Відмінність водневої бомби від атомної: перелік відмінностей, історія створення. Воднева бомба

Атомні електростанції працюють за принципом вивільнення та сковування ядерної енергії. Цей процес обов'язково контролюється. Вивільнена енергія перетворюється на електрику. Атомна бомба призводить до того, що відбувається ланцюгова реакція, яка зовсім не піддається контролю, а величезна кількість звільненої енергії завдає жахливих руйнувань. Уран та плутоній - не такі вже й нешкідливі елементи таблиці Менделєєва, вони призводять до глобальних катастроф.

Щоб зрозуміти, яка найпотужніша атомна бомба на планеті, дізнаємося про все докладніше. Водневі та атомні бомби відносяться до атомної енергетики. Якщо об'єднати два шматочки урану, але кожен матиме масу нижче за критичну, то цей «союз» набагато перевищить критичну масу. Кожен нейтрон бере участь у ланцюговій реакції, тому що розщеплює ядро ​​і вивільняє ще 2-3 нейтрони, які викликають нові реакції розпаду.

Нейтронна сила не піддається контролю людини. Менше ніж за секунду сотні мільярдів новостворених розпадів не лише звільняють величезну кількість енергії, а й стають джерелами найсильнішої радіації. Цей радіоактивний дощ покриває товстим шаром землю, поля, рослини та все живе. Якщо говорити про лиха в Хіросімі, то можна помітити, що 1 грам вибухової речовини спричинив загибель 200 тисяч людей.

Вважається, що вакуумна бомба, створена по новітнім технологіямможе конкурувати з ядерною. Справа в тому, що замість тротилу тут використовується газова речовина, яка потужніша в кілька десятків разів. Авіаційна бомба підвищеної потужності - найпотужніша вакуумна бомба у світі, яка не відноситься до ядерної зброї. Вона може знищити супротивника, але при цьому не постраждають будинки та техніка, а продуктів розпаду не буде.

Який принцип її роботи? Відразу після скидання з бомбардувальника спрацьовує детонатор на певній відстані від землі. Корпус руйнується і розпорошується величезна хмара. При змішуванні з киснем воно починає проникати будь-куди - у будинки, бункери, притулки. Вигоряння кисню утворює скрізь вакуум. При скиданні цієї бомби виходить надзвукова хвиля та утворюється дуже висока температура.

Відмінність вакуумної американської бомби від російської

Відмінність полягає в тому, що остання може знищувати супротивника, що знаходиться навіть у бункері, за допомогою боєголовки. Під час вибуху у повітрі боєголовка падає і сильно вдаряється об землю, зариваючись на глибину до 30 метрів. Після вибуху утворюється хмара, яка, збільшуючись у розмірах, може проникати у притулки і там вибухати. Американські боєголовки начиняються звичайним тротилом, тому руйнують будівлі. Вакуумна бомба знищує певний об'єкт, оскільки має менший радіус. Неважливо, яка бомба найпотужніша - кожна з них завдає незрівнянного ні з чим руйнівного удару, що вражає все живе.

Воднева бомба

Воднева бомба – ще одна страшна ядерна зброя. Поєднання урану та плутонію породжує не лише енергію, а й температуру, яка підвищується до мільйона градусів. Ізотопи водню поєднуються в гелієві ядра, що створює джерело колосальної енергії. Воднева бомба найпотужніша - це незаперечний факт. Достатньо лише уявити, що вибух її дорівнює вибухам 3000 атомних бомб у Хіросімі. Як у США, так і в колишньому СРСРможна нарахувати 40 тисяч бомб різної потужності – ядерних та водневих.

Вибух такого боєприпасу можна порівняти з процесами, що спостерігаються всередині Сонця та зірок. Швидкі нейтрони із величезною швидкістю розщеплюють уранові оболонки самої бомби. Виділяється як тепло, а й радіоактивні опади. Нараховують до 200 ізотопів. Виробництво такої ядерної зброї дешевше, ніж атомної, а її дія може бути посилена у скільки завгодно разів. Це найпотужніша підірвана бомба, яку випробували у Радянському Союзі 12 серпня 1953 року.

