Pintu masukPrinsip operasi senjata termonuklear. Bom hidrogen adalah senjata pemusnah besar-besaran moden
Artikel kami ditumpukan kepada sejarah penciptaan dan prinsip umum sintesis peranti sedemikian, kadangkala dipanggil hidrogen. Daripada melepaskan tenaga letupan dengan membelah nukleus unsur berat seperti uranium, ia menjana lebih banyak tenaga dengan menggabungkan nukleus unsur ringan (seperti isotop hidrogen) menjadi satu yang berat (seperti helium).
Mengapa gabungan nuklear lebih disukai?
Dalam tindak balas termonuklear, yang terdiri daripada gabungan nukleus yang mengambil bahagian di dalamnya unsur kimia, dengan ketara lebih banyak tenaga dijana per unit jisim peranti fizikal berbanding bom atom tulen yang melaksanakan tindak balas pembelahan nuklear.
Dalam bom atom, bahan api nuklear fisil dengan cepat, di bawah pengaruh tenaga letupan bahan letupan konvensional, bergabung dalam volum sfera kecil, di mana jisim kritikal yang dipanggil dicipta, dan tindak balas pembelahan bermula. Dalam kes ini, banyak neutron yang dibebaskan daripada nukleus fisil akan menyebabkan pembelahan nukleus lain dalam jisim bahan api, yang juga membebaskan neutron tambahan, yang membawa kepada tindak balas berantai. Ia meliputi tidak lebih daripada 20% bahan api sebelum bom meletup, atau mungkin lebih kurang jika keadaan tidak sesuai: seperti dalam bom atom Little Kid digugurkan di Hiroshima dan Lelaki Gemuk yang melanda Nagasaki, kecekapan (jika istilah sedemikian boleh digunakan kepada mereka) memohon) hanya 1.38% dan 13%, masing-masing.
Pelaburan (atau pelakuran) nukleus meliputi keseluruhan jisim cas bom dan bertahan selagi neutron boleh mencari bahan api termonuklear yang belum bertindak balas. Oleh itu, jisim dan kuasa letupan bom sedemikian secara teorinya tidak terhad. Penggabungan sedemikian secara teorinya boleh berterusan selama-lamanya. Sememangnya, bom termonuklear adalah salah satu alat yang berpotensi untuk memusnahkan semua kehidupan manusia.
Apakah tindak balas pelakuran nuklear?
Bahan api untuk tindak balas pelakuran termonuklear ialah isotop hidrogen deuterium atau tritium. Yang pertama berbeza daripada hidrogen biasa kerana nukleusnya, sebagai tambahan kepada satu proton, juga mengandungi neutron, dan nukleus tritium sudah mempunyai dua neutron. Dalam air semula jadi, terdapat satu atom deuterium untuk setiap 7,000 atom hidrogen, tetapi daripada kuantitinya. terkandung dalam segelas air, hasil daripada tindak balas termonuklear, jumlah haba yang sama boleh diperoleh daripada pembakaran 200 liter petrol. Pada pertemuan tahun 1946 dengan ahli politik, bapa bom hidrogen Amerika, Edward Teller, menegaskan bahawa deuterium memberikan lebih banyak tenaga bagi setiap gram berat daripada uranium atau plutonium, tetapi berharga dua puluh sen setiap gram berbanding dengan beberapa ratus dolar setiap gram bahan api pembelahan. Tritium tidak wujud dalam alam semula jadi dalam keadaan bebas sama sekali, jadi ia jauh lebih mahal daripada deuterium, dengan harga pasaran berpuluh-puluh ribu dolar setiap gram, namun nombor terhebat tenaga dibebaskan dengan tepat dalam tindak balas pelakuran nukleus deuterium dan tritium, di mana nukleus atom helium terbentuk dan neutron dibebaskan, membawa tenaga berlebihan 17.59 MeV
D + T → 4 Dia + n + 17.59 MeV.
Tindak balas ini ditunjukkan secara skematik dalam rajah di bawah.
Adakah ia banyak atau sedikit? Seperti yang anda tahu, semuanya dipelajari melalui perbandingan. Jadi, tenaga 1 MeV adalah lebih kurang 2.3 juta kali lebih banyak daripada tenaga yang dikeluarkan semasa pembakaran 1 kg minyak. Akibatnya, gabungan hanya dua nukleus deuterium dan tritium membebaskan tenaga sebanyak yang dibebaskan semasa pembakaran 2.3∙10 6 ∙17.59 = 40.5∙10 6 kg minyak. Tetapi kita bercakap tentang hanya dua atom. Anda boleh bayangkan betapa tingginya pertaruhan pada separuh kedua 40-an abad yang lalu, apabila kerja bermula di Amerika Syarikat dan USSR, yang mengakibatkan bom termonuklear.
Bagaimana semuanya bermula
Seawal musim panas 1942, pada permulaan projek bom atom di Amerika Syarikat (Projek Manhattan) dan kemudian dalam program Soviet yang serupa, lama sebelum bom berdasarkan pembelahan nukleus uranium dibina, perhatian sesetengah peserta dalam program ini telah tertarik kepada peranti, yang boleh menggunakan tindak balas gabungan nuklear yang lebih berkuasa. Di Amerika Syarikat, penyokong pendekatan ini, malah, seseorang mungkin berkata, pengampunya, ialah Edward Teller yang disebutkan di atas. Di USSR, arah ini dibangunkan oleh Andrei Sakharov, ahli akademik dan penentang masa depan.
Bagi Teller, ketertarikannya dengan gabungan termonuklear selama bertahun-tahun mencipta bom atom agak merugikan. Sebagai peserta dalam Projek Manhattan, beliau gigih menyeru pengalihan dana untuk dilaksanakan idea sendiri, yang matlamatnya adalah bom hidrogen dan termonuklear, yang tidak menggembirakan kepimpinan dan menyebabkan ketegangan dalam hubungan. Oleh kerana pada masa itu arah penyelidikan termonuklear tidak disokong, selepas penciptaan bom atom Teller meninggalkan projek itu dan mengambil aktiviti pengajaran, serta kajian tentang zarah asas.
Walau bagaimanapun, permulaan perang dingin, dan yang paling penting, penciptaan dan kejayaan ujian bom atom Soviet pada tahun 1949, menjadi peluang baharu bagi Teller anti-komunis yang bersemangat untuk merealisasikan idea saintifiknya. Dia kembali ke makmal Los Alamos, tempat dia dicipta bom atom, dan bersama Stanislaw Ulam dan Cornelius Everett memulakan pengiraan.
Prinsip bom termonuklear
Untuk memulakan tindak balas pelakuran nuklear, cas bom mesti dipanaskan serta-merta pada suhu 50 juta darjah. Skim bom termonuklear yang dicadangkan oleh Teller menggunakan untuk tujuan ini letupan bom atom kecil, yang terletak di dalam selongsong hidrogen. Boleh dikatakan bahawa terdapat tiga generasi dalam pembangunan projeknya pada 40-an abad yang lalu:
- Variasi Teller, dikenali sebagai "super klasik";
- reka bentuk yang lebih kompleks, tetapi juga lebih realistik bagi beberapa sfera sepusat;
- versi akhir reka bentuk Teller-Ulam, yang merupakan asas kepada semua sistem yang masih digunakan hari ini senjata termonuklear.
Bom termonuklear USSR, yang penciptaannya dipelopori oleh Andrei Sakharov, melalui peringkat reka bentuk yang sama. Dia, nampaknya, sepenuhnya bebas dan bebas daripada orang Amerika (yang tidak boleh dikatakan tentang bom atom Soviet, yang dicipta oleh usaha bersama saintis dan pegawai perisikan yang bekerja di Amerika Syarikat) melalui semua peringkat reka bentuk di atas.
Dua generasi pertama mempunyai sifat bahawa mereka mempunyai penggantian "lapisan" yang saling berkait, yang setiap satunya menguatkan beberapa aspek yang sebelumnya, dan dalam beberapa kes maklum balas telah ditubuhkan. Tiada pembahagian yang jelas antara bom atom primer dan termonuklear sekunder. Sebaliknya, gambar rajah bom termonuklear Teller-Ulam dengan jelas membezakan antara letupan primer, letupan sekunder, dan, jika perlu, letupan tambahan.
Peranti bom termonuklear mengikut prinsip Teller-Ulam
Banyak butirannya masih kekal diklasifikasikan, tetapi adalah munasabah pasti bahawa semua senjata termonuklear yang ada pada masa ini adalah berdasarkan peranti yang dicipta oleh Edward Telleros dan Stanislaw Ulam, di mana bom atom (iaitu cas utama) digunakan untuk menjana radiasi, memampatkan. dan memanaskan bahan api gabungan. Andrei Sakharov di Kesatuan Soviet nampaknya secara bebas menghasilkan konsep yang sama, yang dipanggilnya "idea ketiga."
Struktur bom termonuklear dalam versi ini ditunjukkan secara skematik dalam rajah di bawah.
Ia berbentuk silinder, dengan bom atom primer kira-kira sfera pada satu hujung. Caj termonuklear sekunder dalam sampel pertama, belum lagi industri, diperbuat daripada deuterium cecair, agak kemudian ia menjadi pepejal daripada sebatian kimia yang dipanggil litium deuteride.
Hakikatnya ialah industri telah lama menggunakan litium hidrida LiH untuk pengangkutan hidrogen tanpa belon. Pemaju bom (idea ini mula-mula digunakan di USSR) hanya mencadangkan mengambil deuterium isotopnya dan bukannya hidrogen biasa dan menggabungkannya dengan litium, kerana lebih mudah untuk membuat bom dengan cas termonuklear pepejal.
Bentuk cas sekunder ialah silinder yang diletakkan di dalam bekas dengan kulit plumbum (atau uranium). Terdapat perisai di antara pertuduhan perlindungan neutron. Ruang antara dinding bekas dengan bahan api termonuklear dan badan bom diisi dengan plastik khas, biasanya busa polistirena. Badan bom itu sendiri diperbuat daripada keluli atau aluminium.
Bentuk ini telah berubah dalam reka bentuk terkini seperti yang ditunjukkan di bawah.
