Rumah / Pelepasan/ Bersihkan senjata nuklear. Senjata termonuklear bersih

Senjata nuklear bersih. Senjata termonuklear bersih

Tidak seperti bom uranium dan plutonium, bahan berasaskan unsur cahaya tidak mempunyai jisim kritikal, yang membawa kepada kesukaran besar dalam mencipta senjata nuklear. Walau bagaimanapun, semasa pelakuran termonuklear deuterium dan tritium, 4.2 kali lebih banyak tenaga dibebaskan daripada semasa pembelahan nukleus dengan jisim yang sama 2 35U. Oleh itu, bom hidrogen adalah senjata yang jauh lebih kuat daripada bom atom.

Senjata termonuklear ialah senjata pemusnah besar-besaran, kuasa pemusnahnya berdasarkan penggunaan tenaga tindak balas pelakuran nuklear unsur-unsur cahaya kepada yang lebih berat (contohnya, sintesis satu nukleus atom helium daripada dua nukleus atom deuterium) . Ini membebaskan sejumlah besar tenaga.

Calon untuk peranan tindak balas termonuklear yang berkenaan untuk bom hidrogen ialah:

Pada suhu yang dicapai dalam bom atom, tindak balas (1) berlaku 10 kali lebih cepat daripada tindak balas (2) dan (3) digabungkan. Ini menjelaskan mengapa eksperimen gabungan pertama melibatkan tritium. Tindak balas (2) dan (3), pula, sepuluh kali lebih cepat daripada tindak balas (4). Selain itu, kadar semua proses ini (1-4) meningkat secara eksponen dengan suhu. Apabila suhu meningkat, kadar tindak balas (4) melebihi kadar tindak balas (2)+(3) digabungkan. Tindak balas (5) dan (6) bukan termonuklear. Ini adalah tindak balas pembelahan biasa yang berlaku apabila litium menangkap neutron dalam julat tenaga yang dikehendaki. Tetapi semasa kursus mereka, tritium dikeluarkan, yang juga mengambil bahagian dalam proses itu. Tindak balas 6 Li+ n memerlukan neutron dengan tenaga beberapa MeV, 7 Li+ p - neutron tidak kurang daripada 4 MeV. Menggunakan campuran deuterium-tritium yang mudah dinyalakan tetapi mahal, adalah mungkin untuk memulakan tindak balas walaupun pada ketumpatan biasa bahan api termonuklear, hanya menggunakan haba daripada letupan atom (504-100 juta darjah). Tritium mahal untuk dihasilkan (urutan magnitud lebih mahal daripada plutonium gred senjata), dan selain itu, ia mereput dengan T= 12.32 tahun. Ini menjadikan ia tidak banyak digunakan. Yang tinggal ialah 2 H - deuterium - bahan api yang boleh diakses sepenuhnya untuk tindak balas (2) dan (h).

Deuterium tulen digunakan sekali sahaja - semasa ujian Ivy Mike(AS). Kelemahannya ialah ia mesti dimampatkan atau dicairkan dengan sangat kuat pada suhu kriogenik, yang tidak praktikal. Masalahnya diselesaikan dengan menggabungkan deuterium dengan litium dalam LiD. Pada masa yang sama, disebabkan pembelahan litium, bilangan yang besar tritium untuk tindak balas (l). Untuk menjalankan tindak balas sintesis adalah perlu: l) untuk menyediakan kelajuan tinggi kemajuan tindak balas (iaitu suhu tinggi); 2) mengekalkan keadaan sebelumnya untuk masa yang mencukupi untuk tindak balas berlaku; h) menyediakan output tenaga yang besar, berkadar dengan produk (kadar tindak balas) (masa tindak balas).

Idea asas bom hidrogen (Teller-Ulam) adalah berdasarkan fakta bahawa apabila letupan atom 80% tenaga dikeluarkan dalam bentuk sinar-x lembut, bukan dalam bentuk serpihan pembelahan. X-ray jauh lebih pantas daripada sisa plutonium yang mengembang (pada kelajuan ~100 km/s). Ini membolehkan mereka digunakan untuk memampatkan dan menyalakan bekas berasingan dengan bahan api termonuklear (peringkat kedua), dengan memampatkannya dengan sinaran, sebelum cas primer yang mengembang memusnahkannya.

