Термоя́дерное ору́жие — вид ядерного оружия, разрушительная сила которого основана на использовании энергии реакции ядерного синтеза лёгких элементов в более тяжёлые. ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. ВОДОРОДНАЯ БОМБА — оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер.
Как действует водородная бомба и каковы последствия взрыва? Инфографика
Относительно низкая дальнобойность ТОС делает их уязвимыми перед натовскими артиллерийскими орудиями, которые превосходит ТОС по этому параметру. Например, гаубица М777, массово используемая ВСУ, доносит свои снаряды на расстояние 30-40 км. Бомба может быть сброшена с самолёта с безопасного расстояния. Новые конструкторские идеи позволили бомбе стать точнее. Дальность полёта при этом, по заявлениям разработчика, составляет внушительные 3000 км, что перекрывает всю территорию Украины. Когда бомба опускается на высоту 30-50 м, происходит раскрытие парашюта. На высоте 7-9 м от поверхности земли осуществляется подача импульса от радиовысотометра для подрыва заряда. За мгновение содержимое бомбы вступает в контакт с кислородом и в хвостовой её части происходит подрыв при помощи вторичного заряда. Такой принцип действия ОДАБ называется двухтактным. Инфографика зарубежного издания напомним, что "вакуумная" - технически неверный термин В ходе первого такта происходит распыление топливной массы, в ходе второго — подрывается образовавшаяся воздушно-топливная смесь.
Так и работает атомная бомба, выделяя в процессе расщепления ядер чудовищную энергию и смертельное излучение. Почему же в природе не происходит цепной реакции? Дело в том, что для этого требуется, чтобы масса вещества превысила некую критическую величину — критическую массу. Если масса вещества меньше критической массы, то испускаемых им нейтронов будет не хватать для запуска цепного процесса. Теперь рассмотрим конструкцию атомной бомбы в самом простом варианте. В корпус боеприпаса помещается две части изотопа например, уран-235 , разделенные друг с другом — так, чтобы каждая из частей имела докритическую массу, но в сумме масса превышала критическую. За одной такой частью располагается обычный тротиловый заряд. Тротиловый заряд подрывается, и одна часть урана с огромной силой соединяется с другой, образуя уже критическую массу. Далее следует цепная реакция с огромным выделением энергии и сопутствующими ей поражающими факторами, уничтожающими всё вокруг на многие километры. Почему нельзя соединить оба куска просто так, без тротилового заряда? Дело в том, что в этом случае при медленном соединении обеих частей вещества вся энергия, выделенная при обмене нейтронами, будет уходить в нагрев. Чем ближе друг к другу будут обе части, тем больше будут они нагреваться и в конце концов расплавятся сами и расплавят всю конструкцию бомбы. Нам же необходимо получить взрывной рост плотности энергии. Этого можно достичь только при очень быстром сближении частей — таком быстром, чтобы возрастание потока нейтронов не успевало бы за скоростью сближения. Данный метод именуется «пушечной схемой» и описан весьма условно. Ныне этот метод не применяется, а используются более сложные схемы… Водородная бомба Увеличение мощности обычной ядерной бомбы упирается в некий потолок, ограниченной мощностью в несколько десятков килотонн. Дело в том, что цепная реакция при большой сверхкритической массе не успевает затронуть всё вещество — начавшееся практически мгновенно выделение энергии успевает разбросать большую часть вещества до того, как оно вступит в цепную реакцию. Необходимо повысить мощность взрыва другим методом. И решение было найдено: в дело вступил термоядерный синтез, на сегодняшний день самый мощный тип энергии.
США не рассчитывали на быстрое развитие научно-технического прогресса в Союзе. Первая атомная бомба, взорванная на территории СССР уже 29 августа 1949 года, дала понять, чего стоит опасаться Америке. Этим взрывом ознаменовалось начало ядерной гонки между двумя державами. К началу 1960-х в мире сложилась довольно непростая политическая ситуация. Спасшегося летчика Фрэнсиса Пауэрса арестовали. На это американский президент ответил отменой встречи глав правительств четырех держав в Париже и других инициатив по сближению государств. Пилот Френсис Пауэрс U. Air Force photo , by commons. Интересы США и Страны Советов расходились в процессе деколонизации Африки, германского мирного урегулирования и прочего.
Air Force photo , by commons. Интересы США и Страны Советов расходились в процессе деколонизации Африки, германского мирного урегулирования и прочего. К тому же в 1962 году на отношения между державами повлиял Карибский кризис. Огненное облако взрыва РДС-6с ССО В этих обстоятельствах СССР была необходима своеобразная гарантия защиты: строительство ядерных баз, усовершенствование ядерных боеприпасов и разработка стратегических бомбардировщиков. Мощнейший арсенал, с которым Советский Союз вступил в новое десятилетие, стал сдерживающим фактором для Запада. Прорыв в науке, совершенный советскими учеными, которые создали первую в мире водородную бомбу, позволил избежать новых военных конфликтов. На основе исследований ученых разработка бомбы началась по двум направлениям. Первый — «слойка», представляющая собой атомный заряд, который окружен несколькими слоями легких и тяжелых элементов. Второй — «труба», в которой плутониевая бомба погружалась в жидкий лейтерий.