Di dalamnya, cas utama diratakan, seperti tembikai atau bola bola sepak Amerika, dan cas kedua adalah sfera. Bentuk sedemikian sesuai dengan lebih cekap ke dalam isipadu dalaman kepala peledak peluru berpandu kon.
Urutan letupan termonuklear
Apabila bom atom primer meletup, pada saat-saat pertama proses ini sinaran sinar-X yang kuat (fluks neutron) dihasilkan, yang sebahagiannya disekat oleh perisai neutron, dan dipantulkan dari lapisan dalam perumahan yang mengelilingi cas sekunder. , supaya x-ray jatuh secara simetri di atasnya sepanjang keseluruhannya.
Pada peringkat awal tindak balas termonuklear, neutron daripada letupan atom diserap oleh pengisi plastik untuk mengelakkan bahan api daripada panas terlalu cepat.
X-ray pada mulanya menyebabkan kemunculan buih plastik padat yang memenuhi ruang antara perumahan dan cas sekunder, yang dengan cepat bertukar menjadi keadaan plasma yang memanaskan dan memampatkan cas sekunder.
Di samping itu, sinar-X menyejat permukaan bekas yang mengelilingi cas sekunder. Bahan bekas, menguap secara simetri berbanding caj ini, memperoleh impuls tertentu yang diarahkan dari paksinya, dan lapisan cas sekunder, mengikut undang-undang pemuliharaan momentum, menerima impuls yang diarahkan ke paksi peranti. Prinsip di sini adalah sama seperti dalam roket, hanya jika anda membayangkan bahawa bahan api roket berselerak secara simetri dari paksinya, dan badan dimampatkan ke dalam.
Hasil daripada pemampatan bahan api termonuklear sedemikian, isipadunya berkurangan beribu kali ganda, dan suhu mencapai tahap di mana tindak balas pelakuran nuklear bermula. Bom termonuklear meletup. Tindak balas itu disertai dengan pembentukan nukleus tritium, yang bergabung dengan nukleus deuterium yang pada mulanya terdapat dalam cas sekunder.
Caj sekunder pertama dibina di sekeliling teras rod plutonium, secara tidak rasmi dipanggil "lilin", yang memasuki tindak balas pembelahan nuklear, iaitu, satu lagi, letupan atom tambahan telah dijalankan untuk meningkatkan lagi suhu untuk memastikan permulaan tindak balas pelakuran nuklear. Kini dipercayai bahawa sistem mampatan yang lebih cekap telah menghapuskan "lilin", membolehkan pengecilan lagi reka bentuk bom.
Operasi Ivy
Ini adalah nama yang diberikan kepada ujian senjata termonuklear Amerika di Kepulauan Marshall pada tahun 1952, di mana bom termonuklear pertama diletupkan. Ia dipanggil Ivy Mike dan dibina mengikut reka bentuk standard Teller-Ulam. Caj termonuklear sekundernya diletakkan di dalam bekas silinder, yang merupakan kelalang Dewar berpenebat haba dengan bahan api termonuklear dalam bentuk deuterium cecair, di sepanjang paksinya "lilin" 239-plutonium berjalan. Dewar pula, ditutup dengan lapisan 238-uranium seberat lebih daripada 5 tan metrik, yang tersejat semasa letupan, memberikan mampatan simetri bahan api termonuklear. Bekas yang mengandungi cas primer dan sekunder ditempatkan dalam sarung keluli selebar 80 inci dengan panjang 244 inci dengan dinding setebal 10 hingga 12 inci, contoh terbesar besi tempa sehingga masa itu. Permukaan dalaman kes itu dilapisi dengan kepingan plumbum dan polietilena untuk memantulkan sinaran selepas letupan cas primer dan mencipta plasma yang memanaskan cas sekunder. Keseluruhan peranti seberat 82 tan. Paparan peranti sejurus sebelum letupan ditunjukkan dalam foto di bawah.
Ujian pertama bom termonuklear berlaku pada 31 Oktober 1952. Kuasa letupan adalah 10.4 megaton. Attol Eniwetok, tempat ia dihasilkan, telah musnah sepenuhnya. Detik letupan ditunjukkan dalam foto di bawah.
USSR memberikan jawapan simetri
Kejohanan termonuklear AS tidak bertahan lama. Pada 12 Ogos 1953, bom termonuklear Soviet pertama RDS-6, yang dibangunkan di bawah pimpinan Andrei Sakharov dan Yuli Khariton, telah diuji di tapak ujian Semipalatinsk Dari penerangan di atas, menjadi jelas bahawa orang Amerika di Enewetok sebenarnya tidak meletupkan bom, tetapi sejenis peluru sedia untuk digunakan, sebaliknya peranti makmal, rumit dan sangat tidak sempurna. Para saintis Soviet, walaupun kuasa kecil hanya 400 kg, menguji peluru siap sepenuhnya dengan bahan api termonuklear dalam bentuk deuteride litium pepejal, dan bukan deuterium cecair, seperti orang Amerika. Ngomong-ngomong, perlu diperhatikan bahawa hanya isotop 6 Li digunakan dalam litium deuteride (ini disebabkan oleh keanehan tindak balas termonuklear), dan secara semula jadi ia bercampur dengan isotop 7 Li. Oleh itu, kemudahan pengeluaran khas dibina untuk memisahkan isotop litium dan memilih hanya 6 Li.
Mencapai Had Kuasa
Apa yang diikuti ialah perlumbaan senjata berterusan selama sedekad, di mana kuasa senjata termonuklear terus meningkat. Akhirnya, pada 30 Oktober 1961 di USSR di atas tempat latihan Bumi Baru Bom termonuklear paling kuat yang pernah dibina dan diuji, yang dikenali di Barat sebagai Tsar Bomba, telah diletupkan di udara pada ketinggian kira-kira 4 km.
Amunisi tiga peringkat ini sebenarnya direka sebagai bom 101.5 megaton, tetapi keinginan untuk mengurangkan pencemaran radioaktif wilayah memaksa pemaju untuk meninggalkan peringkat ketiga dengan kapasiti 50 megaton dan mengurangkan kuasa reka bentuk peranti kepada 51.5 megaton. Pada masa yang sama, kuasa letupan cas atom utama ialah 1.5 megaton, dan peringkat termonuklear kedua sepatutnya memberikan 50 lagi. Kuasa sebenar letupan adalah sehingga 58 megaton Penampilan bom ditunjukkan dalam foto di bawah.
Akibatnya sangat mengagumkan. Walaupun ketinggian letupan yang sangat ketara 4000 m, bola api yang sangat terang dengan tepi bawahnya hampir sampai ke Bumi, dan dengan tepi atasnya ia meningkat kepada ketinggian lebih daripada 4.5 km. Tekanan di bawah titik pecah adalah enam kali lebih tinggi daripada tekanan puncak letupan Hiroshima. Kilatan cahaya sangat terang sehingga dapat dilihat pada jarak 1000 kilometer, walaupun cuaca mendung. Salah seorang peserta ujian melihat kilat terang melalui cermin mata gelap dan merasakan kesan denyutan haba walaupun pada jarak 270 km. Foto detik letupan ditunjukkan di bawah.
Telah ditunjukkan bahawa kuasa cas termonuklear benar-benar tidak mempunyai had. Lagipun, ia sudah cukup untuk melengkapkan peringkat ketiga, dan kuasa yang dikira akan dicapai. Tetapi adalah mungkin untuk meningkatkan bilangan peringkat lagi, kerana berat Tsar Bomba tidak lebih daripada 27 tan. Penampilan peranti ini ditunjukkan dalam foto di bawah.
Selepas ujian ini, menjadi jelas kepada ramai ahli politik dan tentera di USSR dan di Amerika Syarikat bahawa had perlumbaan telah tiba. senjata nuklear dan dia perlu dihentikan.
Rusia moden mewarisi senjata nuklear USSR. Hari ini, bom termonuklear Rusia terus berfungsi sebagai penghalang kepada mereka yang mencari hegemoni global. Harap-harap mereka hanya memainkan peranan sebagai penghalang dan tidak pernah diletupkan.
Matahari sebagai reaktor gabungan
Telah diketahui umum bahawa suhu Matahari, atau lebih tepat terasnya, mencapai 15,000,000 °K, dikekalkan kerana berlakunya tindak balas termonuklear yang berterusan. Walau bagaimanapun, segala-galanya yang boleh kita perolehi daripada teks sebelumnya bercakap tentang sifat letupan proses sedemikian. Lalu kenapa Matahari tidak meletup seperti bom termonuklear?
Hakikatnya ialah dengan bahagian hidrogen yang besar dalam jisim suria, yang mencapai 71%, bahagian deuterium isotopnya, yang nukleusnya hanya boleh mengambil bahagian dalam tindak balas gabungan termonuklear, adalah diabaikan. Hakikatnya ialah nukleus deuterium sendiri terbentuk hasil daripada penggabungan dua nukleus hidrogen, dan bukan hanya penggabungan, tetapi dengan pereputan salah satu proton menjadi neutron, positron dan neutrino (yang dipanggil pereputan beta), yang merupakan kejadian yang jarang berlaku. Dalam kes ini, nukleus deuterium yang terhasil diagihkan secara sama rata ke seluruh isipadu teras suria. Oleh itu, dengan saiz dan jisimnya yang sangat besar, pusat tindak balas termonuklear individu dan jarang yang mempunyai kuasa yang agak rendah, seolah-olah, disapu di seluruh teras Matahari. Haba yang dibebaskan semasa tindak balas ini jelas tidak mencukupi untuk membakar serta-merta semua deuterium di Matahari, tetapi ia cukup untuk memanaskannya ke suhu yang memastikan kehidupan di Bumi.
Senjata nuklear ialah senjata pemusnah besar-besaran dengan tindakan letupan, berdasarkan penggunaan tenaga pembelahan nukleus berat beberapa isotop uranium dan plutonium, atau dalam tindak balas termonuklear sintesis nukleus ringan isotop hidrogen deuterium dan tritium, menjadi lebih berat, contohnya, nukleus isotop helium.
