چنین بمبی 100 مگاتن است)، انرژی انفجار ده برابر بیشتر از کل قدرت تمام مواد منفجره استفاده شده توسط همه طرف های متخاصم در طول جنگ جهانی دوم (از جمله) بود. بمب های اتمی بر روی هیروشیما و ناکازاکی انداخته شد). موج شوک ناشی از انفجار سه بار کره زمین را دور زد که اولین بار در 36 ساعت و 27 دقیقه بود.

نور فلاش نور به حدی بود که با وجود ابری ممتد، حتی از پست فرماندهی روستای بلوشیا گوبا (تقریبا 200 کیلومتر دورتر از کانون انفجار) قابل مشاهده بود. ارتفاع ابر قارچی به 67 کیلومتر رسید. در زمان انفجار، در حالی که بمب به آرامی بر روی یک چتر نجات عظیم از ارتفاع 10500 به نقطه تخمینی انفجار فرود آمد، هواپیمای حامل Tu-95 با خدمه و فرمانده آن، سرگرد آندری اگوروویچ دورنوتسف، از قبل در منطقه امن فرمانده به عنوان سرهنگ دوم قهرمان اتحاد جماهیر شوروی به فرودگاه خود بازگشت. در یک روستای متروک - در 400 کیلومتری مرکز زمین لرزه - خانه های چوبی تخریب شد و خانه های سنگی سقف، پنجره ها و درهای خود را از دست دادند. برای صدها کیلومتر از محل آزمایش، در نتیجه انفجار، شرایط برای عبور امواج رادیویی برای تقریبا یک ساعت تغییر کرد و ارتباطات رادیویی متوقف شد.

این بمب توسط V.B. آدامسکی، یو.ن. اسمیرنوف، آ.د. ساخاروف، یو.ن. بابایف و یو.آ. تروتنف (که به خاطر آن به ساخاروف سومین مدال قهرمان کار سوسیالیستی اعطا شد). جرم "دستگاه" 26 تن بود؛ یک بمب افکن استراتژیک Tu-95 اصلاح شده برای انتقال و رها کردن آن استفاده شد.

"بمب فوق العاده"، همانطور که آ. ساخاروف آن را نامیده است، در محل بمب هواپیما جا نمی شود (طول آن 8 متر و قطر آن حدود 2 متر بود)، بنابراین قسمت غیر برقی بدنه قطع شد و یک دستگاه ویژه مکانیزم بالابر و دستگاهی برای اتصال بمب نصب شده بود. در حین پرواز، هنوز بیش از نیمی از آن بیرون می‌آید. کل بدنه هواپیما، حتی تیغه های پروانه های آن، با رنگ سفید خاصی پوشانده شده بود که در برابر فلاش نور در هنگام انفجار محافظت می کند. بدنه هواپیمای آزمایشگاهی همراه با همین رنگ پوشیده شده بود.

نتایج انفجار این اتهام که در غرب نام "تزار بمب" را دریافت کرد، چشمگیر بود:

* "قارچ" هسته ای انفجار به ارتفاع 64 کیلومتری رسید. قطر کلاهک آن به 40 کیلومتر رسید.

توپ آتشین انفجاری به زمین برخورد کرد و تقریباً به ارتفاع بمب گذاری رسید (یعنی شعاع توپ آتشین انفجار تقریباً 4.5 کیلومتر بود).

* تشعشعات باعث سوختگی درجه سه تا فاصله صد کیلومتری شد.

* در اوج تابش، انفجار به قدرت 1 درصد خورشیدی رسید.

* موج ضربه ای ناشی از انفجار سه بار دور کره زمین چرخید.

* یونیزاسیون اتمسفر باعث تداخل رادیویی حتی صدها کیلومتر از محل آزمایش به مدت یک ساعت شده است.

* شاهدان ضربه را احساس کردند و توانستند انفجار را در فاصله هزار کیلومتری کانون زلزله توصیف کنند. همچنین موج ضربه ای تا حدودی قدرت تخریب خود را در فاصله هزاران کیلومتری کانون زلزله حفظ کرده است.

* موج صوتی به جزیره دیکسون رسید، جایی که موج انفجار پنجره های خانه ها را شکست.