Termo bom nuklear, beroperasi mengikut prinsip Teller-Ulam, terdiri daripada dua peringkat: pencetus dan bekas dengan bahan api termonuklear. Pencetusnya ialah cas nuklear plutonium yang dipertingkatkan termonuklear kecil dengan hasil beberapa kiloton. Tugas pencetus adalah mencipta syarat yang perlu untuk menyalakan tindak balas termonuklear - suhu dan tekanan tinggi.

nasi. 6.

Komponen bom diletakkan di dalam perumah penolak silinder dalam bentuk silinder dengan cas tembakan atom ("pencetus") pada satu hujung. Bekas dengan bahan api termonuklear adalah elemen utama bom. Badannya diperbuat daripada 2 × 8 i, bahan yang mereput di bawah pengaruh neutron pantas (>1 MeV) yang dibebaskan semasa tindak balas pelakuran dan menyerap neutron perlahan. Bekas itu ditutup dengan lapisan penyerap neutron (sebatian boron) untuk mengelakkan pemanasan pramatang bahan api termonuklear oleh aliran neutron daripada pencetus, yang boleh menghalang pemampatan berkesannya. Di dalam bekas terdapat bahan api termonuklear - 6 LiD, dan rod plutonium yang diperbuat daripada ^Pu terletak di sepanjang paksi bekas, yang memainkan peranan sebagai fius untuk tindak balas termonuklear. Pencetus dan bekas diisi dengan plastik, yang mengalirkan sinaran dari picu ke bekas, dan diletakkan di dalam badan bom keluli. Pencetus dipisahkan daripada silinder bahan api oleh penutup pelindung yang diperbuat daripada uranium atau tungsten.

Selepas letupan caj permulaan x-ray, dipancarkan dari kawasan tindak balas pembelahan, tersebar di seluruh pengisi plastik. Komponen utama plastik ialah atom karbon dan hidrogen, yang terion sepenuhnya dan menjadi telus sepenuhnya sinaran x-ray. Skrin uranium antara pencetus dan kapsul bahan api, serta badan kapsul itu sendiri, menghalang pemanasan pramatang litium deuteride. Keseimbangan terma diwujudkan dengan sangat cepat, supaya suhu dan ketumpatan tenaga kekal malar di sepanjang laluan perambatan sinaran.

Apabila pencetus meletup, 80% daripada tenaga yang dibebaskan daripadanya dibelanjakan untuk nadi kuat sinaran sinar-X lembut, yang diserap oleh cangkerang peringkat kedua. Akibat pemanasan tajam cangkang uranium, jisim dibawa pergi (ablasi) bahan cangkang dan tujahan jet muncul, yang, bersama-sama dengan tekanan ringan, memampatkan peringkat kedua. Fenomena entrainment, seperti jet berapi-api enjin roket yang diarahkan ke dalam kapsul, menghasilkan tekanan yang besar pada bahan api termonuklear, menyebabkan mampatan progresifnya (diameter kapsul berkurangan sebanyak 30 kali, ketumpatan bahan meningkat sebanyak 1000 kali ganda ). Bahan api gabungan dipanaskan pada suhu yang mencukupi untuk memulakan tindak balas pelakuran. Rod plutonium masuk ke dalam keadaan superkritikal dan tindak balas nuklear bermula di dalam bekas. Neutron yang dipancarkan oleh batang plutonium yang terbakar berinteraksi dengan 6 Li, menghasilkan tritium, yang bertindak balas dengan deuterium. Ablasi - penyingkiran jisim dari permukaan padu aliran gas panas yang mengalir di sekeliling permukaan ini. Ablasi berlaku akibat hakisan, lebur, sublimasi.