Kepala peledak peluru berpandu dan torpedo, pesawat dan caj kedalaman, peluru artileri dan lombong boleh dilengkapi dengan caj nuklear. Mereka dibezakan oleh kuasa senjata nuklear ultra-kecil (kurang daripada 1 kt), kecil (1-10 kt), sederhana (10-100 kt), besar (100-1000 kt) dan lebih besar (lebih daripada 1000 kt). Bergantung pada tugas yang diselesaikan, adalah mungkin untuk menggunakan senjata nuklear dalam bentuk letupan bawah tanah, tanah, udara, bawah air dan permukaan. Keanehan kesan maut senjata nuklear bagi setiap penduduk ditentukan bukan sahaja oleh kuasa peluru dan jenis letupan, tetapi juga oleh jenis peranti nuklear. Bergantung pada pertuduhan, mereka dibezakan: senjata atom, yang berdasarkan tindak balas pembelahan; senjata termonuklear - apabila menggunakan tindak balas gabungan; caj gabungan; senjata neutron.
Satu-satunya bahan fisil yang terdapat dalam alam semula jadi dalam kuantiti yang ketara ialah isotop uranium dengan jisim nuklear 235 unit jisim atom (uranium-235). Kandungan isotop ini dalam uranium semulajadi hanya 0.7%. Bakinya ialah uranium-238. Oleh kerana sifat kimia isotop adalah sama, untuk mengasingkan uranium-235 daripada uranium semulajadi adalah perlu untuk menjalankan proses yang kompleks pemisahan isotop. Hasilnya boleh menjadi uranium yang sangat diperkaya yang mengandungi kira-kira 94% uranium-235, yang sesuai untuk digunakan dalam senjata nuklear.
Bahan fisil boleh dihasilkan secara buatan, dan yang paling sukar dari sudut praktikal ialah penghasilan plutonium-239, yang terbentuk hasil daripada penangkapan neutron oleh nukleus uranium-238 (dan rantai radioaktif berikutnya. pereputan nukleus perantaraan). Proses yang sama boleh dijalankan dalam reaktor nuklear yang beroperasi pada uranium semula jadi atau diperkaya sedikit. Pada masa hadapan, plutonium boleh diasingkan daripada bahan api reaktor terpakai dalam proses pemprosesan semula bahan api secara kimia, yang nyata lebih mudah daripada proses pengasingan isotop yang dijalankan apabila menghasilkan uranium gred senjata.
Untuk mencipta alat letupan nuklear, bahan fisil lain boleh digunakan, contohnya, uranium-233, yang diperoleh melalui penyinaran torium-232 dalam reaktor nuklear. Walau bagaimanapun, hanya uranium-235 dan plutonium-239 telah menemui kegunaan praktikal, terutamanya disebabkan oleh kemudahan relatif untuk mendapatkan bahan-bahan ini.
Kemungkinan penggunaan praktikal tenaga yang dibebaskan semasa pembelahan nuklear adalah disebabkan oleh fakta bahawa tindak balas pembelahan boleh mempunyai rantaian, sifat mampan diri. Setiap peristiwa pembelahan menghasilkan kira-kira dua neutron sekunder, yang, apabila ditangkap oleh nukleus bahan pembelahan, boleh menyebabkan ia pembelahan, yang seterusnya membawa kepada pembentukan lebih banyak neutron. Apabila keadaan khas dicipta, bilangan neutron, dan oleh itu peristiwa pembelahan, meningkat dari generasi ke generasi.
Alat letupan nuklear pertama telah diletupkan oleh Amerika Syarikat pada 16 Julai 1945 di Alamogordo, New Mexico. Peranti itu ialah bom plutonium yang menggunakan letupan terarah untuk mencipta kritikal. Kuasa letupan adalah kira-kira 20 kt. Di USSR, alat letupan nuklear pertama yang serupa dengan Amerika meletup pada 29 Ogos 1949.
Dalam senjata termonuklear, tenaga letupan dijana semasa tindak balas pelakuran nukleus ringan seperti deuterium, tritium, yang merupakan isotop hidrogen atau litium. Tindak balas sedemikian hanya boleh berlaku pada suhu yang sangat tinggi, di mana tenaga kinetik nukleus mencukupi untuk membawa nukleus bersama-sama ke jarak yang cukup kecil.
Menggunakan tindak balas pelakuran untuk meningkatkan kuasa letupan boleh dilakukan dengan cara yang berbeza. Kaedah pertama melibatkan meletakkan bekas deuterium atau tritium (atau litium deuteride) di dalam peranti nuklear konvensional. Suhu tinggi yang timbul pada saat letupan membawa kepada fakta bahawa nukleus unsur cahaya memasuki tindak balas, yang mana tenaga tambahan dibebaskan. Menggunakan kaedah ini, anda boleh meningkatkan kuasa letupan dengan ketara. Pada masa yang sama, kuasa alat letupan sebegitu masih dihadkan oleh masa penyebaran bahan fisil yang terhad.
Kaedah lain ialah penciptaan alat letupan berbilang peringkat, di mana, disebabkan konfigurasi khas alat letupan, tenaga cas nuklear konvensional (yang dipanggil cas primer) digunakan untuk mencipta suhu yang diperlukan secara berasingan. terletak cas termonuklear "sekunder", yang tenaganya, seterusnya, boleh digunakan untuk meletupkan cas ketiga, dsb. Ujian pertama peranti sedemikian - letupan "Mike" - telah dijalankan di Amerika Syarikat pada 1 November 1952. Di USSR, peranti serupa pertama kali diuji pada 22 November 1955. Kuasa alat letupan yang direka dalam cara ini boleh menjadi besar sewenang-wenangnya. Letupan nuklear paling kuat dilakukan menggunakan alat letupan berbilang peringkat. Kuasa letupan ialah 60 Mt, dan hanya satu pertiga daripada kuasa peranti digunakan.
Pengenalan teori. Senjata termonuklear, seperti yang anda duga, adalah berdasarkan organisasi tindak balas pelakuran termonuklear nukleus atom. Daripada semua tindak balas yang diketahui oleh saintis semula jadi yang berlaku di dunia sekeliling, tindak balas termonuklear mempunyai pelepasan tenaga khusus yang paling besar, i.e. tenaga per unit jisim.
Para saintis telah mendapati bahawa proses termonuklear agak meluas di alam semula jadi, khususnya, ia adalah sumber tenaga untuk bintang. Matahari kita tidak terkecuali. Pada masa kini, Matahari adalah bintang biasa, di mana intinya tindak balas termonuklear berlaku, menghasilkan nukleus helium daripada nukleus hidrogen.
TENTANG..
. GIANTS N
SUPERGIANTS
Setiap saat, Matahari menggunakan 6-1011 kg hidrogen untuk tindak balas pelakuran, dengan hasil 4-109 kg helium. Menurut ahli astrofizik, keadaan keseimbangan dinamik bintang kita yang sedang berkembang akan bertahan kira-kira 5 bilion tahun.
PUTIH** Kerdil.
Jadi, tiada sebab untuk kebimbangan taktikal lagi. Keamatan tindak balas termonuklear boleh dikesan pada gambar rajah Hertzsprung-Russell (Rajah.
nasi. 6.32. Evolusi bintang bergantung kepada keamatan tindak balas nuklear
10,000 6,000 SUHU PERMUKAAN, K
| m
|F| G I
- , yang menunjukkan pergantungan kilauan bintang pada suhunya, yang juga merupakan penunjuk kelas spektrum.
L = R52.
Apabila satu nukleus helium terbentuk daripada dua nukleus hidrogen, tenaga sebanyak 24 MeV dibebaskan. Mari kita ingat bahawa 1 eV ialah tenaga yang diperolehi oleh elektron apabila melalui beza keupayaan sama dengan 1 V, 1 eV « 1.6-10 - 19 J. 1 kg deuterium, isotop hidrogen, mengandungi 1.5-1026 pasang nukleus penyambung.
Tenaga yang dibebaskan daripada 1 kg deuterium semasa sintesis helium boleh ditentukan seperti berikut
E1 = 1.5 -1026 - 24 = 3.6 -1027 MeV = 1.62 -108 kW - jam.
Seperti yang anda ketahui, deuterium terdapat dalam kepekatan kecil dalam air. Dari segi kepekatan purata deuterium, ia berpotensi untuk memperoleh tenaga kira-kira 6100 kWj daripada 1 liter air, yang bersamaan dengan membakar 672 liter petrol, sambil menghabiskan kira-kira lapan tan oksigen pada tindak balas pengoksidaan. Untuk menggabungkan dua nukleus hidrogen menjadi satu nukleus helium, nukleus bercas positif ini perlu mengatasi daya tolakan Coulomb.
r 1 Ze1 - Ze1 r
FK = -Lr.
4P880 r
Untuk menggabungkan nukleus hidrogen asal, adalah perlu untuk membawanya lebih dekat ke jarak yang sepadan dengan saiz nukleus, i.e. pada "3-1015 m. Pada jarak ini, tenaga keupayaan dua cas positif (nukleus hidrogen) akan sama dengan
1 Ze Ze
P = e= 7.68 10-14 J = 5 105 eV.
4P880 G
Dua zarah bercas boleh menghampiri pada jarak yang sepadan dengan saiz nukleus jika ia mempunyai tenaga kinetik yang lebih besar daripada atau sama dengan separuh tenaga interaksi berpotensi. Dari fizik molekul diketahui bahawa tenaga kinetik unsur-unsur struktur jirim semasa pergerakan terma huru-hara mereka ditentukan oleh suhu.
2-l
k 0 = mui.=2k,t,
0 2 2
yang memungkinkan untuk menganggarkan suhu yang sepadan dengan pelakuran termonuklear
13 0.5Kgt;P; -Пgt;Кgt;- kBT,
2 2 B
T.i. 7"68-10-‘‘ s 1.83-10* 0K.