Наслідки вибуху

Результат вибуху водневої бомби має потрійний характер. Найперше, що відбувається – спостерігається найпотужніша вибухова хвиля. Її потужність залежить від висоти вибуху і типу місцевості, що проводиться, а також ступеня прозорості повітря. Можуть утворюватися великі вогняні урагани, які заспокоюються протягом кількох годин. І все ж таки вторинне і найбільш небезпечне наслідок, який може викликати найпотужніша термоядерна бомба - це радіоактивне випромінювання і зараження навколишньої місцевості на тривалий час.

Радіоактивні залишки після вибуху водневої бомби

При вибуху вогненна куля містить безліч дуже маленьких радіоактивних частинок, які затримуються в атмосферному шарі землі і надовго там залишаються. При зіткненні із землею ця вогненна куля створює розпечений пил, що складається з частинок розпаду. Спочатку осідає велика, а потім легша, яка за допомогою вітру розноситься на сотні кілометрів. Ці частки можна розглянути неозброєним оком, наприклад, такий пил можна побачити на снігу. Вона призводить до смерті, якщо хтось виявиться поблизу. Найдрібніші частки можуть багато років перебувати в атмосфері і так «мандрувати», кілька разів облітаючи всю планету. Їхнє радіоактивне випромінювання стане слабшим до того моменту, коли вони випадуть у вигляді опадів.

У разі виникнення ядерної війниіз застосуванням водневої бомби заражені частки призведуть до знищення життя у радіусі сотні кілометрів від епіцентру. Якщо використовуватиметься супербомба, тоді забруднюється територія в кілька тисяч кілометрів, що зробить землю безлюдною. Виходить, що створена людиною найпотужніша бомба у світі здатна до знищення цілих континентів.

Термоядерна бомба "Кузькина мати". створіння

Бомба АН 602 отримала кілька назв – «Цар-бомба» та «Кузькіна мати». Вона була розроблена у Радянському Союзі у 1954-1961 роках. Мала найпотужніший вибуховий пристрій за весь час існування людства. Робота з її створення проводилася протягом кількох років у особливо засекреченій лабораторії під назвою «Арзамас-16». Воднева бомба потужністю 100 мегатонн перевищує в 10 тисяч разів потужність бомби, скинутої на Хіросіму.

Її вибух здатний за лічені секунди стерти Москву з лиця землі. Центр міста запросто випарувався б у прямому розумінні слова, а все інше могло б перетворитися на найдрібніший щебінь. Найпотужніша бомба у світі стерла б і Нью-Йорк із усіма хмарочосами. Після нього залишився б двадцятикілометровий розплавлений гладкий кратер. За такого вибуху не вдалося б врятуватися, спустившись у метро. Уся територія в радіусі 700 кілометрів отримала б руйнування та заразилася радіоактивними частинками.

Вибух «Цар-бомби» – бути чи не бути?

Влітку 1961 року вчені вирішили провести випробування та спостерігати за вибухом. Найпотужніша бомба у світі мала вибухнути на полігоні, розташованому на півночі Росії. Величезна площа полігону займає всю територію острова Нова Земля. Масштаб поразки мав становити 1000 кілометрів. При вибуху зараженими могли залишитися такі промислові центри, як Воркута, Дудінка та Норильськ. Вчені, осмисливши масштаби лиха, взялися за голови та зрозуміли, що випробування скасовується.

Місця для випробування знаменитої та неймовірно потужної бомби не було ніде на планеті, залишалася лише Антарктида. Але на крижаному континенті теж не вдалося провести вибух, оскільки територія вважається міжнародною і отримати дозвіл на подібні випробування просто нереально. Довелося знизити заряд цієї бомби вдвічі. Бомбу таки підривали 30 жовтня 1961 року у тому самому місці - на острові Нова Земля (на висоті близько 4 кілометрів). Під час вибуху спостерігався жахливий величезний атомний гриб, який піднімався вгору на 67 кілометрів, а ударна хвиля тричі обійшла планету. До речі, у музеї «Арзамас-16», у місті Саров, можна на екскурсії подивитися кінохроніку вибуху, хоча стверджують, що це видовище не для людей зі слабкими нервами.