Neutron pantas, yang tersedia secara berlebihan semasa pencetus pembelahan, diperlahankan oleh litium deuteride kepada kelajuan terma dan memulakan tindak balas berantai dalam rod secepat ia masuk ke dalam keadaan superkritikal. Letupannya, bertindak seperti palam pencucuh, meningkatkan tekanan dan suhu di tengah kapsul, menjadikannya mencukupi untuk menyalakan tindak balas termonuklear. Seterusnya, tindak balas pembakaran mampan sendiri bergerak ke kawasan luar kapsul bahan api.

Badan kapsul menghalang sinaran terma daripada keluar melepasi sempadannya, meningkatkan kecekapan pembakaran dengan ketara. Suhu yang timbul semasa tindak balas termonuklear mencapai sehingga 8 K. Untuk pengendalian skim ini, syarat simetri cas dan pematuhan ketat dengan syarat letupan sinaran berkesan adalah amat penting.

Jika cangkerang bekas itu diperbuat daripada uranium semula jadi, maka neutron pantas yang dihasilkan hasil daripada tindak balas pelakuran menyebabkan tindak balas pembelahan 2 ^ 8 atom U di dalamnya, menambah tenaga mereka kepada jumlah tenaga letupan. Dengan cara yang sama, letupan termonuklear dengan kuasa yang hampir tidak terhad dicipta, kerana di belakang cangkang boleh terdapat lapisan lain litium deuteride dan lapisan 2, 8 dan (sedutan).

Litar Teller-Ulam dua peringkat membolehkan anda membuat cas sekuat kuasa pencetus yang cukup untuk memampatkan bahan api yang sangat pantas. Untuk meningkatkan lagi jumlah cas, tenaga peringkat kedua boleh digunakan untuk memampatkan yang ketiga. Secara umum, pada setiap peringkat dalam peranti sedemikian, penguatan kuasa sebanyak -100 kali adalah mungkin.

Amunisi termonuklear wujud dalam bentuk bom pesawat (bom hidrogen atau termonuklear) dan kepala peledak untuk peluru berpandu balistik dan jelajah.

Pemula letupan (pencetus). Senjata jenis ini tidak menghasilkan pencemaran radioaktif jangka panjang, kerana ketiadaan bahan reput di dalamnya. Pada masa ini, ia dianggap secara teori, sudah tentu, mungkin, tetapi cara pelaksanaan praktikal tidak jelas.

YouTube ensiklopedia

1 / 1

BENANG INTERGALAKTIK!!

Sari kata

Konsep

Dalam senjata termonuklear moden, syarat yang diperlukan untuk memulakan tindak balas pelakuran nuklear dicipta oleh letupan pencetus - plutonium kecil caj nuklear. Letupan pencetus menghasilkan suhu dan tekanan tinggi yang diperlukan untuk memulakan tindak balas termonuklear dalam litium deuteride. Pada masa yang sama, bahagian utama pencemaran radioaktif jangka panjang semasa terma letupan nuklear disediakan oleh bahan radioaktif dalam picu.

Walau bagaimanapun, syarat untuk permulaan tindak balas termonuklear boleh dibuat tanpa menggunakan pencetus nuklear. Keadaan sedemikian dicipta dalam eksperimen makmal dan eksperimen reaktor termonuklear. Secara teorinya adalah mungkin untuk mencipta senjata termonuklear di mana tindak balas dimulakan tanpa menggunakan cas pencetus - senjata "termonuklear tulen".

Senjata sedemikian akan mempunyai kelebihan berikut:

Versi neutron senjata termonuklear bersih

Faktor kerosakan utama dalam peranti termonuklear semata-mata boleh menjadi pelepasan kuat sinaran neutron [ ], bukan denyar haba atau gelombang kejutan [ ] . Oleh itu, kerosakan cagaran daripada letupan senjata tersebut boleh dihadkan. Sebaliknya, ini menjadikan senjata termonuklear semata-mata tidak penawar terbaik untuk situasi di mana perlu untuk mengalahkan struktur tahan lama yang tidak mengandungi bahan biologi atau peranti elektronik (contohnya, jambatan).