-23
3kB 3 -1.4 -10
Suhu hanya dua urutan magnitud lebih rendah direalisasikan dalam masa yang singkat, semasa letupan atom dan bintang di dalam. Menurut data terkini ahli kosmofizik, suhu Matahari terletak dalam julat 1.2-107 - 1.5-107 0K. Pada suhu yang agak rendah sedemikian, penangkapan langsung proton oleh proton adalah mungkin
H1 + H1 ^ He2 + e+1 +v0,
Dalam kes ini, nukleus He2 tidak stabil dan cepat bertukar menjadi hidrogen berat akibat pereputan positron. Positron, berlanggar dengan antipodanya - elektron, musnah, bertukar menjadi sinaran
H2 + H1 ^ He2 + y (5.5 MeV),
Seterusnya, interaksi nukleus helium yang tidak stabil bermula
He2 + He2 ^ He2 + 2H1 (12.8 MeV), yang berubah menjadi pengubahsuaian helium yang stabil. Apabila 1 kg hidrogen ditukar kepada 883 g helium, Am. 7 g bahan diubah mengikut persamaan Oliver Heaviside kepada sinaran
E = Am - c° = 7-10-3 - 9-1016 = 6.3-1014 J.
Begitu banyak tenaga dibebaskan semasa pengoksidaan lengkap 1.6-1010 kg petrol motor. Sememangnya, pengeluaran tenaga seperti itu tidak dapat tidak menarik minat mahkota Alam - kemanusiaan, yang, dalam tradisi terbaik jalan evolusinya, menemui cara untuk menyesuaikan semua kecekapan tenaga ini secara eksklusif untuk pemusnahan jenisnya sendiri dan yang lain seperti mereka.
Kecacatan jisim, yang ditemui dalam kajian pembelahan nuklear, bermakna, khususnya, bahawa jisim mana-mana nukleus yang stabil adalah kurang daripada jumlah jisim proton dan neutron konstituennya. Sebagai contoh, jisim isotop helium He42 adalah kurang daripada jumlah jisim dua proton dan dua neutron. Oleh itu, jika dua proton dan dua neutron disentuh untuk membentuk nukleus helium, maka pelakuran ini akan disertai dengan penurunan jisim. Pengurangan jisim pada Am menjelma sendiri dalam pelepasan yang besar jumlah tertentu tenaga (AE = Amc2). Pembentukan nukleus dalam proses penggabungan proton dan neutron individu atau nukleus ringan dipanggil pelakuran nuklear.
Untuk menjelaskan butiran aspek tenaga proses ini, mari kita beralih semula kepada data dalam Rajah 4.14, yang menunjukkan lengkung perubahan dalam tenaga pengikat tertentu, iaitu tenaga per nukleon. Berkuatkuasa tanda negatif kecacatan jisim, percantuman nukleus unsur berat (cabang kanan lengkung) akan disertai dengan pembebasan tenaga.
Prosesnya akan menjadi sangat endotermik, i.e. pelaksanaannya memerlukan kos tenaga yang besar. Tindak balas pelakuran dua nukleus uranium, sebagai contoh, hanya mungkin jika nukleus yang bergabung mempunyai sekurang-kurangnya tenaga yang sama seperti tenaga yang dibebaskan apabila setiap satunya pembelahan. Pengeluaran nukleus superheavy adalah perusahaan yang sangat intensif tenaga dan mahal, yang tidak mungkin dilakukan pada masa ini.
Sintesis nukleus cahaya, sebaliknya, membawa kepada kecacatan jisim yang dikaitkan dengan pembebasan tenaga pengikat yang ketara. Apabila dua nukleus cahaya bergabung, proses eksotermik berlaku.
Apabila dua proton dan dua neutron bergabung menjadi nukleus helium, kita mendapat keuntungan tenaga sebanyak 28.2 MeV, dan untuk 1 kg helium tersintesis ini akan menjadi kira-kira 2-10 8 kWh. Walaupun dibandingkan dengan tenaga pembelahan nuklear, ia mengagumkan, sangat mengagumkan.
Pada pandangan pertama, kaedah untuk menjalankan tindak balas pelakuran nuklear kelihatan semudah amoeba, yang lebih mudah adalah untuk menggabungkan dua nukleus deuterium dan, inilah, helium:
D2 + D2 ^ He2 + 23.64 MeV, dan penampilan setiap nukleus baru disertai dengan pembebasan tenaga 23.64 MeV. Adalah wajar untuk mengandaikan bahawa tenaga ini adalah sama dengan perbezaan antara jumlah tenaga pengikat nukleus atom helium (28.2 MeV), memegang empat nukleon bersama-sama, dan jumlah tenaga mengikat dua nukleus hidrogen berat (2.28 MeV setiap satu). Terdapat beberapa tindak balas lain yang digunakan dalam kerja gabungan. Mereka juga tidak senonoh dari segi penampilan.
D2 + D2 ^ He2 + 3.27 MeV,
D2 + D2 ^ T° + p1 + 4.03 MeV,
Li36 + n0 ^ T° + He4 + 4.6 MeV.
Percantuman, sebagai contoh, dua nukleus hidrogen berat adalah mungkin jika ia boleh didekatkan kepada jarak tindakan daya nuklear, i.e. sehingga =3-10 - 15m. Dan untuk ini adalah perlu untuk mengatasi penolakan Coulomb proton dalam nukleus. Pengiraan asas menunjukkan bahawa pada jarak skala ini tenaga tolakan elektrostatik adalah sama dengan = 0.1 MeV.
Satu-satunya halangan untuk mengatur tindak balas termonuklear di rumah ialah mengatasi tolakan Coulomb, kerana proton dan nukleus ringan lain sentiasa bercas positif.
Pengiraan menunjukkan bahawa dua proton berlanggaran yang bertentangan harus mempunyai tenaga kinetik kira-kira 250 keV setiap satu. Tenaga ini tidak boleh diperolehi dengan pemanasan konvensional, kerana walaupun pada suhu 107 0 K tenaga zarah hampir tidak mencapai hanya = 1 keV. Dan ia mesti dipanaskan pada suhu urutan 109 0K supaya tenaga pergerakan zarah mencukupi untuk mengatasi tolakan bersama nukleus. Pada T = 10 K mereka bersentuhan langsung, dan nukleus bergabung. Suhu sebenar yang diperlukan untuk mengekalkan tindak balas sintesis adalah lebih rendah sedikit daripada yang dikira dan adalah kira-kira 108 0K, yang disebabkan oleh fenomena kesan terowong.
Selain itu, menurut fungsi taburan Maxwell, banyak zarah mempunyai tenaga yang jauh lebih tinggi daripada nilai purata (E) = kT.
Selepas Perang Dunia Kedua, menjadi jelas bahawa apabila bom atom meletup, suhu kira-kira 108 0K berlaku. Timbul idea untuk menggunakan bom atom sebagai fius untuk bom hidrogen yang akan melaksanakan tindak balas pelakuran nuklear.
Ternyata agak mudah untuk mendapatkan pelepasan tenaga yang tidak terkawal semasa letupan bom hidrogen, selepas sudah mendapat pengalaman dengan letupan nuklear konvensional.
Bom termonuklear pada asasnya terdiri daripada bom atom dan cas termonuklear. Bom atom meletup di dalam cangkerang yang dipenuhi dengan unsur cahaya yang mampu mengalami tindak balas pelakuran. sangat masa yang singkat- persejuta saat, suhu di dalam cangkerang yang masih utuh mencapai beberapa ratus juta darjah (108 0K), dan tekanan - ratusan bilion atmosfera.
EIri begitu keadaan yang melampau percantuman nukleus deuterium dan tritium ke dalam nukleus helium bermula
d2 + m° ^ He2 + n0, tenaga yang sangat besar dibebaskan dalam masa yang sangat singkat, i.e. letupan berlaku (Gamb.
- . Tenaga yang dibebaskan dalam tindak balas pelakuran nuklear bagi setiap jisim bahan api adalah lebih besar daripada semasa pembelahan nuklear. Di samping itu, dengan gabungan nuklear, masalah pelupusan radio tidak begitu meruncing. 6.33. Sintesis nukleus helium sisa aktif.
Walau bagaimanapun, untuk melaksanakan pelakuran termonuklear terkawal, i.e. Penyingkiran tenaga tanpa letupan secara teknikal ternyata menjadi tugas yang sangat sukar. Intinya adalah untuk mencipta dan mengekalkan untuk jangka masa yang cukup lama suhu tinggi yang diperlukan untuk pelakuran nuklear.
Mana-mana bahan pada suhu yang dibincangkan adalah medium khas, yang terdiri daripada nukleus dan elektron yang tidak berkaitan dengannya. Keadaan jirim ini dipanggil plasma.
Jika anda melihat bahagian buku rujukan yang sepadan sifat fizikal bahan, maka boleh didapati bahawa daripada semua kumpulannya, hafnium karbida mempunyai takat lebur tertinggi Tm = 4000 0K walaupun di dalamnya tidak mungkin untuk "mengandungi" persekitaran suhu tinggi.
Bahan konvensional menyejat pada suhu 104 0K paling baik, oleh itu ia tidak sesuai untuk teknologi gabungan. Tetapi Alam Ibu telah menetapkan bahawa plasma, yang mempunyai sejumlah besar elektron bebas, boleh menghantar arus elektrik dan bertindak balas kepada medan magnet luar.
Bom hidrogen. Menurut salah satu versi yang beredar di akhbar, sejarah penggunaan praktikal pertama tindak balas termonuklear bermula pada tahun 1941. Ahli fizik Jepun Hagiwara dari Universiti Kyoto, yang tidak dibom
- Encik Amerika, disebabkan penglihatan yang lemah, dalam kuliah kepada pelajarnya menyatakan idea tentang kemungkinan memulakan tindak balas termonuklear antara nukleus hidrogen di bawah keadaan yang dicipta oleh letupan bom atom berdasarkan U235.
Rajah 6.35. Klaus Fuchs
Pada September 1941, di seberang lautan, Enrico Fermi menyatakan idea yang sama dalam perbualan dengan Edward Teller (Rajah 6. 34). Idea Fermi menangkap saintis, yang menjadi pemula yang konsisten dan bertenaga untuk pembangunan senjata jenis ini.
Harus dikatakan bahawa idea ini telah dibincangkan di seminar tertutup oleh ahli fizik USSR sejurus selepas penempatan projek nuklear, sekurang-kurangnya bukan untuk Kurchatov, bukan untuk Flerov dan saintis nuklear lain, idea seperti itu bukanlah berita.