Термоядерна зброя (воднева бомба) - Тип ядерної зброї, руйнівна сила якої заснована на використанні енергії реакції ядерного синтезу легких елементів у більш важкі (наприклад, синтез одного ядра атома гелію з двох ядер атомів дейтерію), при якій виділяється енергія.

Загальний опис [ | ]

Термоядерний вибуховий пристрій може бути побудований як з використанням рідкого дейтерію, так і газоподібного стиснутого. Але поява термоядерної зброї стала можливою лише завдяки різновиду гідриду літію-дейтериду літію-6. Це з'єднання важкого ізотопу водню-дейтерію та ізотопу літію з масовим числом 6 .

Дейтерид літію-6 - тверда речовина, що дозволяє зберігати дейтерій (звичайний стан якого в нормальних умовах- газ) за звичайних умов, і, крім того, другий його компонент - літій-6 - це сировина для отримання найдефіцитнішого ізотопу водню - тритію. Власне, 6 Li - єдине промислове джерело отримання тритію:

Ця ж реакція відбувається і в дейтериді літію-6 термоядерному пристрої при опроміненні швидкими нейтронами; енергія, що виділяється E 1 = 4,784 МеВ. Тритій (3 H), що утворився, далі вступає в реакцію з дейтерієм, виділяючи енергію E 2 = 17,59 МеВ:

причому утворюється нейтрон з кінетичною енергією не менше 14,1 МеВ, який може знову ініціювати першу реакцію на ще одному ядрі літію-6, або викликати поділ важких ядер урану або плутонію в оболонці або тригері з випущенням ще кількох швидких нейтронів.

У ранніх термоядерних боєприпасах США використовувався також і дейтерид природного літію, що містить переважно ізотоп літію з масовим числом 7 . Він також є джерелом тритію, але для цього нейтрони, що беруть участь в реакції, повинні мати енергію 10 МеВ і вище: реакція n+ 7 Li → 3 H + 4 He + n− 2,467 МеВє ендотермічною, що поглинає енергію.

Термоядерна бомба, що діє за принципом Теллера - Улама, складається з двох щаблів: тригера та контейнера з термоядерним пальним.

Пристрій, випробуваний США в 1952 році, фактично не був бомбою, а був лабораторним зразком, «3-поверховий будинок, наповнений рідким дейтерієм», виконаний у вигляді спеціальної конструкції. Радянські вчені розробили саме бомбу - закінчений пристрій, придатний до практичного військового застосування.

Найбільша колись висаджена воднева бомба - радянська 58-мегатонна «цар-бомба», підірвана 30 жовтня 1961 року на полігоні архіпелагу Нова Земля. Микита Хрущов згодом публічно пожартував, що спочатку передбачалося підірвати 100-мегатонну бомбу, але заряд зменшили, «щоб не побити всі шибки в Москві». Конструктивно бомба дійсно була розрахована на 100 мегатонн і цієї потужності можна було добитися заміною свинцевого на урановий. Бомбу було підірвано на висоті 4000 метрів над полігоном «Нова Земля». Ударна хвиля після вибуху тричі обійшла земну кулю. Незважаючи на успішне випробування, бомба на озброєння не надійшла; тим не менш, створення та випробування надбомби мали велике політичне значення, продемонструвавши, що СРСР вирішив завдання досягнення практично будь-якого рівня мегатоннажу ядерного арсеналу

США [ | ]

Ідея бомби з термоядерним синтезом, який ініціював атомний заряд, була запропонована Енріко Фермі його колезі Едварду Теллеру восени 1941 року, на самому початку Манхеттенського проекту. Значну частину своєї роботи під час Манхеттенського проекту Теллер присвятив роботі над проектом бомби синтезу, певною мірою нехтуючи власне атомною бомбою. Його орієнтація на труднощі та позиція «адвоката диявола» в обговореннях проблем змусили Оппенгеймера відвести Теллера та інших «проблемних» фізиків на запасний шлях.