نتیجه سیاسی این آزمایش، تظاهرات اتحاد جماهیر شوروی در اختیار داشتن یک سلاح کشتار جمعی با قدرت نامحدود بود - حداکثر مگاتوناژ بمب از ایالات متحده که در آن زمان آزمایش شده بود چهار برابر کمتر از بمب تزار بود. در واقع، افزایش قدرت یک بمب هیدروژنی به سادگی با افزایش جرم ماده کار به دست می آید، به طوری که در اصل، هیچ عاملی وجود ندارد که از ایجاد یک بمب هیدروژنی 100 مگاتنی یا 500 مگاتنی جلوگیری کند. (در واقع، بمب تزار برای یک معادل 100 مگاتنی طراحی شده بود؛ به گفته خروشچف، قدرت انفجار برنامه ریزی شده به نصف کاهش یافت، "تا تمام شیشه های مسکو شکسته نشود"). با این آزمایش، اتحاد جماهیر شوروی توانایی ایجاد یک بمب هیدروژنی با هر قدرت و وسیله ای برای رساندن بمب به نقطه انفجار را نشان داد.

واکنش های گرما هسته ایدرون خورشید حاوی مقدار عظیمی از هیدروژن است که در دمایی حدوداً در حالت فشرده‌سازی فوق‌العاده قرار دارد. 15,000,000 K. در چنین دما و چگالی پلاسما، هسته های هیدروژن برخوردهای دائمی با یکدیگر را تجربه می کنند که برخی از آنها به ادغام آنها و در نهایت تشکیل هسته های سنگین تر هلیوم ختم می شود. چنین واکنش هایی که همجوشی گرما هسته ای نامیده می شود، با آزاد شدن مقدار زیادی انرژی همراه است. طبق قوانین فیزیک، آزاد شدن انرژی در طول همجوشی گرما هسته ای به این دلیل است که وقتی یک هسته سنگین تر تشکیل می شود، بخشی از جرم هسته های سبک موجود در ترکیب آن به مقدار عظیمی انرژی تبدیل می شود. به همین دلیل است که خورشید با داشتن جرم غول پیکر تقریباً از دست می دهد. 100 میلیارد تن ماده و انرژی آزاد می کند که به لطف آن زندگی روی زمین امکان پذیر شد.

ایزوتوپ های هیدروژناتم هیدروژن ساده ترین اتم از تمام اتم های موجود است. از یک پروتون تشکیل شده است که هسته آن است که یک الکترون منفرد به دور آن می چرخد. مطالعات دقیق آب (H 2 O) نشان داده است که حاوی مقادیر ناچیزی از آب "سنگین" حاوی "ایزوتوپ سنگین" هیدروژن - دوتریوم (2H) است. هسته دوتریوم از یک پروتون و یک نوترون، یک ذره خنثی با جرم نزدیک به پروتون تشکیل شده است.

ایزوتوپ سوم هیدروژن به نام تریتیوم وجود دارد که دارای یک پروتون و دو نوترون در هسته خود است. تریتیوم ناپایدار است و تحت واپاشی رادیواکتیو خود به خودی قرار می گیرد و به ایزوتوپ هلیوم تبدیل می شود. آثاری از تریتیوم در جو زمین یافت شده است، جایی که در نتیجه برهم کنش پرتوهای کیهانی با مولکول های گازی که هوا را تشکیل می دهند، به وجود می آید. تریتیوم به طور مصنوعی در راکتور هسته ایتابش ایزوتوپ لیتیوم-6 با شار نوترونی.

توسعه بمب هیدروژنیمقدماتی تحلیل نظرینشان داد که همجوشی حرارتی به راحتی در مخلوطی از دوتریوم و تریتیوم انجام می شود. با در نظر گرفتن این موضوع، دانشمندان آمریکایی در اوایل دهه 1950 شروع به اجرای پروژه ای برای ایجاد یک بمب هیدروژنی (HB) کردند. اولین آزمایش های یک دستگاه هسته ای مدل در بهار 1951 در سایت آزمایش انیوتوک انجام شد. همجوشی حرارتی فقط جزئی بود. موفقیت قابل توجهی در 1 نوامبر 1951 هنگام آزمایش یک دستگاه هسته ای عظیم به دست آمد که قدرت انفجار آن 4 بود؟ 8 میلیون تن در معادل TNT.