Kelemahan versi neutron bagi senjata termonuklear tulen adalah sama seperti mana-mana senjata neutron:

Disebabkan oleh penyerapan dan penyerakan neutron yang kuat di atmosfera, julat kemusnahan oleh sinaran neutron, berbanding dengan julat kemusnahan sasaran yang tidak dilindungi oleh gelombang kejutan daripada letupan cas nuklear konvensional kuasa yang sama, adalah kecil.
Interaksi neutron dengan bahan struktur dan biologi membawa kepada kemunculan radioaktiviti teraruh, iaitu, senjata itu tidak sepenuhnya "bersih".
Kenderaan berperisai, sejak tahun 1960-an, telah dibangunkan dengan mengambil kira kemungkinan menggunakan senjata neutron. Jenis perisai baharu telah dibangunkan, yang sudah mampu melindungi peralatan dan anak kapalnya daripada sinaran neutron. Untuk tujuan ini, helaian dengan kandungan yang tinggi boron, yang merupakan penyerap neutron yang baik, dan uranium yang habis ditambah kepada keluli perisai. Di samping itu, komposisi perisai dipilih supaya ia tidak mengandungi unsur-unsur yang menghasilkan radioaktiviti teraruh yang kuat di bawah pengaruh penyinaran neutron. Oleh itu, kenderaan perisai moden sangat tahan terhadap senjata neutron.

Penyelesaian yang mungkin

Pelbagai penyelesaian kepada masalah senjata termonuklear bersih telah dipertimbangkan secara berterusan sejak 1992, tetapi masih belum membuahkan hasil yang positif. Masalah utama ialah kesukaran yang ketara untuk mewujudkan keadaan untuk permulaan tindak balas termonuklear. Dalam eksperimen makmal dan reaktor termonuklear, keadaan sedemikian dicipta oleh pemasangan bersaiz besar, yang juga sangat intensif tenaga. Pada masa ini, tidak mungkin untuk mencipta senjata termonuklear yang sesuai untuk digunakan dalam keadaan pertempuran, berdasarkan, sebagai contoh, pada penyalaan laser tindak balas - laser yang diperlukan untuk ini adalah besar dalam saiz dan penggunaan. jumlah yang ketara tenaga.

Terdapat beberapa cara secara teori yang mungkin untuk menyelesaikan masalah:

Senjata termonuklear tulen menggunakan pemancar gelombang kejutan

Nampaknya secara teorinya mungkin untuk mencipta senjata termonuklear tulen yang agak padat berdasarkan pemancar gelombang kejutan. Dalam kes ini, nadi sinaran elektromagnet dalam julat frekuensi radio digunakan untuk mencetuskan tindak balas termonuklear.

Mengikut pengiraan teori, tulen peranti termonuklear pada pemancar gelombang kejutan akan mempunyai setara TNT kira-kira setanding dengan jisimnya sendiri, atau bahkan kurang. Dengan cara ini, bagaimana alat letupan ia akan menjadi tidak berkesan sepenuhnya. Walau bagaimanapun, kebanyakan (sehingga 80%) tenaga akan dikeluarkan dalam bentuk fluks neutron, mampu memukul musuh pada jarak ratusan meter dari pusat gempa. Senjata sedemikian, sebenarnya, akan menjadi senjata neutron yang bersih—tidak meninggalkan pencemaran radioaktif dan hampir tiada kerosakan cagaran.

Senjata termonuklear (aka bom Hidrogen) ialah sejenis senjata pemusnah besar-besaran, kuasa pemusnahnya berdasarkan penggunaan tenaga tindak balas pelakuran nuklear unsur-unsur ringan kepada yang lebih berat (contohnya, sintesis satu nukleus. daripada atom helium daripada dua nukleus atom deuterium (hidrogen berat), di mana Sejumlah besar tenaga dibebaskan. Mempunyai yang sama faktor yang merosakkan Seperti senjata nuklear, senjata termonuklear mempunyai kuasa letupan yang lebih besar. Secara teorinya, ia hanya dihadkan oleh bilangan komponen yang ada. Perlu diingatkan bahawa kenyataan yang sering disebut bahawa pencemaran radioaktif daripada letupan termonuklear adalah jauh lebih lemah daripada letupan atom, melibatkan tindak balas pelakuran, yang digunakan hanya bersama dengan tindak balas pembelahan yang lebih "lebih kotor". Istilah "senjata bersih", yang muncul dalam kesusasteraan bahasa Inggeris, tidak lagi digunakan pada penghujung 1970-an. Sebenarnya, semuanya bergantung pada jenis tindak balas yang dipilih yang digunakan dalam produk tertentu. Oleh itu, kemasukan unsur-unsur daripada uranium-238 dalam cas termonuklear (Pada masa yang sama, uranium-238 yang digunakan dalam bom hidrogen hancur di bawah pengaruh neutron pantas dan menghasilkan serpihan radioaktif. Neutron sendiri menghasilkan radioaktiviti teraruh.) membolehkan untuk dengan ketara (sehingga lima kali) meningkatkan jumlah letupan kuasa, tetapi dengan ketara (5-10 kali ganda) meningkatkan jumlah kejatuhan radioaktif.