Buat masa ini, tidak cukup masa dan tenaga untuk membangunkannya secara sistematik. Perlumbaan atom bermula, dan semua usaha sumber yang sangat terhad, baik dari segi intelek mahupun material, tertumpu padanya.
Idea "super klasik" telah diformalkan dalam bentuk lakaran di Los Alamos menjelang akhir tahun 1945. Pada musim bunga
- Encik Klaus Fuchs mencadangkan, apabila menggunakan bom atom sebagai fius, untuk meletakkan campuran deuterium dan tritium dan fius utama dalam pemantul berilium oksida yang dipanaskan oleh sinaran.
nasi. 6.36. Gambar rajah bom Teller-Ulam
Pada tahun 1946, idea letupan radiasi dilahirkan. Skim yang dicadangkan oleh Klaus Fuchs menjadi asas bagi konfigurasi Teller-Ulam masa depan, yang dimasukkan dalam buku teks moden mengenai teknologi termonuklear (Rajah 6.36).
Peranti ini terdiri daripada dua bahagian berfungsi Satu perumahan mengandungi cas atom dalam bentuk bom sfera plutonium, yang, apabila dicetuskan, memberikan suhu dan tekanan tinggi dan, sebenarnya, bahan api termonuklear, berwarna ceri dalam gambar.
Ahli fizik nuklear moden mengakui bahawa idea ahli fizik Jerman Fuchs, mendahului masa mereka, menjadi asas kepada banyak reka bentuk peranti termonuklear yang seterusnya. Fuchs dan Von Neumann memfailkan permohonan pada 28 Mei 1946 untuk mencipta litar petak permulaan baru menggunakan letupan sinaran.
Hanya lima tahun kemudian, Amerika Syarikat menyedari sepenuhnya potensi ideologi yang sangat besar dari semua cadangan Fuchs. Pada penghujung Ogos 1946, Teller yang tidak kenal lelah menerbitkan laporan di mana dia membangunkan reka bentuk baru untuk bom termonuklear di bawah nama romantis "Jam Penggera".
Versi baharu Bom itu, menurut cadangan Teller, adalah terdiri daripada lapisan sfera yang berselang-seli bahan fisil dan bahan api termonuklear, deuterium, tritium dan sebatian kimianya.
Tindak balas rantai pembelahan yang timbul dalam salah satu lapisan mestilah disebabkan oleh kuantiti yang banyak neutron pantas memulakan proses pembelahan dalam lapisan bersebelahan, yang sepatutnya meningkatkan pembebasan tenaga, terutamanya haba.
Hasil daripada letupan atom sepatutnya menyebabkan pemadatan unsur fisil aktif, i.e. penumpuan isipadu nukleus bahan asal. Ketumpatan bahan api termonuklear meningkat dengan peningkatan kadar tindak balas termonuklear.
Walau bagaimanapun, caj termonuklear mengikut skema ini ternyata tidak dapat diterima besar, menjadikannya mustahil walaupun secara teori mempertimbangkan penggunaan praktikalnya. Untuk beberapa lama, projek "Classic Super" dan "Alarmkick" telah dibangunkan oleh pakar Los Alamos secara selari.
Pada Januari 1950, Presiden AS Harry Truman membuat kenyataan umum secara rasmi menugaskan saintis Los Alamos untuk membangunkan bom hidrogen. Sememangnya, kerja ke arah ini telah menjadi lebih dinamik.
nasi. 6. 37. Caj gabungan Mike
Pada September 1951, persiapan bermula untuk cas termonuklear "Mike" untuk ujian, yang berjaya dijalankan pada 1 November 1952. Kuasa letupan itu ialah 10 Mt dalam TNT bersamaan. Walaupun dengan regangan, sukar untuk memanggilnya sebagai senjata (Rajah 6.37).
Kekurangan pengangkutan sepenuhnya
Keputihan dan dimensi sepadan dengan bangunan dua tingkat yang bersaiz baik. Hasil pembelahan termonuklear dikekalkan pada suhu nitrogen cecair. Caj termonuklear, dalam hal ini, dilengkapi dengan unit penyejukan pegun yang mampu mengekalkan suhu ultra rendah semasa pemasangan dan ujian.
Di USSR, sebelum 1945, tidak ada peluang untuk secara rasmi menangani isu gabungan termonuklear, kecuali untuk mempertimbangkan aspek teori. Negara ini berperang dan mencipta bom atom pada kadar yang dipercepatkan, meneran dengan semua kuasa yang boleh dibayangkan dan tidak dapat dibayangkan.
Dokumen rasmi pertama mengenai senjata termonuklear bermula pada 22 September 1945, ia telah disediakan atas nama I.V. Ahli sains nuklear Kurchatov Yakov Ilyich Frenkel, di mana dia secara teorinya mengesahkan kemungkinan tindak balas termonuklear berlaku di bawah keadaan letupan bom atom: “.... Nampaknya menarik untuk menggunakan suhu tinggi - bilion - yang berkembang semasa letupan bom atom untuk menjalankan tindak balas sintetik (contohnya, pembentukan helium daripada hidrogen), yang merupakan sumber tenaga untuk bintang dan yang boleh meningkatkan lagi tenaga yang dikeluarkan semasa letupan bahan utama (uranium, bismut, dll.).
nasi. 6.38 Ya.I. Frenkel
Apabila menghantar nota kepada Kurchatov, saintis tidak dapat mengetahui bahawa isu tindak balas termonuklear telah lama dibincangkan oleh pencipta. senjata atom dan Kurchatov mempunyai maklumat lengkap tentang keadaan hal ehwal isu termonuklear di Los Alamos.
Pada September 1945, melalui saluran perisikan asing, Kurchatov menerima bahan tentang kerja Amerika untuk menggabungkan bom atom jenis meriam berdasarkan U°°5 dengan reflektor berilium oksida, ruang perantaraan dengan campuran deuterium-tritium dan silinder dengan deuterium cecair. .
Buka maklumat kemungkinan mencipta bom super muncul dalam akhbar British The Times pada 19 Oktober 1945, jauh sebelum ujian cas termonuklear di Amerika Syarikat.
Sememangnya, mesej sedemikian tidak dapat disedari oleh pemimpin tertinggi USSR dan saintis terkemuka yang terlibat dalam program atom. L.P. Beria mengarahkan diplomat untuk menjelaskan maklumat tersebut.
Kami beralih kepada Niels Bohr, yang baru pulang ke Denmark dari Amerika Syarikat. Bohr menganggap perlu untuk meyakinkan semua orang: “Apakah maksud bom super? Ini sama ada bom yang lebih berat daripada yang telah dicipta, atau bom yang diperbuat daripada bahan baharu. Nah, yang pertama mungkin, tetapi tidak ada gunanya, kerana, saya ulangi, kuasa pemusnah bom sudah sangat hebat, dan yang kedua, saya fikir, tidak realistik. Walaupun kuasanya yang tidak diragui dalam bidang fizik atom, Bohr tidak dipercayai di negara kita.
Atas desakan Beria, ketua program atom Kurchatov memberi arahan kepada pakar terkemuka Yu.B. Khariton, Ya.B.
Zeldovich, I.I. Gurevich dan I.Ya. Pomeranchuk untuk mempertimbangkan secara teori persoalan kemungkinan melepaskan tenaga unsur cahaya dan membentangkan kesimpulannya pada mesyuarat Teknikal
Walau bagaimanapun, I.V Kurchatov beralih kepada Yu.B. Khariton dengan arahan untuk mempertimbangkan Ria 6.39. Ya.B. Zeldovich
bersama-sama dengan I. I. Gurevich, Ya
I. Ya. Pomeranchuk mempersoalkan kemungkinan melepaskan tenaga unsur cahaya dan mengemukakan pertimbangan mengenai isu ini pada mesyuarat Majlis Teknikal Jawatankuasa Khas.
Pertimbangan oleh I.I. Gurevich, Ya.B. Zeldovich, I.Ya. Pomeranchuk dan Yu.B. Khariton telah digariskan dalam laporan "Penggunaan Tenaga Nuklear Elemen Cahaya," bahan-bahannya didengar pada mesyuarat Majlis Teknikal pada 17 Disember 1945.
Penceramahnya ialah Ya. Pendekatan untuk menyelesaikan masalah dalam laporan itu adalah berdasarkan idea kemungkinan pengujaan letupan nuklear dalam silinder dengan deuterium semasa rejim pembakaran tidak seimbang.
Laporan yang dipertimbangkan pada mesyuarat itu diterbitkan sepenuhnya dalam jurnal "Kemajuan dalam Sains Fizikal" No. 5 untuk tahun 1991. Menurut laporan Ya.B. Zeldovich, pada mesyuarat Majlis Teknikal pada 17 Disember 1945, keputusan telah dibuat yang hanya melibatkan pengukuran keratan rentas untuk tindak balas pada nukleus ringan dan tidak mengandungi arahan yang berkaitan dengan organisasi dan pengendalian penyelidikan dan pengiraan dan teoritis. bom super itu.
Walau bagaimanapun, pada bulan Jun 1946, sekumpulan ahli teori dari Institut Fizik Kimia Akademi Sains USSR, yang terdiri daripada A.S Kompaneets dan S.P. Dyakov di bawah pimpinan Ya.B. Zeldovich, dalam rangka program penyelidikan mengenai isu pembakaran dan letupan nuklear, memulakan pertimbangan teori tentang kemungkinan melepaskan tenaga nuklear unsur cahaya.
Manakala kumpulan Ya.B. Zeldovich menjalankan penyelidikannya; di USSR pada 1946-1947, laporan perisikan yang bersifat maklumat terus diterima mengenai kerja di Amerika Syarikat mengenai bom super. Ini telah ditambah dengan laporan baru dalam akhbar terbuka, termasuk artikel oleh E. Teller dalam Buletin Saintis Atom edisi Februari 1947.
Pada 28 September 1947, di London, pertemuan pertama K. Fuchs, yang kembali dari Amerika Syarikat ke England, berlangsung dengan wakil perisikan Soviet A.S. Feklisov. A. S. Feklisov beralih kepada K. Fuchs dengan 10 soalan, yang pertama berkaitan dengan bom super itu.