اولین بمب هوایی هیدروژنی در 12 آگوست 1953 در اتحاد جماهیر شوروی منفجر شد و در 1 مارس 1954 آمریکایی ها بمب هوایی قدرتمندتر (حدود 15 متری) را در بیکینی آتول منفجر کردند. از آن زمان، هر دو قدرت سلاح های مگاتون پیشرفته را منفجر می کنند.

انفجار در بیکینی آتول با انتشار مقدار زیادی مواد رادیواکتیو همراه بود. برخی از آنها صدها کیلومتر از محل انفجار بر روی کشتی ماهیگیری ژاپنی Lucky Dragon سقوط کردند، در حالی که برخی دیگر جزیره Rongelap را پوشانده بودند. از آنجایی که همجوشی گرما هسته ای هلیوم پایدار تولید می کند، رادیواکتیویته در انفجار یک بمب هیدروژنی صرفاً نباید بیشتر از یک چاشنی اتمی یک واکنش گرما هسته ای باشد. با این حال، در مورد مورد بررسی، ریزش رادیواکتیو پیش بینی شده و واقعی به طور قابل توجهی از نظر کمیت و ترکیب متفاوت بود.

مکانیسم عمل بمب هیدروژنی توالی فرآیندهایی که در حین انفجار یک بمب هیدروژنی رخ می دهد را می توان به صورت زیر نشان داد. ابتدا، بار آغازگر واکنش گرما هسته ای (یک بمب اتمی کوچک) در داخل پوسته HB منفجر می شود که منجر به فلاش نوترونی و ایجاد دمای بالا برای شروع همجوشی گرما هسته ای می شود. نوترون ها یک درج ساخته شده از لیتیوم دوترید - ترکیبی از دوتریوم با لیتیوم را بمباران می کنند (از ایزوتوپ لیتیوم با عدد جرمی 6 استفاده می شود). لیتیوم-6 توسط نوترون ها به هلیوم و تریتیوم تقسیم می شود. بنابراین، فیوز اتمی مواد لازم برای سنتز را مستقیماً در خود بمب ایجاد می کند.

سپس یک واکنش گرما هسته ای در مخلوطی از دوتریوم و تریتیوم آغاز می شود، دمای داخل بمب به سرعت افزایش می یابد و هیدروژن بیشتر و بیشتری در همجوشی دخالت می کند. با افزایش بیشتر دما، واکنشی بین هسته های دوتریوم می تواند آغاز شود که مشخصه یک بمب هیدروژنی است. البته همه واکنش ها آنقدر سریع پیش می روند که آنی تلقی می شوند.

تقسیم، سنتز، تقسیم (ابر بمب). در واقع، در بمب، توالی فرآیندهای شرح داده شده در بالا در مرحله واکنش دوتریوم با تریتیوم به پایان می رسد. علاوه بر این، طراحان بمب ترجیح دادند از همجوشی هسته ها استفاده نکنند، بلکه از شکافت آنها استفاده کنند. از همجوشی هسته‌های دوتریوم و تریتیوم هلیوم و نوترون‌های سریع تولید می‌شود که انرژی آن‌ها به اندازه‌ای بزرگ است که باعث شکافت هسته‌های اورانیوم ۲۳۸ (ایزوتوپ اصلی اورانیوم، بسیار ارزان‌تر از اورانیوم ۲۳۵ مورد استفاده در بمب‌های اتمی معمولی) می‌شود. نوترون های سریع اتم های پوسته اورانیوم ابر بمب را شکافتند. شکافت یک تن اورانیوم انرژی ای معادل 18 میلیون تن ایجاد می کند. انرژی نه تنها به انفجار و انتشار گرما می رود. هر هسته اورانیوم به دو "قطعه" بسیار پرتوزا تقسیم می شود. محصولات شکافت شامل 36 عنصر شیمیایی مختلف و نزدیک به 200 ایزوتوپ رادیواکتیو است. همه اینها ریزش رادیواکتیو همراه با انفجار ابر بمب ها را تشکیل می دهد.

با توجه به طراحی منحصر به فرد و مکانیسم عمل توصیف شده، سلاح هایی از این نوع را می توان به اندازه دلخواه ساخت. این بسیار ارزان تر از بمب های اتمی با همان قدرت است.

بمب اتمی و بمب هیدروژنی هستند سلاح قدرتمند، که از واکنش های هسته ای به عنوان منبع انرژی انفجاری استفاده می کند. دانشمندان برای اولین بار در طول جنگ جهانی دوم فناوری تسلیحات هسته ای را توسعه دادند.