Перші важливі та концептуальні кроки до здійснення проекту синтезу зробив співробітник Теллера Станіслав Улам. Для ініціювання термоядерного синтезу Улам запропонував стискати термоядерне паливо до початку його нагрівання, використовуючи для цього фактори первинної реакції розщеплення, а також розмістити термоядерний заряд окремо від первинного ядерного компонента бомби. Ці пропозиції дозволили перевести розробку термоядерної зброї на практичну площину. Виходячи з цього, Теллер припустив, що рентгенівське та гамма-випромінювання, породжені первинним вибухом, можуть передати достатньо енергії у вторинний компонент, розташований у загальній оболонці з первинним, щоб здійснити достатню імплозію (обтиснення) та ініціювати термоядерну реакцію. Пізніше Теллер, його прихильники та противники обговорювали внесок Улама в теорію, що лежить в основі цього механізму.

Вибух «Джордж»

У 1951 році було проведено серію випробувань під загальним найменуванням Операція «Парник» (англ. Operation Greenhouse), в ході якої відпрацьовувалися питання мініатюризації ядерних зарядів зі збільшенням їхньої потужності. Одним із випробувань у цій серії став вибух під кодовим найменуванням «Джордж» (англ. George), в якому було підірвано експериментальний пристрій, що був ядерним зарядом у вигляді тора з невеликою кількістю рідкого водню, поміщеним у центрі. Основна частина потужності вибуху була отримана саме за рахунок водневого синтезу, що на практиці підтвердило загальну концепцію двоступінчастих пристроїв.

«Іві Майк»

Незабаром розвиток термоядерної зброї у Сполучених Штатах був спрямований у бік мініатюризації конструкції Теллер-Улама, якою можна було б оснастити міжконтинентальні балістичні ракети (МБР/ICBM) та балістичні ракети підводних човнів (БРПЛ/SLBM). До 1960 року на озброєння було прийнято боєголовки мегатонного класу W47, розгорнуті на підводних човнах, оснащених балістичними ракетами Поларіс . Боєголовки мали масу 320 кг і діаметр 50 см. Пізніші випробування показали низьку надійність боєголовок, встановлених на ракети Поларіс, та необхідність їх доопрацювань. До середини 1970-х років мініатюризація нових версій боєголовок за схемою Теллера-Улама дозволила розміщувати 10 і більше боєголовок в габаритах бойової частини ракет з головними частинами, що розділяються (РГЧ/MIRV).

СРСР [ | ]

Північна Корея [ | ]

У грудні року ЦТАК розповсюдила заяву керівника КНДР Кім Чен Іна, в якій він повідомляє про наявність у Пхеньяну власної водневої бомби.

Водородна бомба, зброя великої руйнівної сили (порядку мегатон у тротиловому еквіваленті), принцип дії якого заснований на реакції термоядерного синтезу легких ядер. Джерелом енергії вибуху є процеси, аналогічні до процесів, що протікають на Сонці та інших зірках.

У 1961 році був зроблений найпотужніший вибух водневої бомби.

Вранці 30 жовтня об 11 год. 32 хв. над Новою Землею в районі Губи Мітюші на висоті 4000 м над поверхнею суші було підірвано водневу бомбу потужністю 50 млн. т тротилу.

радянський Союзпровів випробування найпотужнішого в історії термоядерного пристрою. Навіть у "половинному" варіанті (а максимальна потужність такої бомби становить 100 мегатонн) енергія вибуху десятикратно перевищувала сумарну потужність усіх вибухових речовин, використаних усіма воюючими сторонами за роки Другої світової війни (включаючи атомні бомби, скинуті на Хіросіму та Нагасакі). Ударна хвиля від вибуху тричі обігнула земну кулю, вперше - за 36 год. 27 хв.

Світловий спалах був настільки яскравим, що, незважаючи на суцільну хмарність, було видно навіть із командного пункту в селищі Білуша Губа (віддаленому від епіцентру вибуху майже на 200 км). Грибоподібна хмара зросла до висоти 67 км. На момент вибуху, поки на величезному парашуті бомба повільно опускалася з висоти 10500 до розрахункової точки підриву, літак-носій Ту-95 з екіпажем та його командиром майором Андрієм Єгоровичем Дурновцевим уже був у безпечній зоні. Командир повертався на свій аеродром підполковником, Героєм Радянського Союзу. У покинутому селищі - 400 км від епіцентру - було порушено дерев'яні будинки, а кам'яні позбулися дахів, вікон та дверей. На багато сотень кілометрів від полігону внаслідок вибуху майже на годину змінилися умови проходження радіохвиль, і припинився радіозв'язок.