Skim Teller-Ulam.

Penerangan umum

Alat letupan termonuklear boleh dibina sama ada menggunakan deuterium cecair atau deuterium gas termampat. Tetapi kemunculan senjata termonuklear menjadi mungkin hanya terima kasih kepada jenis litium hidrida - litium-6 deuterida. Ini adalah sebatian isotop berat hidrogen - deuterium dan isotop litium dengan nombor jisim 6.

Litium-6 deuteride adalah bahan pepejal yang membolehkan anda menyimpan deuterium (keadaan biasa yang dalam keadaan normal adalah gas) pada suhu positif, dan, sebagai tambahan, komponen kedua - litium-6 - adalah bahan mentah untuk menghasilkan isotop hidrogen yang paling terhad - tritium. Sebenarnya, 6Li ialah satu-satunya sumber industri tritium:

Amunisi termonuklear AS awal juga menggunakan litium deuteride semula jadi, yang mengandungi terutamanya isotop litium dengan nombor jisim 7. Ia juga berfungsi sebagai sumber tritium, tetapi untuk ini neutron yang terlibat dalam tindak balas mesti mempunyai tenaga 10 MeV atau lebih tinggi.

Bom termonuklear yang beroperasi pada prinsip Teller-Ulam terdiri daripada dua peringkat: pencetus dan bekas dengan bahan api termonuklear.

Pencetusnya ialah cas nuklear plutonium yang dipertingkatkan termonuklear kecil dengan hasil beberapa kiloton. Tugas pencetus adalah untuk mewujudkan keadaan yang diperlukan untuk menyalakan tindak balas termonuklear - suhu dan tekanan tinggi.

Bekas dengan bahan api termonuklear adalah elemen utama bom. Ia diperbuat daripada uranium-238, bahan yang mereput di bawah pengaruh neutron pantas (>1 MeV) yang dibebaskan semasa tindak balas pelakuran dan menyerap neutron perlahan. Boleh dibuat daripada plumbum. Bekas itu ditutup dengan lapisan penyerap neutron (sebatian boron) untuk mengelakkan pemanasan pramatang bahan api termonuklear oleh fluks neutron daripada pencetus, yang boleh menghalang pemampatannya yang berkesan. Di dalam bekas terdapat bahan api termonuklear - litium-6 deuteride - dan rod plutonium yang terletak di sepanjang paksi bekas, yang memainkan peranan sebagai fius untuk tindak balas termonuklear. Pencetus dan bekas, terletak secara sepaksi, diisi dengan plastik khas yang mengalirkan sinaran dari picu ke bekas, dan diletakkan di dalam badan bom yang diperbuat daripada keluli atau aluminium.

Pilihan adalah mungkin apabila peringkat kedua dibuat bukan dalam bentuk silinder, tetapi dalam bentuk sfera. Prinsip operasi adalah sama, tetapi bukannya batang pencucuh plutonium, sfera berongga plutonium digunakan, terletak di dalam dan diselingi dengan lapisan litium-6 deuteride. Ujian nuklear bom menggunakan peringkat kedua sfera telah menunjukkan kecekapan yang lebih besar daripada bom menggunakan peringkat kedua silinder.