Водородная бомба РДС-6С "СЛОЙКА"
Эта бомба несла заряд, эквивалентный двадцати тысячам тонн тротила, т. Сейчас, когда мы измеряем мощность бомбы мегатоннами— величиной, эквивалентной миллионам тонн тротила,— бомба мощностью порядка нескольких килотонн кажется по сравнению с ней сущим пустяком, к тому же устаревшим. Тем не менее это устаревшее сейчас атомное оружие равнялось 2000 десятитонных фугасок, казавшихся в начале второй мировой войны настоящими чудовищами. Чтобы осуществить бомбардировку, равноценную бомбардировке Нагасаки, потребовалось бы по крайней мере две тысячи самолетов «Б-29» — самых больших бомбардировщиков времен второй мировой войны, каждый из которых стоил около одного миллиона долларов. С экипажем из девяти человек на каждом бомбардировщике такой налет потребовал бы 18 тысяч хорошо обученных молодых американских летчиков. Нагасакскую же бомбу вез всего один «Б-29» с экипажем из девяти человек. Через несколько лет этот эквивалент в виде фугасных бомб настолько устарел, что не годился даже в качестве сравнения для детонатора многомегатонной водородной бомбы. Для взрыва такой водородной бомбы у нас существуют усовершенствованные модели обычных атомных бомб с применением урана-235 или плутония мощностью в пятьсот килотонн тротиловый эквивалент 500 тысяч тонн или меньшие бомбы, но гораздо большей мощности, чем бомбы, сброшенные на города Японии.
После успешного испытания нашей первой транспортабельной многомегатонной водородной бомбы мы вступили в мегатонный век, когда сила взрыва одной водородной бомбы, находящейся на борту самолета и сброшенной на цель, намного превосходит мощность всех взрывчатых веществ, сброшенных на Германию, Италию и Японию, вместе взятых, в течение всей второй мировой войны. Действительно, мощность десятимегатонной бомбы, примерно равной той, взрыв которой я наблюдал на Бикини, в пять раз больше мощности всех взрывчатых веществ, сброшенных в течение второй мировой войны военно-воздушными силами всех ее участников. Что произойдет, если десятимегатонная бомба будет сброшена на город? Мы можем себе это представить на основании официальных данных Комиссии по атомной энергии, где приводятся последствия взрыва бомбы мощностью в пять мегатонн тротиловый эквивалент пять миллионов тонн во время испытаний в ноябре 1952 г. Этот взрыв, известный под условным названием «Майк», причинил самые большие разрушения, которые когда- либо наблюдались во время испытаний,— полное уничтожение всего в радиусе пяти километров, сильные и умеренные повреждения в радиусе одиннадцати километров, легкий ущерб в радиусе до шестнадцати километров. Если бы такой взрыв произошел в Вашингтоне с эпицентром в Капитолии, это стерло бы с лица Земли территорию от Арлингтонского кладбища на западе до реки Анакоста на востоке и от Солдатского дома на севере до Боллинг Филд на юге. При взрыве этой пятимегатонной бомбы образовался бы самый большой огненный шар с максимальным диаметром пять с половиной километров, который смог бы занять площадь, равную одной четвертой части острова Манхэттен — сердца Нью-Йорка.
Если бы эпицентр взрыва находился там, где расположен Эмпайр Стейт Билдинг, то огненный шар занял бы пространство между Вашингтон-сквером и Центральным парком. Такой взрыв стер с лица Земли остров Элугелаб, на котором происходили испытания, оставив вместо него кратер диаметром в полтора километра, куда можно было бы поместить четырнадцать зданий Пентагона. Глубина кратера равняется 52 метрам, т. Через две минуты после взрыва появилось грибообразное облако, которое поднялось на высоту 12 000 метров— это высота 32 зданий Эмпайр Стейт Билдинг. Через десять минут основание облака поднялось в стратосферу на высоту 40 километров, а шляпка гриба высотой в шестнадцать километров растянулась на полторы сотни километров. Однако и это апокалипсическое оружие кажется пигмеем по сравнению с двумя водородными бомбами, взорванными на большой высоте над островом Джонстон в 1120 километрах к юго-западу от Гонолулу во время испытаний под шифром «Хардтэк» в 1958 г. Первое испытание— «Тик» — было произведено около полуночи 31 июля 1958 г.
Второе — «Апельсин» — на высоте 30,5 тысяч метров в ночь на 11 августа 1958 г. Оба термоядерных устройства — первые мегатонные бомбы, взорванные Соединенными Штатами в стратосфере. Во время испытания «Тика» возник яркий огненный шар, который стал быстро расти и подниматься со скоростью примерно до 1,6 километра в секунду. У основания шара появилось сияние — первое небесное сияние, созданное человеком, которое быстро распространилось к северу. Диаметр огненного шара увеличился до 17 километров за 0,3 секунды и до 28 километров за 3,5 секунды. Шар ослепительно сверкал в течение пяти минут. Огненный шар «Апельсина» рос медленнее, и его сияние, которое не было столь ярким, как у «Тика», появилось лишь после того, как шар поднялся.
Взрыв прервал радиосвязь на тысячи километров вокруг, вызвал затемнение на экранах радаров и частично ослепил кроликов на растоянии более 480 километров от места взрыва. Это смертоносное оружие, которое, постоянно совершенствуясь, уменьшается в размерах и увеличивается в мощности, является гарантией того, что ни одна страна, какой бы сильной она ни была, не рискнет начать термоядерную войну. Чистая водородная бомба В течение 1954—1955 гг. В течение двух роковых лет мы чуть было не потеряли водородную бомбу. Фактически мы ее потеряли, хотя ни мы, ни русские в то время этого полностью не сознавали. Лишь сейчас, когда опасность, к счастью, миновала, можно, не выходя за рамки дозволенного, рассказать об одном из самых роковых кризисов современности. Как это ни парадоксально, наше тяжелое положение в деле создания самого мощного оборонительного оружия— единственного оружия, которое могло уравновесить подавляющее превосходство противника в живой силе,— сложилось не в результате шпионской или диверсионной вражеской деятельности, это не было также результатом нашей халатности или небрежности.