Daripada laporan mesyuarat oleh A.S. Feklisov dengan K. Fuchs pada 28 September 1947, berikutan K. Fuchs secara lisan melaporkan bahawa kerja teori mengenai bom super sedang dijalankan di Amerika Syarikat di bawah pimpinan E. Teller dan E. Fermi di Chicago.
K. Fuchs menerangkan beberapa ciri reka bentuk bom super dan prinsip operasinya, dan menyatakan penggunaan tritium bersama deuterium. K. Fuchs secara lisan melaporkan bahawa pada awal tahun 1946, E. Fermi dan E. Teller telah membuktikan bahawa bom super seperti itu harus beroperasi dengan berkesan. Bagaimanapun, A.S. Feklisov, bukan seorang ahli fizik, dapat menghasilkan semula ciri reka bentuk bom super dan operasinya dengan lebih kurang. Adakah ia bermula di Amerika Syarikat? kerja amali untuk mencipta bom super dan apakah keputusan mereka, K. Fuchs tidak tahu.
Pada bulan Jun 1948, Majlis Menteri-menteri USSR menerima pakai Resolusi No. 1989 - 773 "Pada menambah rancangan kerja KB-11," yang, khususnya, mengarahkan makmal fizik nuklear, bersama-sama dengan Institut Fizikal Akademi USSR Sains, untuk menjalankan ujian teori dan eksperimen tentang kemungkinan mencipta bom hidrogen , yang dalam dokumen menerima kod RDS-6.
Dengan bahan terpasang perkembangan Amerika hanya diketahui oleh I.V. Kurchatov, yang tidak peduli untuk memperkenalkan mereka kepada pekerjanya.
Supaya tidak menghalang kebebasan untuk mencari penyelesaian alternatif. Dan mereka tidak lambat mengikuti.
Andrey Dmitrievich Sakharov, bersama-sama dengan Yakov Borisovich Zeldovich, mencadangkan skim untuk bom gabungan di mana deuterium digunakan dalam campuran dengan U238. Dalam erti kata lain, tanpa mengira E. Theiler, saintis domestik datang dengan idea bom heterogen, kerana ia menjadi terkenal di kalangan pemaju "Sloika," yang sepatutnya menggunakan prinsip pemampatan pengionan bahan api termonuklear.
Igor Evgenievich Tamm, ketua A.D. Sakharov di sekolah siswazah, pada November 1948 dia menghantar surat kepada pengarah Institut Fizikal Akademi Sains USSR, S.I. Vavilov, di mana dia melaporkan bahawa kumpulan ahli fizik yang dipimpinnya telah menemui kemungkinan asas cara baru untuk menggunakan letupan deuterium, berdasarkan cara khas untuk menggabungkannya dengan air berat dan uranium semula jadi U238. Dalam surat yang sama dicadangkan untuk menggunakan skema Li6 + n = T + He4 + 4.8 MeV untuk menjalankan tindak balas termonuklear,
nasi. 6.41. I.E. Tamm
di mana lithium-6 deuterite digunakan sebagai senjata termonuklear.
Sakharov mencadangkan skim untuk caj tambahan plutonium untuk pra-mampatan "sedutan". Ini adalah prinsip reka bentuk bom termonuklear dua peringkat.
Di Amerika Syarikat, seperti yang diketahui, pada 1 Mac 1954, letupan termonuklear yang kuat telah dijalankan, menunjukkan bahawa program termonuklear pesaing telah berpindah dari peringkat teori ke satah praktikal.
Ini telah memberikan saintis dan ahli politik kita kekuatan baru. Secara harfiah pada awal April 1954, KB-11 telah dibuka prinsip baru membina bom termonuklear.
Pembangunan spesifikasi teknikal untuk produk termonuklear baharu RDS-37. Pada Julai 1955, satu laporan dikeluarkan yang membenarkan reka bentuk produk RDS-37.
Penulis laporan itu ialah: E.N. Avrorin, V. A. Alexandrov, Yu.N. Babaev, G. A. Goncharov, Ya. B. Zeldovich, V. N. Klimov, G. E. Klinishov, B. N. Kozlov, E. S. Pavlovsky, E. M. Rabinovich, Yu.A. Romanov, A.D. Sakharov, Yu.A. Trutnev, V.P. Feodoritov, M.P. Shumaev, V.B. Adamsky, B.D. Bondarenko, Yu.S. Vakhrameev, G.M. Gandelman, G.A. Dvorovenko, N.A. Dmitriev, E.I. Zababakhin, V.G. Zagrafov, T.D. Kuznetsova, I.A. Kurilov, N.A. Popov, V.I. Ritus, V.N. Rodigin, L.P. Feoktistov, D.A. Frank-Kamenetsky, M.D. Churazov. Antara pengarangnya ialah ahli matematik: I.A. Adamskaya, A. A. Bunatyan, I.M. Gelfand, A. A. Samarsky, K. A. Semendyaev, I.M. Khalatnikov, yang, di bawah pimpinan M.V. Keldysh dan A.N. Tikhonov telah selesai kerja yang bagus atas sokongan teori projek.
nasi. 6.42. Produk RDS-37
Pada November 1955 ia diadakan
ujian awal satu peringkat peranti termonuklear, dan pada 22 November 1955, cas termonuklear dua peringkat, direka bentuk sebagai bom udara, telah berjaya diletupkan (Rajah 6.42).
Seperti yang dikatakan oleh A.D. selepas ujian.
Sakharov: "Ujian itu adalah penyempurnaan usaha bertahun-tahun, kejayaan yang membuka jalan kepada pembangunan pelbagai produk dengan pelbagai prestasi tinggi(walaupun kesukaran yang tidak dijangka akan dihadapi lebih daripada sekali).”
Oleh itu, peringkat seterusnya mencipta senjata termonuklear telah berjaya diselesaikan, dan keputusan berikut telah dicapai:
- Para saintis USSR adalah yang pertama dalam amalan dunia (1952) untuk menggunakan bahan api termonuklear litium deuteride Li6 yang sangat cekap. Di Amerika Syarikat, penggunaan bahan ini bermula pada awal tahun 1956;
- Para saintis domestik, yang sudah berada di peringkat ujian pertama, mencapai ketepatan persetujuan yang tinggi antara parameter teori letupan termonuklear dan ciri-ciri yang diperhatikan dalam amalan;
- Tahap justifikasi teori untuk reka bentuk adalah sangat tinggi sehingga menjadi mungkin untuk mengurangkan kuasa secara buatan semasa letupan eksperimen untuk mengurangkan kesan pada ruang sekeliling;
- Dalam dua ujian pada tahun 1955, caj termonuklear digugurkan buat kali pertama daripada pengebom TU-16 bersiri.
nasi. 6.43. Pengebom TU-95 pada masa pengeboman bermula
Pada 30 Oktober 1961, bom termonuklear paling berkuasa di dunia dengan TNT bersamaan 50 MGt telah diletupkan di atas Novaya Zemlya pada ketinggian 4000 m di atas permukaan bumi.
Bom itu dijatuhkan daripada pengebom TU-95 (Rajah 6.43). Krew diperintahkan oleh Mejar A. E. Durnovtsev.
Ini tidak pernah berlaku di planet ini sebelum ini. Walaupun separuh cas telah diletupkan, kilat dalam keadaan mendung dapat dilihat pada jarak beribu-ribu kilometer.
nasi. 6.44. Bom termonuklear domestik dengan hasil 100 MGt
Ini adalah satu tindakan demonstrasi kekerasan sekali, mengiringi keadaan khusus dapur politik, " permainan besar“untuk menakut-nakutkan antara kuasa besar.
Ia adalah produk tunggal, reka bentuk yang, apabila "dimuatkan" sepenuhnya dengan bahan api nuklear dan sambil mengekalkan dimensi yang sama, memungkinkan untuk mencapai kuasa walaupun 100 megaton. Letupan yang begitu menakutkan dalam keadaan pertempuran akan serta-merta menimbulkan puting beliung berapi yang akan meliputi kawasan yang luas.
Selepas ujian ini, pemahaman datang bahawa senjata yang dicipta bukan bertujuan untuk perang seumur hidup - ia bertujuan untuk memusnahkan kehidupan.
Jelas sekali, selepas letupan ini, pemimpin politik kuasa "nuklear" menyedari sia-sia untuk membina lagi "otot termonuklear" mereka. Sudah ada senjata yang mencukupi untuk menamatkan banyak masalah tamadun moden dalam sekelip mata.
Salah satu jenis senjata nuklear ialah senjata termonuklear, yang mana ramai di antara kita lebih dikenali sebagai bom hidrogen . Bom sedemikian mempunyai kesan pemusnahan yang besar. Prinsip operasi senjata jenis ini adalah berdasarkan pelepasan sejumlah besar tenaga semasa sintesis unsur kimia ringan menjadi lebih berat. Hari ini senjata termonuklear dipersembahkan dalam bentuk kepala peledak untuk peluru berpandu jelajah, kepala peledak untuk peluru berpandu balistik dan dalam bentuk bom udara.
Sejarah penciptaan senjata termonuklear
Banyak negara di dunia terlibat dalam penyelidikan dalam bidang senjata termonuklear, tetapi yang utama adalah Great Britain dan ini berlaku pada masa yang hampir sama sejak 40-an abad ke-20.
Idea untuk mencipta bom termonuklear adalah milik Stanislaw Ulam dan Edward Thaller, yang mula bercakap mengenainya pada tahun 1941.
Projek pertama untuk membangunkan senjata termonuklear dipanggil "Classic Super". Projek ini telah dimulakan oleh Thaller, yang pada tahun 1942 telah dikeluarkan daripada mencipta bom atom dan dipindahkan untuk mengkaji penciptaan senjata baru - bom hidrogen. Pada tahun 1945, saintis itu telah membentangkan projek yang hampir selesai, mengikut mana tindak balas termonuklear sepatutnya berlaku apabila deuterium cecair dinyalakan daripada haba cas atom. Walau bagaimanapun, saintis berhadapan dengan dua masalah yang perlu mereka selesaikan: bagaimana untuk menyalakan deuterium dan sama ada tindak balas pembakaran akan dapat bertahan sendiri sebelum tindak balas termonuklear berlaku. Para saintis tidak dapat mencari penyelesaian kepada masalah ini dan oleh itu projek "super" telah ditutup.