Бомба була розроблена В.Б. Адамським, Ю.М. Смирновим, А.Д. Сахаровим, Ю.М. Бабаєвим та Ю.А. Трутнєвим (за що Сахаров був нагороджений третьою медаллю Героя Соціалістичної Праці). Маса "пристрою" становила 26 тонн, для її транспортування та скидання використовувався спеціально модифікований стратегічний бомбардувальник Ту-95.

"Супербомба", як називав її А.Сахаров, не містилася у бомбовому відсіку літака (її довжина становила 8 метрів, а діаметр - близько 2 метрів), тому несилову частину фюзеляжу вирізали та змонтували спеціальний підйомний механізм та пристрій для кріплення бомби; при цьому в польоті вона все одно більше ніж наполовину стирчала назовні. Весь корпус літака, навіть лопаті його гвинтів, був покритий спеціальною білою фарбою, що захищає від світлового спалаху під час вибуху. Такою ж фарбою був покритий корпус літака-лабораторії, що супроводжував.

Результати вибуху заряду, який отримав на Заході ім'я «Цар-бомба», вражали:

* Ядерний «гриб» вибуху піднявся на висоту 64 км; діаметр його капелюшка досяг 40 кілометрів.

Вогненна куля розриву досягла землі і майже досягла висоти скидання бомби (тобто, радіус вогняної кулі вибуху був приблизно 4,5 кілометра).

* Випромінювання викликало опіки третього ступеня на відстані до ста кілометрів.

* На піку виділення випромінювання вибух досяг потужності в 1% від сонячної.

* Ударна хвиля, що виникла в результаті вибуху, тричі обігнула земну кулю.

* Іонізація атмосфери стала причиною перешкод радіозв'язку навіть за сотні кілометрів від полігону протягом однієї години.

* Свідки відчули удар та змогли описати вибух на відстані тисячі кілометрів від епіцентру. Також ударна хвиля певною мірою зберегла руйнівну силу на відстані тисячі кілометрів від епіцентру.

* Акустична хвиля докотилася до острова Діксон, де вибуховою хвилею повибивало вікна в будинках.

Політичним результатом цього випробування була демонстрація Радянським Союзом володіння необмеженою за потужністю зброєю масового знищення - максимальний мегатонаж бомби з випробуваних на той момент США був вчетверо меншим, ніж у «Цар-бомби». Насправді збільшення потужності водневої бомби досягається простим збільшенням маси робочого матеріалу, так що, в принципі, немає жодних факторів, що перешкоджають створенню 100-мегатонної або 500-мегатонної водневої бомби. (Насправді, «Цар-бомба» була розрахована на 100-мегатонний еквівалент; заплановану потужність вибуху урізали вдвічі, за словами Хрущова, «Щоб не розбити всі шибки в Москві»). Цим випробуванням Радянський Союз продемонстрував здатність створити водневу бомбу будь-якої потужності та засоби доставки бомби до точки підриву.

Термоядерні реакції.У надрах Сонця міститься гігантська кількість водню, що перебуває у стані надвисокого стиску при температурі прибл. 15 000 000 К. При настільки високих температурі і щільності плазми ядра водню відчувають постійні зіткнення один з одним, частина з яких завершується їх злиттям і зрештою утворенням важких ядер гелію. Подібні реакції, які мають назву термоядерного синтезу, супроводжуються виділенням величезної кількості енергії. Відповідно до законів фізики, енерговиділення при термоядерному синтезі обумовлено тим, що при утворенні більш важкого ядра частина маси легких ядер, що увійшли до його складу, перетворюється на колосальну кількість енергії. Саме тому Сонце, маючи гігантську масу, у процесі термоядерного синтезу щодня втрачає бл. 100 млрд. т речовини і виділяє енергію, завдяки якій стало можливим життя на Землі.

Ізотопи водню.Атом водню - найпростіший із усіх існуючих атомів. Він складається з одного протона, що є його ядром, довкола якого обертається єдиний електрон. Ретельні дослідження води (H 2 O) показали, що в ній у нікчемній кількості є «важка» вода, що містить «важкий ізотоп» водню - дейтерій (2 H). Ядро дейтерію складається з протону і нейтрону - нейтральної частки, за масою близькою до протону.