Как ни странно, все произошло из-за того, что водородная бомба оказалась слишком «хорошим» оружием — настолько мощным, что оно может уничтожить сотни миллионов людей, не разбирая, кто друг, а кто враг. Но самым ужасным было то, что водородное оружие оказалось настолько «грязным», что его применение грозило отразиться на наследственности человека, на будущих поколениях. Очевидно, столь грязное оружие, способное калечить и убивать несметные миллионы людей, равно как и нерожденные поколения, не могло быть применено ни при каких условиях. Даже если мы открыто и не заявим об отказе от этого оружия, Советский Союз и другие страны знают, что применение его нашей или любой другой страной немыслимо. Это, разумеется, означает, что такое оружие нельзя рассматривать как средство отражения агрессии, и поэтому обладание им стало бы бессмысленным. В своем докладе, сделанном при закрытых дверях перед сенатской подкомиссией 25 мая 1956 г. Гэвин заявил, что «тотальное ядерное нападение военно-воздушных сил на Советский Союз приведет к нескольким сотням миллионов жертв, которые могут быть и с той, и с другой стороны, в зависимости от направления ветра».
Наш запас водородных бомб мог не только стать бесполезным как средство сдерживания агрессии, но и превратиться в самое мощное пропагандистское оружие, направленное против нас самих. Эта идея завоевала миллионы сторонников не только в коммунистическом мире и среди нейтральных стран, но и в нашей стране, где проблема запрещения дальнейших испытаний мощных водородных бомб превратилась в один из главных вопросов предвыборной президентской кампании 1956 г. В совместном советско-индийском заявлении от 13 декабря 1955 г. В своем рождественском послании 1955 г. Эдлай Стивенсон, выступая в апреле и мае 1956 г. Впоследствии он заменил это предложение проектом заключения соглашения с СССР о прекращении испытаний мощных водородных бомб. Истинный смысл вопроса «испытывать или не испытывать» был разъяснен выдающимся внешнеполитическим экспертом, бывшим послом в Советском Союзе Джорджем Ф.
Кеннэном, профессором Института прогрессивных исследований в Принстоне. Нельзя игнорировать чувства этих миллионов». То, что ужасные радиоактивные осадки действительно вызывали беспокойство наших руководителей, стало ясно после выступления президента Эйзенхауэра на пресс-конференции за несколько дней до тихоокеанских испытаний 1956 г. Он заявил, что одна из основных целей программы предстоящих ядерных испытаний состоит в создании оружия с «меньшим количеством осадков». В заявлении Льюиса Л. Страусса, бывшего тогда председателем Комиссии по атомной энергии, а затем в заявлении самого президента Эйзенхауэра в ходе избирательной кампании 1956 г. Испытания именно этого «чистого» оружия я наблюдал утром 21 мая с палубы флагманского корабля «Маунт Мак-Кинли» у атолла Бикини.
Как сообщил Страусс, «максимальный эффект оружия, испытанного в Тихом океане весной и летом 1956 г. Эти испытания «подтвердили,— добавил Страусс,— что существует много факторов, включая оперативные, которые позволяют уменьшить выпадение осадков при ядерных взрывах до таких размеров, о которых до сих пор и не подозревали». Под «оперативными факторами», о которых говорил Страусс, подразумевался взрыв многомегатонной водородной бомбы на большой высоте, примерно девять тысяч метров, т. Когда взрыв происходит на высоте, превышающей этот радиус от 5 до 6,5 километра , огненный шар не касается земли или водной поверхности и поэтому не поднимает при взрыве тысячи тонн земли или воды, зараженных радиоактивными частицами и образующих гигантское облако, дающее смертоносные осадки. Однако предположение Страусса о том, что существует много факторов, кроме чисто оперативных, «которые позволяют уменьшить выпадение осадков при ядерных взрывах», может означать только одно — уменьшение количества используемого расщепляющегося материала, прежде всего урана, который является основным источником опасных осадков.
Водородная и атомная бомбы: сравнительные характеристики Водородная бомба против атомной. Как мы все знаем, водородные бомбы используют принцип действия, основанный на ядерном синтезе, а атомные бомбы используют ядерное деление. Если сравнивать энергию, которая образуется при ядерном делении и ядерном синтезе, то в теории разрыв будет не таким огромным, как думают многие. Это примерно равно энергии взрыва 20 тыс. Из 1 кг дейтерида лития-6 после полного синтеза выделяется энергия, эквивалентная взрыву 60 тыс. Как видите, разница между энергией атомного деления и ядерного синтеза отличается всего в три раза. Хотя разница в теории невелика, в действительности это все равно что сравнивать рай и ад. Самая мощная атомная бомба, когда-либо созданная людьми, — это атомная бомба мощностью, эквивалентной 450 000 тонн тротила, которая была взорвана в ходе операции «Плющ» в США в 1955 году. Самой мощной водородной бомбой стала царь-бомба, которая была испытана нашей страной во времена Советского Союза в 1961 году. Взрыв этой бомбы поразил всех экспертов в мире. Ее мощность составила 50 миллионов тонн в тротиловом эквиваленте. То есть фактически мощность водородной бомбы была в 111 раз больше самой мощной в мире атомной бомбы. Слева — грибовидное облако водородной бомбы, а справа — грибовидное облако атомной бомбы Почему же если потенциальная энергия ядерного деления урана-235 и ядерного синтеза дейтерид лития-6 отличается всего в 3 раза на деле разница при взрыве оказывается колоссальной? Все дело в различной критической массе ядерного топлива , а также в различии процессов высвобождения энергии.