بمب های اتمی در جنگ واقعیتنها دو بار استفاده شد، هر دو بار توسط ایالات متحده علیه ژاپن در پایان جنگ جهانی دوم. پس از جنگ، دوره ای از گسترش سلاح های هسته ای دنبال شد و در طول جنگ سرد، ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی برای تسلط بر رقابت جهانی تسلیحات هسته ای به رقابت پرداختند.

بمب هیدروژنی چیست، نحوه چیدمان آن، اصل عملکرد بار گرما هسته ای و زمانی که اولین آزمایشات در اتحاد جماهیر شوروی انجام شد در زیر نوشته شده است.

بمب اتمی چگونه کار می کند

پس از اینکه فیزیکدانان آلمانی اتو هان، لیزا مایتنر و فریتز استراسمن در سال 1938 پدیده شکافت هسته ای را در برلین کشف کردند، ساخت سلاح هایی با قدرت فوق العاده ممکن شد.

هنگامی که یک اتم از مواد رادیواکتیو به اتم های سبک تر تقسیم می شود، انرژی ناگهانی و قدرتمندی آزاد می شود.

کشف شکافت هسته ای امکان استفاده از فناوری هسته ای از جمله تسلیحات را باز کرد.

بمب اتمی سلاحی است که انرژی انفجاری خود را فقط از یک واکنش شکافت به دست می آورد.

اصل عملکرد یک بمب هیدروژنی یا یک بار حرارتی بر اساس ترکیبی از شکافت هسته ای و همجوشی هسته ای است.

همجوشی هسته ای نوع دیگری از واکنش است که در آن اتم های سبک تر با هم ترکیب می شوند و انرژی آزاد می کنند. به عنوان مثال، در نتیجه یک واکنش همجوشی هسته ای، اتم های دوتریوم و تریتیوم با آزاد شدن انرژی یک اتم هلیوم را تشکیل می دهند.

پروژه منهتن

پروژه منهتن نام رمز یک پروژه آمریکایی برای ساخت بمب اتمی عملی در طول جنگ جهانی دوم است. پروژه منهتن به عنوان پاسخی به تلاش‌های دانشمندان آلمانی که از دهه 1930 بر روی تسلیحات با استفاده از فناوری هسته‌ای کار می‌کردند، آغاز شد.

در 28 دسامبر 1942، رئیس جمهور فرانکلین روزولت مجوز ایجاد پروژه منهتن را برای گرد هم آوردن دانشمندان و مقامات نظامی مختلف که در زمینه تحقیقات هسته ای کار می کردند، صادر کرد.

بسیاری از کارها در لوس آلاموس، نیومکزیکو، تحت هدایت فیزیکدان نظری جی رابرت اوپنهایمر انجام شد.

در 16 ژوئیه 1945، در یک مکان بیابانی دورافتاده در نزدیکی آلاموگوردو، نیومکزیکو، اولین بمب اتمی، معادل 20 کیلوتن TNT، با موفقیت آزمایش شد. انفجار بمب هیدروژنی ابر قارچی عظیمی به ارتفاع حدود 150 متر ایجاد کرد و عصر اتمی را آغاز کرد.

تنها عکس از اولین انفجار اتمی جهان که توسط فیزیکدان آمریکاییجک ابی

بچه و مرد چاق

دانشمندان در لس آلاموس تا سال 1945 دو نوع بمب اتمی مختلف را توسعه دادند - یک پروژه مبتنی بر اورانیوم به نام Kid و یک سلاح مبتنی بر پلوتونیوم به نام مرد چربی.

در حالی که جنگ در اروپا در آوریل به پایان رسید، زد و خورددر اقیانوس آرام بین ادامه یافت سربازان ژاپنیو نیروهای آمریکایی

در پایان ژوئیه رئیس جمهور هری ترومندر بیانیه پوتسدام خواستار تسلیم ژاپن شد. این بیانیه وعده "ویرانی سریع و کامل" را در صورت عدم تسلیم ژاپن داده بود.