Існує третій ізотоп водню - тритій, в ядрі якого містяться один протон і два нейтрони. Тритій нестабільний і зазнає мимовільного радіоактивного розпаду, перетворюючись на ізотоп гелію. Сліди тритію виявлено в атмосфері Землі, де він утворюється в результаті взаємодії космічних променів з молекулами газів, що входять до складу повітря. Тритій отримують штучним шляхом ядерному реакторі, опромінюючи ізотоп літій-6 потоком нейтронів

Розробка водневої бомби.Попередній теоретичний аналізпоказав, що термоядерний синтез найлегше здійснити в суміші дейтерію та тритію. Взявши це за основу, вчені США на початку 1950 року розпочали реалізацію проекту зі створення водневої бомби (HB). Перші випробування модельного ядерного пристрою були проведені на полігоні Еніветок навесні 1951; термоядерний синтез був лише частковим. Значний успіх був досягнутий 1 листопада 1951 року при випробуванні масивного ядерного пристрою, потужність вибуху якого склала 4? 8 Мт у тротиловому еквіваленті.

Перша воднева авіабомба була підірвана в СРСР 12 серпня 1953 року, а 1 березня 1954 року на атоле Бікіні американці підірвали потужнішу (приблизно 15 Мт) авіабомбу. З того часу обидві держави проводили вибухи вдосконалених зразків мегатонної зброї.

Вибух на атоле Бікіні супроводжувався викидом великої кількості радіоактивних речовин. Частина з них випала за сотні кілометрів від місця вибуху на японське рибальське судно «Щасливий дракон», а інша покрила острів Ронгелап. Оскільки в результаті термоядерного синтезу утворюється стабільний гелій, радіоактивність при вибуху суто водневої бомби має бути не більшою, ніж у атомного детонатора термоядерної реакції. Однак у розглянутому випадку прогнозовані та реальні радіоактивні опади значно розрізнялися за кількістю та складом.

Механізм дії водневої бомби Послідовність процесів, що відбуваються під час вибуху водневої бомби, можна наступним чином. Спочатку вибухає заряд-ініціатор термоядерної реакції (невелика атомна бомба), що знаходиться всередині оболонки HB, в результаті чого виникає нейтронний спалах і створюється висока температура, необхідна для ініціації термоядерного синтезу. Нейтрони бомбардують вкладиш з дейтериду літію - з'єднання дейтерію з літієм (використовується ізотоп літію з масовим числом 6). Літій-6 під дією нейтронів розщеплюється на гелій та тритій. Таким чином, атомний запал створює необхідні для синтезу матеріали безпосередньо в наведеній в дію бомбі.

Потім починається термоядерна реакція в суміші дейтерію з тритієм, температура всередині бомби стрімко наростає, залучаючи до синтезу все більше більша кількістьводню. При подальшому підвищенні температури могла б початися реакція між ядрами дейтерію, характерна для водневої бомби. Всі реакції, звичайно, протікають настільки швидко, що сприймаються як миттєві.

Поділ, синтез, поділ (супербомба). Насправді у бомбі описана вище послідовність процесів закінчується на стадії реакції дейтерію з тритієм. Далі конструктори бомби воліли використовувати не синтез ядер, які розподіл. В результаті синтезу ядер дейтерію і тритію утворюються гелій і швидкі нейтрони, енергія яких досить велика, щоб викликати поділ ядер урану-238 (основний ізотоп урану, значно дешевше, ніж уран-235, що використовується у звичайних атомних бомбах). Швидкі нейтрони розщеплюють атоми уранової оболонки супербомби. Розподіл однієї тонни урану створює енергію, еквівалентну 18 Мт. Енергія йде не лише на вибух та виділення тепла. Кожне ядро ​​урану розщеплюється на два радіоактивні «уламки». До продуктів поділу входять 36 різних хімічних елементівта майже 200 радіоактивних ізотопів. Все це і становить радіоактивні опади, які супроводжують вибухи супербомбів.