Правда о термоядерном оружии не так популярна, как мифы. На сегодня она такова: термоядерные арсеналы компактных боеголовок средней мощности обеспечивают хрупкий стратегический баланс, из-за которого никто не может свободно утюжить другие страны мира атомным оружием. Боязнь термоядерного ответа — более чем достаточный сдерживающий фактор. Александр Березин Браво Обойдя русских по красоте конструкции, американцы не смогли сделать свое устройство компактным: они использовали жидкий переохлажденный дейтерий вместо порошкообразного дейтрида лития у Сахарова. В Лос-Аламосе на сахаровскую «слойку» реагировали с долей зависти: «вместо огромной коровы с ведром сырого молока русские используют пакет молока сухого». Однако утаить секреты друг от друга обеим сторонам не удалось. Первого марта 1954 года у атолла Бикини американцы испытали 15-мегатонную бомбу «Браво» на дейтриде лития, а 22 ноября 1955 года над семипалатинским полигоном рванула первая советская двухступенчатая термоядерная бомба РДС-37 мощностью 1,7 мегатонн, снеся чуть ли не полполигона. С тех пор конструкция термоядерной бомбы претерпела незначительные изменения например, появился урановый экран между инициирующей бомбой и основным зарядом и стала канонической. А в мире не осталось больше столь масштабных загадок природы, разгадать которые можно было бы столь эффектным экспериментом. Разве что рождение сверхновой звезды. Что такое реакция слияния ядер? Топливом для реакции термоядерного синтеза служат изотопы водорода дейтерий или тритий. Первый отличается от обычного водорода тем, что в его ядре, кроме одного протона содержится еще и нейтрон, а в ядре трития уже два нейтрона. В природной воде один атом дейтерия приходится на 7000 атомов водорода, но из его количества. На встрече в 1946 году с политиками, отец американской водородной бомбы Эдвард Теллер подчеркнул, что дейтерий дает больше энергии на грамм веса, чем уран или плутоний, однако стоит двадцать центов за грамм в сравнении с несколькими сотнями долларов за грамм топлива для ядерного деления. Схематически эта реакция показана на рисунке ниже. Много это или мало? Как известно, все познается в сравнении. Так вот, энергия в 1 МэВ примерно в 2,3 миллиона раз больше, чем выделяется при сгорании 1 кг нефти. А ведь речь идет только о двух атомах. Можете представить, как высоки были ставки во второй половине 40-х годов прошлого века, когда в США и СССР развернулись работы, результатом которых стала термоядерная бомба. Термоядерное оружие Современное термоядерное оружие относится к стратегическому оружию, которое может применяться авиацией для разрушения в тылу противника важнейших промышленных, военных объектов, крупных городов как цивилизационных центров. Наиболее известным типом термоядерного оружия являются термоядерные водородные бомбы, которые могут доставляться к цели самолетами. Термоядерными зарядами могут начиняться также боевые части ракет различного назначения, в том числе межконтинентальных баллистических ракет. Впервые подобная ракета была испытана в СССР еще в 1957 году, в настоящее время на вооружения Ракетных Войск Стратегического Назначения состоят ракеты нескольких типов, базирующиеся на мобильных пусковых установках, в шахтных пусковых установках, на подводных лодках. Атомная бомба В основе действия термоядерного оружия лежит использование термоядерной реакции с водородом или его соединениями. В этих реакциях, протекающих при сверхвысоких температурах и давлении, энергия выделяется за счет образования ядер гелия из ядер водорода, или из ядер водорода и лития. Для образования гелия используется, в основном, тяжелый водород — дейтерий, ядра которого имеют необычную структуру — один протон и один нейтрон. При нагревании дейтерия до температур в несколько десятков миллионов градусов его атому теряют свои электронные оболочки при первых же столкновениях с другими атомами. В результате этого среда оказывается состоящей лишь из протонов и движущихся независимо от них электронов. Скорость теплового движения частиц достигает таких величин, что ядра дейтерия могут сближаться и благодаря действию мощных ядерных сил соединяться друг с другом, образуя ядра гелия. Результатом этого процесса и становится выделения энергии. Принципиальная схема водородной бомбы такова. Дейтерий и тритий в жидком состоянии помещаются в резервуар с теплонепроницаемой оболочкой, которая служит для длительного сохранения дейтерия и трития в сильно охлажденном состоянии для поддержания из жидкостного агрегатного состояния. Теплонепроницаемая оболочка может содержать 3 слоя, состоящих из твердого сплава, твердой углекислоты и жидкого азота. Вблизи резервуара с изотопами водорода помещается атомный заряд. При подрыве атомного заряда изотопы водорода нагреваются до высоких температур, создаются условия для протекания термоядерной реакции и взрыва водородной бомбы. Однако, в процессе создания водородных бомб было установлено, что непрактично использовать изотопы водорода, так как в таком случае бомба приобретает слишком большой вес более 60 т. Второй проблемой, с которой столкнулись разработчики водородной бомбы была радиоактивность трития, которая делала невозможным его длительное хранение. В ходе исследования 2 вышеуказанные проблемы были решены. Жидкие изотопы водорода были заменены твердым химическим соединением дейтерия с литием-6. Это позволило значительно уменьшить размеры и вес водородной бомбы. Кроме того, гидрид лития был использован вместо трития, что позволило размещать термоядерные заряды на истребителях бомбардировщиках и баллистических ракетах. Создание водородной бомбы не стало концом развития термоядерного оружия, появлялись все новые и новые его образцы, была создана водородно- урановая бомба, а также некоторые ее разновидности — сверхмощные и, наоборот, малокалиберные бомбы. Последним этапом совершенствования термоядерного оружия стало создания так называемой «чистой» водородной бомбы. Длительное заражение местности радиоактивными осадками.