در 6 آگوست 1945، ایالات متحده اولین بمب اتمی خود را از یک بمب افکن B-29 به نام Enola Gay در شهر ژاپنهیروشیما

انفجار "کید" مربوط به 13 کیلوتن TNT بود، پنج مایل مربع شهر را با خاک یکسان کرد و بلافاصله 80000 نفر را کشت. ده ها هزار نفر بعداً بر اثر قرار گرفتن در معرض تشعشعات جان خود را از دست دادند.

ژاپنی ها به جنگ ادامه دادند و آمریکا سه روز بعد دومین بمب اتمی را بر شهر ناکازاکی انداخت. انفجار مرد چاق حدود 40000 نفر را کشت.

هیروهیتو امپراتور ژاپن با استناد به قدرت ویرانگر "جدید و وحشیانه ترین بمب"، تسلیم کشورش را در 15 اوت اعلام کرد و به جنگ جهانی دوم پایان داد.

جنگ سرد

AT سال های پس از جنگایالات متحده تنها کشور دارای سلاح هسته ای بود. در ابتدا، اتحاد جماهیر شوروی پیشرفت های علمی و مواد خام کافی برای ایجاد کلاهک های هسته ای نداشت.

اما به لطف تلاش‌های دانشمندان شوروی، داده‌های اطلاعاتی و منابع منطقه‌ای اورانیوم کشف شده در اروپای شرقی، 29 اوت 1949 ، اتحاد جماهیر شوروی اولین بمب هسته ای خود را آزمایش کرد. دستگاه بمب هیدروژنی توسط آکادمیسین ساخاروف ساخته شد.

از سلاح های اتمی تا هسته ای

ایالات متحده در سال 1950 با اجرای برنامه ای برای توسعه سلاح های گرما هسته ای پیشرفته تر پاسخ داد. مسابقه تسلیحاتی جنگ سرد آغاز شد و آزمایشات و تحقیقات هسته ای به اهداف گسترده ای برای چندین کشور به ویژه ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی تبدیل شد.

در این سال، ایالات متحده یک بمب گرما هسته ای 10 مگاتنی TNT را منفجر کرد

1955 - اتحاد جماهیر شوروی با اولین آزمایش گرما هسته ای خود - تنها 1.6 مگاتن - پاسخ داد. اما موفقیت های اصلی مجتمع نظامی-صنعتی شوروی در پیش بود. تنها در سال 1958، اتحاد جماهیر شوروی 36 بمب هسته ای از کلاس های مختلف را آزمایش کرد. اما هیچ چیزی که اتحاد جماهیر شوروی تجربه کرد را نمی توان با بمب تزار مقایسه کرد.

آزمایش و اولین انفجار یک بمب هیدروژنی در اتحاد جماهیر شوروی

در صبح روز 30 اکتبر 1961، یک بمب افکن Tu-95 شوروی از فرودگاه اولنیا در شبه جزیره کولا در شمال دور روسیه بلند شد.

این هواپیما یک نسخه خاص اصلاح شده بود که چند سال پیش در خدمت ظاهر شد - یک هیولای بزرگ چهار موتوره که وظیفه حمل زرادخانه هسته ای شوروی را بر عهده داشت.

نسخه اصلاح شده TU-95 "Bear" که مخصوص اولین آزمایش بمب هیدروژنی تزار در اتحاد جماهیر شوروی است.

Tu-95 یک بمب عظیم 58 مگاتنی را در زیر خود حمل می کرد، وسیله ای بسیار بزرگ که نمی توانست در داخل محل بمب هواپیما قرار بگیرد، جایی که معمولاً چنین مهمات حمل می شد. یک بمب 8 متری قطری در حدود 2.6 متر داشت و بیش از 27 تن وزن داشت و با نام Tsar Bomba - "Tsar Bomba" در تاریخ باقی ماند.

بمب تزار معمولی نبود بمب هسته ای. این نتیجه تلاش های شدید دانشمندان شوروی برای ایجاد قوی ترین سلاح هسته ای بود.

توپولف به نقطه هدف خود رسید - نوایا زملیا، مجمع الجزایری کم جمعیت در دریای بارنتز، بر فراز یخ زده لبه های شمالیاتحاد جماهیر شوروی

تزار بمب در ساعت 11:32 به وقت مسکو منفجر شد. نتایج آزمایش بمب هیدروژنی در اتحاد جماهیر شوروی، کل دسته از عوامل مخرب این نوع سلاح را نشان داد. قبل از پاسخ به این سوال که بمب اتمی یا هیدروژنی قوی تر است، باید بدانید که قدرت بمب اتمی با مگاتون اندازه گیری می شود، در حالی که قدرت بمب اتمی با کیلوتن اندازه گیری می شود.