Завдяки унікальній конструкції та описаному механізму дії зброю такого типу може бути зроблено як завгодно потужною. Воно набагато дешевше за атомні бомби тієї ж потужності.

Наприкінці 30-х років минулого століття в Європі вже були відкриті закономірності поділу та розпаду, а воднева бомба з розряду фантастики перейшла в реальну дійсність. Історія освоєння ядерної енергії цікава і досі є захоплюючим змаганням між науковим потенціалом країн: нацистської Німеччини, СРСР та США. Найпотужніша бомба, володіти якою мріяла будь-яка держава, була не лише зброєю, а й потужним політичним інструментом. Та країна, яка мала її у своєму арсеналі, фактично ставала всемогутньою та могла диктувати свої правила.

Воднева бомба має історію створення, в основу якої лягли фізичні закони, а саме термоядерний процес. Спочатку її неправильно назвали атомною, а виною тому була неписьменність. У вчений Бете, який згодом став лауреатом Нобелівської преміїпрацював над штучним джереломенергії – розподілом урану. Цей час був піком наукової діяльностібагатьох фізиків, а серед них була така думка, що наукові секрети нічого не винні існувати зовсім, оскільки спочатку закони науки інтернаціональні.

Теоретично воднева бомба була винайдена, тепер за допомогою конструкторів вона повинна була придбати технічні форми. Залишалося тільки упаковати її у певну оболонку та випробувати на потужність. Є два вчені, імена яких назавжди будуть пов'язані зі створенням цієї потужної зброї: у США це – Едвард Теллер, а в СРСР – Андрій Сахаров.

У США термоядерною проблемою ще в 1942 році почав займатися фізик. За розпорядженням Гаррі Трумена, на той час президента США, над цією проблемою працювали найкращі вчені країни, вони створювали принципово нову зброю знищення. Причому замовлення уряду було на бомбу потужністю не менше мільйона тонн тротилу. Воднева бомба Теллером була створена і показала людству в Хіросімі та Нагасакі свої безмежні, але нищівні здібності.

На Хіросіму було скинуто бомбу, яка важила 4,5 тонни із вмістом урану 100 кг. Цей вибух відповідав майже 12 500 тонн тротилу. Японське місто Нагасакі стерло плутонієву бомбу такої ж маси, але еквівалентну вже 20 000 тонн тротилу.

Майбутній радянський академік А. Сахаров у 1948 році, ґрунтуючись на своїх дослідженнях, представив конструкцію водневої бомби під найменуванням РДС-6. Його дослідження пішли за двома гілками: перша мала назву «шарка» (РДС-6с), а її особливістю був атомний заряд, який оточувався шарами важких та легких елементів. Друга гілка - «труба» або (РДС-6т), у ній плутонієва бомба перебувала у рідкому дейтерії. Згодом було зроблено дуже важливе відкриття, що довело, що напрям «труба» є глухим.

Принцип дії водневої бомби полягає в наступному: спочатку вибухає всередині оболонки HB заряд, який є ініціатором термоядерної реакції, як наслідок виникає нейтронний спалах. При цьому процес супроводжується вивільненням високої температури, яка потрібна для подальшого нейтрону. Починають бомбардування вкладиша з дейтериду літію, а він у свою чергу під безпосередньою дією нейтронів розщеплюється на два елементи: тритій і гелій. Використовуваний атомний запал утворює необхідних перебігу синтезу складові вже приведеної в дію бомбі. Ось такий складний принцип дії водневої бомби. Після цієї попередньої дії починається безпосередньо термоядерна реакція в суміші дейтерію з тритієм. У цей час у бомбі дедалі більше зростає температура, а в синтезі бере участь більша кількість водню. Якщо слідкувати за часом перебігу цих реакцій, то швидкість їх дії можна охарактеризувати як миттєву.

Згодом вчені почали застосовувати не синтез ядер, які розподіл. При поділі однієї тонни урану створюється енергія, еквівалентна 18 Мт. Така бомба має колосальну потужність. Найпотужніша бомба, створена людством, належала СРСР. Вона навіть потрапила до книги рекордів Гіннесса. Її вибухова хвиля дорівнювала 57 (приблизно) мегатоннам речовини тротил. Вибухнула вона була в 1961 році в районі архіпелагу Нова Земля.