Советский физик Андрей Сахаров предложил создать сферическую водородную бомбу, начинка которой состояла из слоёв урана и термоядерного горючего, окружённых взрывчатым веществом. Компактный термоядерный заряд мощностью 400 кт под названием «изделие РДС-6c» был разработан в КБ-11 в городе Арзамас-16 современный Саров Нижегородской области. Для того чтобы оценить мощность нового оружия, на полигоне построили макет населённого пункта из 190 сооружений, между которыми поместили образцы военной техники, а также около 3 тыс. Заряд подняли на стальной мачте на 30 м от земли. В результате взрыва в радиусе 4 км были снесены все кирпичные здания, а железобетонный мост, находившийся в 1 км от эпицентра, сместился на 200 м. Советский Союз вышел в лидеры военно-технической гонки. За океаном компактный термоядерный заряд появился только в 1954 году. Значение и последствия «За восемь лет до описываемых событий произошла первая атомная бомбардировка Хиросимы и Нагасаки. Эти два города не были военными объектами, но Америка продемонстрировала свой военный арсенал, которого на тот момент не было ни у одной другой страны. Все понимали, что американские бомбардировщики, летавшие в годы Второй мировой войны над фашистской Германией, могли в условиях холодной войны полететь и в нашу сторону. Поэтому СССР было необходимо чем-то ответить, остановить армаду в 3 тыс. Так, бомба, которую сбрасывали на Хиросиму и Нагасаки , имела мощность 20 кт. Бомба, которую испытали в 1953 году, имела мощность 400 кт. По количеству, может, американцы нас и опережали. Но мы одной бомбой могли поразить гораздо большую площадь. Ничего подобного у них не было», — подчеркнул Леонков. По мнению руководителя Центра военно-политических исследований Института США и Канады РАН Владимира Батюка, американцы вплоть до 1950-х годов относились к достижениям советской науки с изрядным скептицизмом. Было принято списывать всё на «атомный шпионаж».
50 лет назад была испытана водородная бомба
По первым оценкам, создание водородной бомбы казалось чисто инженерной задачей. термоядерное оружие колоссальной разрушительной силы, использующее в качестве источника энергии синтез тяжёлых ядер дейтерия и трития. Водородные бомбы, также известные как термоядерные бомбы, намного мощнее атомных бомб и основаны на другом типе ядерной реакции, называемой синтезом. ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер.
Как работает водородная бомба
Принцип действия термоядерного оружияРазрушительная сила водородной бомбы основывается на использовании энергии реакции ядерного синтеза легких элементов в более тяжелые. Термоядерное. Взрыв водородной бомбы рожден реакцией синтеза легких ядер, так называемого термоядерного синтеза. Как было сказано ранее, принцип действия водородной бомбы основан на реакции синтеза. Термоядерный синтез — это процесс слияния двух ядер в одно, с образованием третьего элемента, выделением четвертого и энергии.
Новое советское оружие страшной разрушительной мощи – термоядерная (водородная) бомба
Водородная или термоядерная бомба является на сегодняшний день самым мощным оружием массового поражения. О том, что в СССР проведено успешное испытание термоядерного заряда (это произошло 12 августа 1953 года на Семипалатинском полигоне) и что на вооружение советской стратегической авиации приняты водородные бомбы, западным разведкам уже было известно. Американская водородная бомба была большой и не поддавалась транспортировке, а советский вариант помещался в бомбардировщик. Создать водородную (термоядерную) бомбу решили участники «Манхэттенского проекта». В их активе уже было создание атомной бомбы. Пришло время ещё одного вида оружия. Конструктив водородной бомбы сформирован на использовании энергии, выделяемой в процессе реакции термоядерного синтеза лёгких ядер. это неоспоримый факт.
Водородная бомба РДС-6С "СЛОЙКА"
Её нельзя было использовать во время войны. Главной задачей стало создание транспортабельного термоядерного оружия. Для этого необходимо было накопить достаточное количество лития-6. Достаточное количество накопили к весне 1954 года. В качестве термоядерного горючего применили дейтерид лития.
Это был двухступенчатый заряд: инициирующий атомный заряд и термоядерное горючее. Испытание признали успешным. Хотя и ошиблись в мощности взрыва. Он был намного мощнее, чем предполагали.
Дальнейшие испытания позволили усовершенствовать термоядерный заряд. Масса заряда была сокращена, что позволило уменьшить бомбу. Уже к 1960 году США смогли создать боеголовки мегатонного класса, которые развернули на атомных подводных лодках. Айви Майк - первые атмосферные испытания водородной бомбы, проведенные США на атоллле Эниветок 1 ноября 1952 года.