انتشار نور

در یک چشم به هم زدن، بمب یک گلوله آتشین به عرض هفت کیلومتر ایجاد کرد. گلوله آتشین با نیروی موج ضربه ای خود می تپید. فلاش را می توان در هزاران کیلومتر دورتر - در آلاسکا، سیبری و شمال اروپا مشاهده کرد.

موج ضربه ای

عواقب انفجار بمب هیدروژنی در نوایا زملیا فاجعه بار بود. در روستای Severny، در حدود 55 کیلومتری زمین صفر، تمام خانه ها به طور کامل تخریب شد. گزارش شد که در قلمرو شوروی، صدها کیلومتر دورتر از منطقه انفجار، همه چیز آسیب دیده است - خانه ها ویران شدند، سقف ها سقوط کردند، درها آسیب دیدند، پنجره ها ویران شدند.

برد بمب هیدروژنی چند صد کیلومتر است.

بسته به قدرت شارژ و عوامل آسیب رسان.

حسگرها موج انفجاری را ثبت کردند که نه یک بار، نه دو بار، بلکه سه بار دور زمین چرخید. موج صوتی در نزدیکی جزیره دیکسون در فاصله حدود 800 کیلومتری ثبت شد.

پالس الکترومغناطیسی

برای بیش از یک ساعت، ارتباطات رادیویی در سراسر قطب شمال مختل شد.

تشعشع نافذ

خدمه مقداری تشعشع دریافت کردند.

آلودگی رادیواکتیو منطقه

انفجار بمب تزار در نوایا زملیا به طرز شگفت انگیزی "تمیز" بود. آزمایش کنندگان دو ساعت بعد به محل انفجار رسیدند. سطح تشعشع در این مکان خطر بزرگی ایجاد نمی کند - بیش از 1 mR / ساعت در شعاع تنها 2-3 کیلومتر. دلایل آن ویژگی های طراحی بمب و اجرای انفجار به اندازه کافی بود مسافت طولانیاز سطح

تابش حرارتی

با وجود اینکه هواپیمای حامل که با رنگ مخصوص نور و منعکس کننده حرارت پوشانده شده بود، در زمان بمباران 45 کیلومتر را طی کرده بود، اما با آسیب حرارتی قابل توجهی به پوست به پایگاه بازگشت. در یک فرد محافظت نشده، تابش باعث سوختگی درجه سه در فواصل تا 100 کیلومتر می شود.

	قارچ پس از انفجار در فاصله 160 کیلومتری قابل مشاهده است، قطر ابر در زمان تیراندازی 56 کیلومتر است.
	فلاش ناشی از انفجار بمب تزار به قطر حدود 8 کیلومتر

نحوه عملکرد بمب هیدروژنی

دستگاه بمب هیدروژنی.

مرحله اولیه به عنوان یک سوئیچ - ماشه عمل می کند. واکنش شکافت پلوتونیوم در ماشه یک واکنش همجوشی حرارتی هسته ای را در مرحله ثانویه آغاز می کند که در آن دمای داخل بمب فوراً به 300 میلیون درجه سانتیگراد می رسد. یک انفجار حرارتی رخ می دهد. اولین آزمایش بمب هیدروژنی با قدرت مخرب خود جامعه جهانی را شوکه کرد.

ویدئویی از انفجار در یک سایت آزمایش هسته ای

همه قبلاً وقت داشته اند تا در مورد یکی از ناخوشایندترین اخبار دسامبر - آزمایش موفقیت آمیز یک بمب هیدروژنی توسط کره شمالی صحبت کنند. کیم جونگ اون از تذکر (صراحتاً اعلام) کوتاهی نکرد که هر لحظه آماده تبدیل سلاح ها از حالت دفاعی به تهاجمی است که باعث هیجان بی سابقه ای در مطبوعات سراسر جهان شد. با این حال، خوشبینانی نیز وجود داشتند که می گفتند آزمایش ها جعل شده اند: آنها می گویند که سایه جوچه در جهت اشتباه می افتد و چیزی از ریزش رادیواکتیو قابل مشاهده نیست. اما چرا وجود بمب هیدروژنی در کشور متجاوز عامل مهمی برای کشورهای آزاد است، بالاخره حتی کلاهک‌های هسته‌ای که کره شمالی به وفور دارد، هرگز کسی را تا این حد نترسانده است؟