Як радянські фізики робили водневу бомбу, які плюси та мінуси несла в собі цю страшну зброю, читайте у рубриці «Історія науки».

Після Другої світової війни говорити про фактичний настання світу було ще не можна – дві великі світові держави розпочали гонку озброєнь. Однією з граней цього конфлікту виявилося протистояння СРСР та США у створенні ядерної зброї. У 1945 році США, які першими негласно вступили в гонку, скинули ядерні бомбина сумно відомі містаХіросіма та Нагасакі. У Радянському Союзі теж велися роботи зі створення ядерної зброї, і в 1949 році випробували першу атомну бомбу, робочою речовиною якої був плутоній. Ще під час її розробки радянська розвідка з'ясувала, що США перейшли на розробку потужнішої бомби. Це спонукало СРСР зайнятися виготовленням термоядерної зброї.

З'ясувати, яких результатів досягли американці, розвідники не змогли та й спроби радянських ядерників не увінчалися успіхом. Тому було вирішено створити бомбу, вибух якої відбувався за рахунок синтезу легких ядер, а чи не поділу важких, як і атомної бомбі. Навесні 1950 почалися роботи над створенням бомби, що отримала надалі назву РДС-6с. Серед її розробників виявився і майбутній лауреат Нобелівської премії миру Андрій Сахаров, який запропонував ідею конструкції заряду ще 1948 року, але пізніше виступав проти ядерних випробувань.

Андрій Сахаров

Володимир Федоренко/Wikimedia Commons

Сахаров запропонував покрити ядро ​​з плутонію кількома шарами легких та важких елементів, а саме ураном та дейтерієм – ізотопом водню. Згодом, щоправда, дейтерій запропонували замінити на дейтерид літію – це значно спростило конструкцію заряду та його експлуатацію. Додатковою перевагою було те, що з літію після бомбардування нейтронами виходить ще один ізотоп водню – тритій. Вступаючи в реакцію з дейтерієм, тритій виділяє набагато більше енергії. До того ж літій ще й уповільнює нейтрони краще. Така структура бомби подарувала їй прізвисько «Шарка».

Певна складність полягала в тому, що товщина кожного шару та їхня остаточна кількість також були дуже важливими для успішного випробування. За розрахунками, від 15% до 20% виділення енергії під час вибуху припадало на термоядерні реакції, а ще 75-80% - на розподіл ядер урану-235, урану-238 та плутонію-239. Передбачалося також, що потужність заряду складе від 200 до 400 кілотонн, практичний результатопинився на верхньому кордоні прогнозів.

У день Х, 12 серпня 1953 року, першу радянську водневу бомбу перевірили у дії. Семипалатинський випробувальний полігон, на якому стався вибух, був у Східно-Казахстанській області. Випробовуванню РДС-6с передувала спроба 1949 року (тоді на полігоні провели наземний вибух бомби потужністю 22,4 кілотонни). Незважаючи на ізольоване становище полігону, населення регіону на собі відчуло всю красу ядерних випробувань. Люди, які жили порівняно неподалік полігону протягом десятків років, аж до закриття полігону в 1991 році, піддавалися радіаційному опроміненню, а території за багато кілометрів від полігону виявилися забрудненими продуктами ядерного розпаду.

Перша радянська воднева бомба РДС-6С

Wikimedia Commons

За тиждень до випробування РДС-6с, за розповідями очевидців, військові видали сім'ям гроші і продукти, які проживали неподалік полігону, але ніякої евакуації та інформування про майбутні події не було. Радіоактивний ґрунт із самого полігону відвезли, а найближчі споруди та наглядові пункти відновили. Водневу бомбу було вирішено підірвати на землі, незважаючи на те, що конфігурація дозволяла скинути її з літака.

Попередні випробування атомних зарядів разюче відрізнялися від того, що зафіксували ядерники після випробування «слойки Сахарова». Енерговихід бомби, яку критики називають не термоядерною бомбою, а атомною бомбою з термоядерним посиленням, виявився у 20 разів більшим, ніж у попередніх зарядів. Це було помітно неозброєним поглядом у сонячних окулярах: від уцілілих та відновлених будівель після випробування водневої бомби залишився лише пил.