Как устроено это оружие, что оно может и чего не может? Мы расскажем об истории ее создания и разберёмся, правда ли, что такой боеприпас почти не загрязняет среду, но может уничтожить мир. Идея термоядерного оружия, где ядра атомов сливаются, а не расщепляются, как в атомной бомбе, появилась не позднее 1941 года. Она пришла в головы физикам Энрико Ферми и Эдварду Теллеру.
Примерно в то же время они стали участниками Манхэттенского проекта и помогли создать бомбы, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки. Сконструировать термоядерный боеприпас оказалось намного сложнее. Приблизительно понять, насколько термоядерная бомба сложнее атомной, можно и по тому факту, что работающие АЭС давно обыденность, а работающие и практичные термоядерные электростанции - все еще научная фантастика. Чтобы атомные ядра сливались друг с другом, их надо нагреть до миллионов градусов.
Схему устройства, которое позволило бы это проделать, американцы запатентовали в 1946 году проект неофициально назывался Super , но вспомнили о ней только спустя три года, когда в СССР успешно испытали ядерную бомбу. Президент США Гарри Трумэн заявил, что на советский рывок нужно ответить «так называемой водородной, или супербомбой». К 1951 году американцы собрали устройство и провели испытания под кодовым названием «Джордж». Конструкция представляла собой тор - проще говоря, бублик - с тяжелыми изотопами водорода, дейтерием и тритием.
Выбрали их потому, что такие ядра сливать проще, чем ядра обычного водорода. Запалом служила ядерная бомба. Взрыв сжимал дейтерий и тритий, те сливались, давали поток быстрых нейтронов и зажигали обкладку из урана. В обычной атомной бомбе он не делится: там есть только медленные нейтроны, которые не могут заставить делиться стабильный изотоп урана.
За счет дополнительного урана взрыв получился вдвое мощнее, чем с обычной атомной бомбой. Тогда математик Станислав Улам предложил другой подход - двухступенчатый ядерный запал. Его задумка заключалась в том, чтобы поместить в «водородной» зоне устройства плутониевый стержень. Взрыв первого запала «поджигал» плутоний, две ударные волны и два потока рентгеновских лучей сталкивались - давление и температура подскакивали достаточно, чтобы начался термоядерный синтез.
Новое устройство испытали на атолле Эниветок в Тихом океане в 1952 году - взрывная мощность бомбы составила уже десять мегатонн в тротиловом эквиваленте. Тем не менее и это устройство было непригодно для использования в качестве боевого оружия. Чтобы ядра водорода сливались, расстояние между ними должно быть минимальным, поэтому дейтерий и тритий охлаждали до жидкого состояния , почти до абсолютного нуля. Для этого требовалась огромная криогенная установка.
Второе термоядерное устройство, по сути увеличенная модификация «Джорджа», весило 70 тонн - с самолета такое не сбросишь. СССР начал разрабатывать термоядерную бомбу позднее: первая схема была предложена советскими разработчиками лишь в 1949 году. В ней предполагалось использовать дейтерид лития. Это металл, твердое вещество , его не надо сжижать, а потому громоздкий холодильник, как в американском варианте, уже не требовался.
Не менее важно и то, что литий-6 при бомбардировке нейтронами от взрыва давал гелий и тритий, что еще больше упрощает дальнейшее слияние ядер. Бомба РДС-6с была готова в 1953 году. В отличие от американских и современных термоядерных устройств плутониевого стержня в ней не было. Такая схема известна как «слойка»: слои дейтерида лития перемежались урановыми.
Мощность взрыва составила 400 килотонн в тротиловом эквиваленте - в 25 раз меньше, чем во второй попытке американцев. Зато РДС-6с можно было сбросить с воздуха. Такую же бомбу собирались использовать и на межконтинентальных баллистических ракетах. А уже в 1955 году СССР усовершенствовал свое термоядерное детище, оснастив его плутониевым стержнем.
Сегодня практически все термоядерные устройства - судя по всему, даже северокорейские - представляют собой нечто среднее между ранними советскими и американскими моделями. Все они используют дейтерид лития как топливо и поджигают его двухступенчатым ядерным детонатором.
И тот и другой заинтересовались теоретической физикой еще в студенчестве. Формирование обоих как выдающихся ученых происходило в контакте с другими светилами. Молодой доктор философии Эдвард Теллер начал научную карьеру в Германии с ее великолепной школой теоретической физики. В начале 1930-х он преподавал в Геттингене, но приход к власти Гитлера поставил на перспективах ученого крест: Теллер был евреем. Кроме того, еще в детстве он получил прививку от тоталитаризма, став свидетелем красного террора Венгерской советской республики и развернувшегося потом не менее кровавого белого террора. При нацистах противопоставление «арийской физики» эйнштейновской «еврейской» стало не просто глупостью: представители последней попросту рисковали жизнью. В 1933-м Эдвард Теллер покинул Германию. Теллера в Университет Вашингтона приняли сразу профессором.