Semasa masih mengusahakan penciptaan projek "Classic Super" pada tahun 1946, Thaller menghasilkan projek lain yang dipanggil "Jam Penggera". Walau bagaimanapun, projek ini tidak mendapat perhatian yang sewajarnya dan kerja mengenainya tidak dijalankan di Amerika Syarikat. Serentak dengan kemunculan Jam Penggera, kerja bermula pada projek serupa, Sloika, di Kesatuan Soviet. A.D. bekerja pada penciptaan bom termonuklear pertama di USSR. Sakharov, yang mencadangkan untuk mengelilingi cas atom primer dengan lapisan berselang-seli bagi bahan termonuklear mudah terbakar dan boleh pecah. Kerja itu tidak sia-sia; akibatnya, bom udara termonuklear yang boleh diangkut pertama di dunia muncul, di mana Li6D, lithium-6 deuteride, yang dicadangkan pada Mac 1949 oleh V.L.Ginzburg, digunakan sebagai bahan api termonuklear. "Sloika" ternyata menjadi projek yang berkesan, tetapi hanya mungkin untuk mencipta bom kuasa terhad, jadi saintis meneruskan penyelidikan mereka.
Penyelidikan diteruskan di Negeri-negeri, di mana pembangunan projek Tallera-Ulama bermula. Dari penghujung tahun ke-50 hingga awal tahun ke-51 abad ke-20, Stanislav Ulam memikirkan penyelesaian untuk memperbaiki pembelahan caj nuklear dan membuat kesimpulan bahawa kuasa senjata termonuklear boleh ditingkatkan dengan meningkatkan pemampatan bahan fisil, dan ini boleh dicapai dengan memampatkan satu cas atom dengan bantuan cas atom yang lain. Ujian telah dijalankan, akibatnya adalah mungkin untuk mendapatkan kapsul berasingan untuk peringkat kedua caj dari bekas dengan bahan api termonuklear. Thaller meragui bahawa disebabkan oleh pemampatan bahan adalah mungkin untuk menyalakan bahan api, tetapi pengiraan Ulam membuktikan sebaliknya dan Amerika bersedia untuk mula membuat bom dalam amalan. Walaupun idea untuk mencipta kapsul bahan api termonuklear, Ulam tidak tahu cara menggunakannya dengan betul untuk mencipta bom, dan Thaller mengambil penyelesaian untuk masalah ini. Dia menyedari bahawa semasa tindak balas pembelahan sejumlah kecil tenaga kinetik dan banyak sinaran dibebaskan, dan sinaran lebih berkesan daripada pemampatan mekanikal. Idea Thaller ini kini dikenali sebagai Skim Letupan Radiasi. Bahan api yang dimampatkan 1000 kali dan dipanaskan hingga 1,000,000 darjah masih tidak akan menyebabkan pembakaran termonuklear, jadi ia telah memutuskan untuk meletakkan rod plutonium di tengah, yang akan masuk ke dalam keadaan kritikal, dan semasa pembelahan akan menyebabkan peningkatan suhu yang diperlukan. Ini adalah regangan rumah di laluan untuk mencipta senjata termonuklear kuasa tanpa had.
Para saintis USSR juga mendapat idea untuk menggunakan pemampatan menggunakan letupan radiasi pada tahun 1954-1955.
Ujian senjata termonuklear
Ujian pertama senjata termonuklear telah dijalankan oleh Amerika Syarikat pada 1 November 1952. Pertuduhan itu diletupkan di Atol Eniwetak di Lautan Pasifik. Ia bukan bom, tetapi sampel makmal yang kelihatan seperti sejenis struktur. Tetapi bom hidrogen siap sedia pertama telah diuji - bom RDS-6, dibuat di USSR. Ujian peranti sedia untuk digunakan telah dijalankan di tapak ujian di Semipalatinsk pada 12 Ogos 1953.
Bom hidrogen terbesar yang diuji ialah bom hidrogen 50 megaton, yang dipanggil "Tsar Bomba". Ujiannya telah dijalankan di tapak ujian yang terletak di kepulauan Novaya Zemlya pada 30 Oktober 1961. Pada mulanya, ia dirancang untuk menguji bom 100-megaton, tetapi kemudian diputuskan untuk mengurangkan separuh kuasa senjata yang sedang diuji. Bom itu diletupkan pada ketinggian 4 kilometer, selepas itu gelombang letupan mengelilingi dunia tiga kali. Ujian itu berjaya, tetapi senjata itu tidak digunakan, tetapi ujian ini menjelaskan kepada Amerika bahawa Kesatuan Soviet boleh mencipta bom termonuklear dari mana-mana megatonnage.
Pada tahun 1958, di pantai Georgia (AS), sebuah pesawat pejuang F-86 bertembung dengan pengebom B-47. Yang terakhir terpaksa membuat pelepasan kecemasan bom hidrogen MARK 15 ke lautan. Bom itu masih belum ditemui.
Di Sepanyol pada 17 Januari 1966, sebuah kapal terbang tangki bertembung dengan pengebom B-52 yang membawa lima bom hidrogen. Tiga bom ditemui sejurus selepas kemalangan itu, dan dua hanya selepas dua bulan pencarian.
Di Amerika Syarikat, pada 29 Ogos 2007, satu insiden berlaku - 6 peluru berpandu jelajah dengan kepala termonuklear telah tersilap dimuatkan ke dalam pengebom B-52H dan diangkut dari North Dakota ke Louisiana. Pemindahan tidak sengaja itu diketahui hanya 36 jam kemudian, dan selama ini senjata itu tidak dikawal. Keadaan itu menyebabkan skandal yang kuat dan perubahan serius dalam Tentera Udara negara.
Bom hidrogen (Hydrogen Bomb, HB) ialah senjata pemusnah besar-besaran dengan kuasa pemusnah yang luar biasa (kuasanya dianggarkan pada megaton TNT). Prinsip operasi bom dan strukturnya adalah berdasarkan penggunaan tenaga gabungan termonuklear nukleus hidrogen. Proses yang berlaku semasa letupan adalah serupa dengan yang berlaku pada bintang (termasuk Matahari). Ujian pertama VB yang sesuai untuk pengangkutan dalam jarak jauh (reka bentuk oleh A.D. Sakharov) telah dijalankan di Kesatuan Soviet di tapak ujian berhampiran Semipalatinsk.
Tindak balas termonuklear
Matahari mengandungi rizab hidrogen yang besar, yang berada di bawah pengaruh berterusan tekanan dan suhu ultra tinggi (kira-kira 15 juta darjah Kelvin). Pada ketumpatan dan suhu plasma yang melampau, nukleus atom hidrogen secara rawak berlanggar antara satu sama lain. Hasil perlanggaran adalah gabungan nukleus, dan sebagai hasilnya, pembentukan nukleus unsur yang lebih berat - helium.
Undang-undang fizik menerangkan pembebasan tenaga semasa tindak balas termonuklear seperti berikut: sebahagian daripada jisim nukleus ringan yang terlibat dalam pembentukan unsur yang lebih berat kekal tidak digunakan dan ditukar kepada tenaga tulen dalam kuantiti yang sangat besar. Itulah sebabnya badan angkasa kita kehilangan kira-kira 4 juta tan jirim sesaat, melepaskannya angkasa lepas aliran tenaga yang berterusan.
Isotop hidrogen
Yang paling mudah daripada semua atom sedia ada ialah atom hidrogen. Ia terdiri daripada hanya satu proton, membentuk nukleus, dan satu elektron yang mengorbit di sekelilingnya. Akibatnya penyelidikan saintifik air (H2O), didapati bahawa air yang dipanggil "berat" terdapat dalam kuantiti yang kecil. Ia mengandungi isotop hidrogen "berat" (2H atau deuterium), nukleusnya, sebagai tambahan kepada satu proton, juga mengandungi satu neutron (zarah yang hampir berjisim dengan proton, tetapi tanpa cas).
Sains juga mengetahui tritium, isotop ketiga hidrogen, nukleusnya mengandungi 1 proton dan 2 neutron. Tritium dicirikan oleh ketidakstabilan dan pereputan spontan yang berterusan dengan pembebasan tenaga (radiasi), mengakibatkan pembentukan isotop helium. Jejak tritium ditemui di lapisan atas atmosfera Bumi: di sana, di bawah pengaruh sinar kosmik, molekul gas yang membentuk udara mengalami perubahan yang sama. Tritium juga boleh dihasilkan dalam reaktor nuklear dengan menyinari isotop litium-6 dengan fluks neutron yang kuat.
Pembangunan dan ujian pertama bom hidrogen
Hasil daripada analisis teori yang menyeluruh, pakar dari USSR dan Amerika Syarikat membuat kesimpulan bahawa campuran deuterium dan tritium menjadikannya paling mudah untuk melancarkan tindak balas gabungan termonuklear. Berbekalkan pengetahuan ini, saintis dari Amerika Syarikat pada tahun 50-an abad yang lalu mula mencipta bom hidrogen. Dan sudah pada musim bunga tahun 1951, ujian ujian telah dijalankan di tapak ujian Enewetak (sebuah atol di Lautan Pasifik), tetapi kemudian hanya gabungan termonuklear separa telah dicapai.
Sedikit lebih daripada setahun berlalu, dan pada November 1952 ujian kedua bom hidrogen dengan hasil kira-kira 10 Mt TNT telah dijalankan. Walau bagaimanapun, letupan itu hampir tidak boleh dipanggil letupan bom termonuklear dalam erti kata moden: sebenarnya, peranti itu adalah bekas besar (saiz rumah tiga tingkat), diisi dengan cecair deuterium.