چیست؟

بمب هیدروژنی که به نام بمب هیدروژنی یا HB نیز شناخته می شود، سلاحی با قدرت مخرب باورنکردنی است که قدرت آن بر حسب مگاتن TNT محاسبه می شود. اصل عملکرد HB مبتنی بر انرژی است که در طی همجوشی گرما هسته ای هسته های هیدروژن تولید می شود - دقیقاً همان فرآیند در خورشید اتفاق می افتد.

بمب هیدروژنی چه تفاوتی با بمب اتمی دارد؟

همجوشی حرارتی - فرآیندی که در حین انفجار یک بمب هیدروژنی رخ می دهد - قوی ترین نوع انرژی موجود برای بشر است. ما هنوز یاد نگرفته ایم که چگونه از آن برای مقاصد صلح آمیز استفاده کنیم، اما آن را با ارتش تطبیق داده ایم. این واکنش گرما هسته ای، مشابه آنچه در ستارگان مشاهده می شود، جریان باورنکردنی انرژی آزاد می کند. در انرژی اتمی، انرژی از شکافت هسته اتم به دست می آید، بنابراین انفجار بمب اتمی بسیار ضعیف تر است.

تست اول

و اتحاد جماهیر شوروی بار دیگر از بسیاری از شرکت کنندگان در مسابقه جنگ سرد پیشی گرفت. اولین بمب هیدروژنی که تحت هدایت ساخاروف باهوش ساخته شد، در سایت آزمایشی مخفی Semipalatinsk آزمایش شد - و به بیان ملایم، آنها نه تنها دانشمندان، بلکه جاسوسان غربی را نیز تحت تأثیر قرار دادند.

موج ضربه ای

اثر مخرب مستقیم یک بمب هیدروژنی قوی ترین موج ضربه ای با شدت بالا است. قدرت آن به اندازه خود بمب و ارتفاعی که بار در آن منفجر شده است بستگی دارد.

اثر حرارتی

یک بمب هیدروژنی تنها 20 مگاتن (اندازه بزرگترین بمب آزمایش شده تا به امروز 58 مگاتن است) مقدار زیادی انرژی حرارتی ایجاد می کند: بتن ذوب شده در شعاع پنج کیلومتری از محل آزمایش پرتابه. در شعاع نه کیلومتری، همه موجودات زنده نابود خواهند شد، نه تجهیزات و نه ساختمان پابرجا خواهند ماند. قطر قیف تشکیل شده در اثر انفجار بیش از دو کیلومتر و عمق آن حدود پنجاه متر در نوسان خواهد بود.

توپ آتشین

دیدنی ترین پس از انفجار یک گلوله آتش بزرگ برای ناظران خواهد بود: طوفان های شعله ور که با انفجار یک بمب هیدروژنی آغاز می شوند، خود را حفظ می کنند و مواد قابل احتراق بیشتری را به داخل قیف می کشند.

آلودگی اشعه

اما خطرناک ترین پیامد انفجار، البته آلودگی تشعشعی خواهد بود. فروپاشی عناصر سنگین در یک گردباد آتشین خشمگین جو را با کوچکترین ذرات گرد و غبار رادیواکتیو پر می کند - آنقدر سبک است که وقتی وارد اتمسفر می شود، می تواند دو یا سه بار دور کره زمین بچرخد و تنها پس از آن در زمین بیفتد. شکل بارش بنابراین، یک انفجار بمب 100 مگاتنی می تواند عواقبی برای کل سیاره داشته باشد.

بمب تزار

58 مگاتن - این همان وزنی است که بزرگترین بمب هیدروژنی منفجر شده در محل آزمایش مجمع الجزایر نوایا زملیا، وزن داشت. موج شوک سه بار کره زمین را دور زد و مخالفان اتحاد جماهیر شوروی را مجبور کرد که بار دیگر از قدرت مخرب عظیم این سلاح ها متقاعد شوند. وسلچاک خروشچف در پلنوم به شوخی گفت که این بمب دیگر فقط از ترس شکستن شیشه های کرملین ساخته نشده است.©