Гамов говорил, что Теллер ему нужен, чтобы было с кем поговорить о высоких сферах теоретической физики. Вместе они славно поработали над развитием идей Ферми и обогатили астрофизику объяснением звездных термоядерных процессов. По приглашению научного руководителя проекта Роберта Оппенгеймера Теллер приступил к работе в отделении теоретической физики Лос-Аламосской лаборатории. Что показательно, Гамову, ставшему гражданином США на год раньше Теллера, отказали в допуске к работам по созданию атомной бомбы с подачи американских спецслужб. В рамках «Манхэттенского проекта» Теллер начал проталкивать супероружие следующего поколения — водородную бомбу. Это отвлекало его от создания собственно атомной бомбы и порядком злило Оппенгеймера, подгоняемого не столько шефом, генералом Гровсом, сколько стремлением сделать бомбу на основе урана-235 и плутония-239 раньше, чем представители «арийской физики». Увлекающемуся же Теллеру проект казался слишком тесным для его идей. Оценив настойчивость ученого, Оппенгеймер все же позволил ему с головой уйти в термояд. При всех своих мечтах Эдвард Теллер внес немалый вклад в создание первых в мире атомных бомб. Но когда американские физики — участники «Манхэттенского проекта», сочтя свою миссию выполненной, обратились к президенту Трумэну с призывом не использовать ядерное оружие против Японии, Теллер отказался под ним подписаться.
В письме к инициатору обращения Лео Силарду он объяснил свою позицию тем, что необходимо «довести результаты нашей работы до сведения людей. Это помогло бы убедить всех в том, что следующая война будет фатальной». Впрочем, потом Теллер вроде бы выразил сожаление по поводу Хиросимы и Нагасаки. Тем не менее он придерживался мнения, что дело ученых — разрабатывать оружие, а уж его применение — прерогатива государства. В этом он расходился с Оппенгеймером, который после войны стал поборником идеи международного контроля над ядерными технологиями и, кроме того, скептически относился к возможности создания термоядерного оружия. Между двумя корифеями росла взаимная неприязнь, но испытание советской атомной бомбы в 1949 году сыграло на руку Теллеру — у него появился серьезный довод, чтобы побудить власти США не медлить с созданием термоядерного оружия. В 1951 году с коллегой по Лос-Аламосу, выдающимся математиком Станиславом Уламом, Теллер подготовил доклад под названием «О гетерокаталитических детонациях: гидродинамические линзы и радиационные зеркала».
Такие вещества с «нестандартным» количеством нейтронов называются изотопами.
Изотопы встречаются в природе. Некоторые из них весьма стабильны. А другие изотопы называемые радиоактивными крайне нестабильны и склонны к распаду — когда изначально тяжелые ядра вещества теряют свои частицы, испуская их в окружающее пространство с выделением энергии. При этом излучение ядер может быть трех типов: альфа-лучи, бета-лучи и гамма-лучи. Последние — самые опасные, так как они способны выбивать электроны из атомов живых клеток, что приводит к их гибели лучевая болезнь. Важным свойством ядер изотопов является их способность к расщеплению под воздействием потоков нейтронов. При этом процессе выделяется энергия, а также новые нейтроны, которые действуют на соседние атомы, которые опять-таки распадаются, выделяя энергию и новые нейтроны. Этот процесс лавинообразно нарастает и называется цепной реакцией.
Так и работает атомная бомба, выделяя в процессе расщепления ядер чудовищную энергию и смертельное излучение. Почему же в природе не происходит цепной реакции? Дело в том, что для этого требуется, чтобы масса вещества превысила некую критическую величину — критическую массу. Если масса вещества меньше критической массы, то испускаемых им нейтронов будет не хватать для запуска цепного процесса. Теперь рассмотрим конструкцию атомной бомбы в самом простом варианте. В корпус боеприпаса помещается две части изотопа например, уран-235 , разделенные друг с другом — так, чтобы каждая из частей имела докритическую массу, но в сумме масса превышала критическую. За одной такой частью располагается обычный тротиловый заряд. Тротиловый заряд подрывается, и одна часть урана с огромной силой соединяется с другой, образуя уже критическую массу.
Далее следует цепная реакция с огромным выделением энергии и сопутствующими ей поражающими факторами, уничтожающими всё вокруг на многие километры. Почему нельзя соединить оба куска просто так, без тротилового заряда?
Альтернативой является плутоний-239, который не встречается в природе, и его нужно производить из урана. Если в урановой бомбе идет реакция деления, то в водородной реакция слияния - в этом суть того, чем отличается водородная бомба от атомной. Все мы знаем, что солнце дает нам свет, тепло, и можно сказать жизнь. Те же самые процессы, что происходят на солнце, могут с легкостью уничтожать города и страны. Взрыв водородной бомбы рожден реакцией синтеза легких ядер, так называемого термоядерного синтеза. Это «чудо» возможно благодаря изотопам водорода — дейтерию и тритию.
Собственно поэтому бомба и называется водородной. Также можно увидеть название «термоядерная бомба», по реакции, которая лежит в основе этого оружия. После того, как мир увидел разрушительную силу ядерного оружия, в августе 1945 года, СССР начало гонку, которая продолжалась до момента его распада. США первыми создали, испытали и применили ядерное оружие, первыми произвели подрыв водородной бомбы, но на счет СССР можно записать первое изготовление компактной водородной бомбы, которую можно доставить противнику на обычном Ту-16. Первая бомба США была размером с трехэтажный дом, от водородной бомбы такого размер мало толку. Советы получили такое оружие уже в 1952, в то время как первая «адекватная» бомба Штатов была принята на вооружение лишь в 1954. Если оглянуться назад и проанализировать взрывы в Нагасаки и Хиросиме, то можно прийти к выводу, что они не были такими уж мощными. Две бомбы в сумме разрушили оба города и убили по разным данным до 220 000 человек.