Rusia juga mengambil tugas untuk menambah baik senjata atom, dan bom hidrogen pertama projek A.D. Sakharov telah diuji di tapak ujian Semipalatinsk pada 12 Ogos 1953. RDS-6 (jenis senjata pemusnah besar-besaran ini digelar "sedutan" Sakharov, kerana reka bentuknya melibatkan penempatan berurutan lapisan deuterium yang mengelilingi cas pemula) mempunyai kuasa 10 Mt. Namun, tidak seperti orang Amerika " rumah tiga tingkat", bom Soviet itu padat, dan ia boleh dihantar dengan cepat ke tapak pengguguran di wilayah musuh dengan pengebom strategik.
Menerima cabaran itu, Amerika Syarikat pada Mac 1954 meletupkan bom udara yang lebih kuat (15 Mt) di tapak ujian di Bikini Atoll ( Lautan Pasifik). Ujian itu menyebabkan pembebasan sejumlah besar bahan radioaktif ke atmosfera, sebahagian daripadanya jatuh dalam kerpasan ratusan kilometer dari pusat letupan.
Kapal Jepun "Lucky Dragon" dan peralatan yang dipasang di Pulau Rogelap mencatatkan peningkatan radiasi yang mendadak.
Memandangkan proses yang berlaku semasa letupan bom hidrogen menghasilkan helium yang stabil dan tidak berbahaya, pelepasan radioaktif sepatutnya tidak melebihi tahap pencemaran daripada peledak gabungan atom. Tetapi pengiraan dan pengukuran kejatuhan radioaktif sebenar sangat berbeza, dalam kuantiti dan komposisi. Oleh itu, kepimpinan AS memutuskan untuk menggantung sementara reka bentuk senjata ini sehingga kesannya terhadap alam sekitar dan manusia dikaji sepenuhnya.
Video: ujian di USSR
Tsar Bomba - bom termonuklear USSR USSR menandakan satu peristiwa penting dalam rantaian pengeluaran bom hidrogen apabila pada 30 Oktober 1961, ujian 50-megaton (terbesar dalam sejarah) "Tsar Bomb" telah dijalankan ke atas Novaya Zemlya - hasil kerja bertahun-tahun oleh kumpulan penyelidik A.D. Sakharov. Letupan itu bergemuruh pada ketinggian 4 kilometer, dan gelombang kejutan dirakam tiga kali oleh instrumen sepanjang. ke dunia Walaupun ujian itu tidak mendedahkan sebarang kegagalan, bom itu tidak pernah memasuki perkhidmatan. Tetapi fakta bahawa Soviet memiliki senjata sedemikian memberikan kesan yang tidak dapat dilupakan di seluruh dunia, dan di Amerika Syarikat mereka berhenti mendapatkan tonase. senjata nuklear
. Rusia, seterusnya, memutuskan untuk meninggalkan pengenalan kepala peledak dengan caj hidrogen ke dalam tugas tempur. Bom hidrogen adalah yang paling kompleks peranti teknikal
Pertama, caj pemula yang terletak di dalam cangkerang VB (bom atom kecil) meletup, mengakibatkan pelepasan neutron yang kuat dan penciptaan suhu tinggi diperlukan untuk memulakan pelakuran termonuklear dalam cas utama. Pengeboman neutron besar-besaran pada sisipan litium deuteride (diperolehi dengan menggabungkan deuterium dengan isotop litium-6) bermula.
Di bawah pengaruh neutron, litium-6 berpecah kepada tritium dan helium. Fius atom dalam kes ini menjadi sumber bahan yang diperlukan untuk pelakuran termonuklear berlaku dalam bom yang diletupkan itu sendiri.
Campuran tritium dan deuterium mencetuskan tindak balas termonuklear, menyebabkan suhu di dalam bom meningkat dengan cepat, dan semakin banyak hidrogen terlibat dalam proses itu.
Prinsip operasi bom hidrogen membayangkan kejadian ultra-pantas proses ini (peranti cas dan susunan unsur-unsur utama menyumbang kepada ini), yang kepada pemerhati kelihatan serta-merta.
Superbomb: pembelahan, gabungan, pembelahan
Urutan proses yang diterangkan di atas berakhir selepas permulaan tindak balas deuterium dengan tritium. Seterusnya, diputuskan untuk menggunakan pembelahan nuklear daripada gabungan yang lebih berat. Selepas gabungan nukleus tritium dan deuterium, helium bebas dan neutron pantas dibebaskan, tenaga yang mencukupi untuk memulakan pembelahan nukleus uranium-238.
Neutron pantas mampu membelah atom daripada kulit uranium bom super. Pembelahan satu tan uranium menjana tenaga kira-kira 18 Mt. Dalam kes ini, tenaga dibelanjakan bukan sahaja untuk mencipta gelombang letupan dan melepaskan sejumlah besar haba. Setiap atom uranium mereput menjadi dua "serpihan" radioaktif. Seluruh "jambak" pelbagai unsur kimia (sehingga 36) dan kira-kira dua ratus isotop radioaktif terbentuk. Atas sebab inilah banyak kejatuhan radioaktif terbentuk, direkodkan ratusan kilometer dari pusat letupan.
Selepas kejatuhan Tirai Besi, diketahui bahawa USSR merancang untuk membangunkan "Tsar Bomb" dengan kapasiti 100 Mt. Disebabkan pada masa itu tidak ada pesawat yang mampu membawa muatan sebegitu besar, idea itu ditinggalkan dan memihak kepada bom 50 Mt.
Akibat letupan bom hidrogen
Letupan bom hidrogen memerlukan kemusnahan dan akibat berskala besar, dan kesan utama (jelas, langsung) adalah tiga kali ganda. Yang paling jelas daripada semua kesan langsung ialah gelombang kejutan dengan keamatan ultra tinggi. Keupayaan pemusnahnya berkurangan dengan jarak dari pusat letupan, dan juga bergantung pada kuasa bom itu sendiri dan ketinggian di mana cas itu meletup.
Kesan terma
Kesan kesan haba letupan bergantung pada faktor yang sama seperti kuasa gelombang kejutan. Tetapi satu lagi perkara ditambah kepada mereka - tahap ketelusan jisim udara. Kabus atau sedikit mendung secara mendadak mengurangkan jejari kerosakan yang mana denyar haba boleh menyebabkan luka bakar yang serius dan kehilangan penglihatan. Letupan bom hidrogen (lebih daripada 20 Mt) menjana jumlah tenaga haba yang luar biasa, mencukupi untuk mencairkan konkrit pada jarak 5 km, menyejat hampir semua air dari tasik kecil pada jarak 10 km, memusnahkan kakitangan musuh , peralatan dan bangunan pada jarak yang sama .
Di tengah, corong dengan diameter 1-2 km dan kedalaman sehingga 50 m terbentuk, ditutup dengan lapisan tebal jisim kaca (beberapa meter batu dengan kandungan pasir yang tinggi mencair hampir serta-merta, berubah menjadi kaca ).
- Mengikut pengiraan berdasarkan ujian kehidupan sebenar, orang mempunyai peluang 50% untuk bertahan jika mereka:
- Mereka terletak di tempat perlindungan konkrit bertetulang (bawah tanah) 8 km dari pusat letupan (EV);
- Ia terletak di bangunan kediaman pada jarak 15 km dari EV;
Mereka akan mendapati diri mereka berada di kawasan terbuka pada jarak lebih daripada 20 km dari EV dengan jarak penglihatan yang lemah (untuk suasana "bersih", jarak minimum dalam kes ini ialah 25 km). Dengan jarak dari EV, kebarangkalian untuk terus hidup bagi orang yang mendapati diri mereka berada di kawasan lapang . Jadi, pada jarak 32 km ia akan menjadi 90-95%. Jejari 40-45 km adalah had untuk impak utama
daripada letupan itu.
sepanjang berpuluh-puluh kilometer.
Bola api yang muncul selepas letupan diisi dengan cepat dengan zarah radioaktif dalam kuantiti yang banyak (hasil pereputan nukleus berat). Saiz zarah adalah sangat kecil sehingga apabila mereka memasuki atmosfera atas, mereka boleh tinggal di sana untuk masa yang sangat lama. Segala sesuatu yang dicapai oleh bola api di permukaan bumi serta-merta berubah menjadi abu dan debu, dan kemudian ditarik ke dalam tiang api.
Pusaran api mencampurkan zarah-zarah ini dengan zarah bercas, membentuk campuran habuk radioaktif yang berbahaya, proses pemendapan butiran yang berlangsung lama.
Debu kasar mendap agak cepat, tetapi habuk halus dibawa oleh arus udara pada jarak yang jauh, secara beransur-ansur jatuh dari awan yang baru terbentuk. Zarah-zarah besar dan paling banyak bercas mendap di sekitar EC; zarah abu yang boleh dilihat dengan mata masih boleh ditemui ratusan kilometer jauhnya. Mereka membentuk penutup maut setebal beberapa sentimeter. Sesiapa yang mendekatinya berisiko menerima dos radiasi yang serius. Zarah yang lebih kecil dan tidak dapat dibezakan boleh terapung di atmosfera selama bertahun-tahun , berulang kali mengelilingi Bumi. Pada masa mereka jatuh ke permukaan, mereka telah kehilangan sejumlah besar radioaktiviti. Yang paling berbahaya ialah strontium-90, yang mempunyai separuh hayat 28 tahun dan menghasilkan radiasi yang stabil sepanjang masa ini. Penampilannya dikesan oleh instrumen di seluruh dunia. "Mendarat" di atas rumput dan dedaunan, dia terlibat dalam rantai makanan . Atas sebab ini, pemeriksaan orang yang terletak beribu-ribu kilometer dari tapak ujian mendedahkan strontium-90 terkumpul di dalam tulang. Walaupun kandungannya sangat kecil, prospek untuk menjadi "tapak storan" sisa radioaktif
"tidak memberi petanda yang baik untuk seseorang, yang membawa kepada perkembangan neoplasma malignan tulang. Di wilayah Rusia (serta negara lain) berhampiran dengan tapak pelancaran ujian bom hidrogen, latar belakang radioaktif yang meningkat masih diperhatikan, yang sekali lagi membuktikan keupayaan senjata jenis ini untuk meninggalkan akibat yang ketara.
Video tentang bom hidrogen