Ковровые бомбардировки Токио в день могли уносить жизни 150-200 000 человек и без всякого ядерного оружия. Это связано с малой мощностью первых бомб — всего несколько десятков килотонн в тротиловом эквиваленте. Водородные же бомбы испытывали с прицелом на преодоление 1 мегатонны и более. Первая Советская бомба была испытана с заявкой на 3 Мт, но в итоге испытывали 1. Мощнейшая водородная бомба была испытана Советами в 1961 году. Ее мощность достигла 58-75 Мт, при заявленных 51 Мт. Ударная волна обошла планету три раза. На полигоне Новая Земля не осталось ни одной возвышенности, взрыв было слышно на расстоянии 800км.
Огненный шар достиг диаметра почти 5км, «гриб» вырос на 67км, а диаметр его шапки составил почти 100км. Последствия такого взрыва в крупном городе тяжело представить. По мнению многих экспертов, именно испытание водородной бомбы такой мощности Штаты располагали на тот момент бомбами вчетверо меньше по силе стало первым шагом к подписанию различных договоров по запрету ядерного оружия, его испытания и сокращению производства. Мир впервые задумался о собственной безопасности, которая действительно стояла под угрозой. Как было сказано ранее, принцип действия водородной бомбы основан на реакции синтеза. Термоядерный синтез — это процесс слияния двух ядер в одно, с образованием третьего элемента, выделением четвертого и энергии. Силы, отталкивающие ядра, колоссальны, поэтому для того, чтобы атомы сблизилась достаточно близко для слияния, температура должна быть просто огромной. Ученые уже который век ломают голову над холодным термоядерным синтезом, так сказать пытаются сбросить температуру синтеза до комнатной, в идеале.
В этом случае человечеству откроется доступ к энергии будущего. Что же до термоядерной реакции в настоящее время, то для ее запуска по-прежнему нужно зажигать миниатюрное солнце здесь на Земле — обычно в бомбах используют урановый или плутониевый заряд для старта синтеза. Помимо описанных выше последствий от использования бомбы в десятки мегатонн, водородная бомба, как и любое ядерное оружие, имеет ряд последствий от применения. Некоторые люди склонны считать, что водородная бомба — «более чистое оружие», чем обычная бомба. Возможно, это связано с названием. Люди слышат слово «водо» и думают, что это как-то связано с водой и водородом, а следовательно последствия не такие плачевные. На самом деле это конечно не так, ведь действие водородной бомбы основано на крайне радиоактивных веществах. Теоретически возможно сделать бомбу без уранового заряда, но это нецелесообразно ввиду сложности процесса, поэтому чистую реакцию синтеза «разбавляют» ураном, для увеличения мощности.
Все, что попадает в огненный шар, будет уничтожено, зона в радиусе поражения станет необитаемой для людей на десятилетия. Радиоактивные осадки могут нанести вред здоровью людей в сотнях и тысячах километров. Конкретные цифры, площадь заражения можно рассчитать, зная силу заряда. Однако разрушение городов — не самое страшное, что может случиться «благодаря» оружию массового поражения. После ядерной войны мир не будет полностью уничтожен. На планете останутся тысячи крупных городов , миллиарды людей и лишь небольшой процент территорий потеряет свой статус «пригодная для жизни». В долгосрочной перспективе весь мир окажется под угрозой из-за так называемой «ядерной зимы». Подрыв ядерного арсенала «клуба» может спровоцировать выброс в атмосферу достаточного количества вещества пыли, сажи, дыма , чтобы «убавить» яркость солнца.
Пелена, которая может разнестись по всей планете, уничтожит урожаи на несколько лет вперед, провоцируя голод и неизбежное сокращение населения. В истории уже был «год без лета», после крупного извержения вулкана в 1816, поэтому ядерная зима выглядит более чем реально. Опять же в зависимости от того, как будет протекать война, мы можем получить следующие виды глобального изменения климата: похолодание на 1 градус, пройдет незаметно; ядерная осень — похолодание на 2-4 градуса, возможны неурожаи и усиление образования ураганов; аналог «года без лета» — когда температура упала значительно, на несколько градусов на год; малый ледниковый период — температура может упасть на 30 — 40 градусов на значительное время, будет сопровождаться депопуляцией ряда северных зон и неурожаями; ледниковый период — развитие малого ледникового периода , когда отражение солнечных лучей от поверхности может достичь некой критической отметки и температура продолжит падать, отличие лишь в температуре; необратимое похолодание — это совсем печальный вариант ледникового периода, который под влиянием множества факторов превратит Землю в новую планету. Теория ядерной зимы постоянно подвергается критике, ее последствия выглядят немного раздутыми. Однако не стоит сомневаться в ее неминуемом наступлении при каком-либо глобальном конфликте с применением водородных бомб.
Как работает водородная бомба
Создать водородную (термоядерную) бомбу решили участники «Манхэттенского проекта». В их активе уже было создание атомной бомбы. Пришло время ещё одного вида оружия. Термоядерное оружие (оно же водородное) – это тип ЯО, разрушительная мощь которого основана на использовании энергии реакции ядерного синтеза лёгких элементов в более тяжёлые (к примеру, синтеза одного ядра атома гелия из двух ядер атомов дейтерия). Принцип действия HB основан на энергии, которая вырабатывается при термоядерном синтезе ядер водорода — точно такой же процесс происходит на Солнце. Как советские физики делали водородную бомбу, какие плюсы и минусы несло в себе это страшное оружие, читайте в рубрике «История науки».
Массовый ядерный уничтожитель: неизвестные секреты первой водородной бомбы
- «США не являются более монополистами в производстве водородной бомбы»
- Угроза №1. История создания водородной бомбы в СССР
- Истинное происхождение советской водородной бомбы
- Объективные проблемы
- День рождения водородной бомбы