A Kepala peledak sebelum letupan; langkah pertama di atas, langkah kedua di bawah. Kedua-dua komponen bom termonuklear.
B Bahan letupan meletupkan peringkat pertama, memampatkan teras plutonium kepada keadaan superkritikal dan memulakan tindak balas rantai pembelahan.
C Semasa proses pembelahan pada peringkat pertama, denyutan sinar-X berlaku, yang merambat di sepanjang bahagian dalam cangkerang, menembusi pengisi busa polistirena.
D Peringkat kedua menguncup akibat ablasi (penyejatan) di bawah pengaruh sinar-X, dan batang plutonium di dalam peringkat kedua masuk ke keadaan superkritikal, memulakan tindak balas berantai, membebaskan sejumlah besar haba.
E Dalam litium-6 deuteride yang dimampatkan dan dipanaskan, tindak balas pelakuran berlaku; Bola api mengembang...

Korea Utara mengancam AS dengan ujian bom hidrogen yang sangat berkuasa Lautan Pasifik. Jepun, yang mungkin menderita akibat ujian itu, menyifatkan rancangan Korea Utara tidak boleh diterima sama sekali. Presiden Donald Trump dan Kim Jong-un berhujah dalam temu bual dan bercakap tentang konflik ketenteraan terbuka. Bagi mereka yang tidak memahami senjata nuklear, tetapi ingin mengetahuinya, The Futurist telah menyusun panduan.

Bagaimanakah senjata nuklear berfungsi?

Seperti sebatang dinamit biasa, bom nuklear menggunakan tenaga. Hanya ia dikeluarkan bukan semasa tindak balas kimia primitif, tetapi dalam proses nuklear yang kompleks. Terdapat dua cara utama untuk mengekstrak tenaga nuklear daripada atom. DALAM pembelahan nuklear nukleus atom mereput kepada dua serpihan yang lebih kecil dengan neutron. Percantuman nuklear – proses di mana Matahari menghasilkan tenaga – melibatkan penyambungan dua atom yang lebih kecil untuk membentuk yang lebih besar. Dalam sebarang proses, pembelahan atau pelakuran, sejumlah besar tenaga haba dan sinaran dibebaskan. Bergantung kepada sama ada pembelahan nuklear atau pelakuran digunakan, bom dibahagikan kepada nuklear (atom) Dan termonuklear .

Bolehkah anda memberitahu saya lebih lanjut mengenai pembelahan nuklear?

Letupan bom atom atas Hiroshima (1945)

Seperti yang anda ingat, atom terdiri daripada tiga jenis zarah subatom: proton, neutron dan elektron. Pusat atom, dipanggil teras , terdiri daripada proton dan neutron. Proton bercas positif, elektron bercas negatif, dan neutron tidak mempunyai cas sama sekali. Nisbah proton-elektron sentiasa satu kepada satu, jadi atom secara keseluruhan mempunyai cas neutral. Sebagai contoh, atom karbon mempunyai enam proton dan enam elektron. Zarah disatukan oleh daya asas - kuasa nuklear yang kuat .

Sifat atom boleh berubah dengan ketara bergantung kepada berapa banyak zarah yang berbeza yang terkandung di dalamnya. Jika anda menukar bilangan proton, anda akan mempunyai yang berbeza unsur kimia. Jika anda menukar bilangan neutron, anda mendapat isotop elemen yang sama yang anda ada di tangan anda. Sebagai contoh, karbon mempunyai tiga isotop: 1) karbon-12 (enam proton + enam neutron), bentuk unsur yang stabil dan biasa, 2) karbon-13 (enam proton + tujuh neutron), yang stabil tetapi jarang berlaku, dan 3) karbon -14 (enam proton + lapan neutron), yang jarang berlaku dan tidak stabil (atau radioaktif).

Kebanyakan nukleus atom adalah stabil, tetapi ada yang tidak stabil (radioaktif). Nukleus ini secara spontan mengeluarkan zarah yang dipanggil oleh saintis sebagai radiasi. Proses ini dipanggil pereputan radioaktif . Terdapat tiga jenis pereputan:

Pereputan alfa : Nukleus mengeluarkan zarah alfa - dua proton dan dua neutron terikat bersama. Pereputan beta : Neutron bertukar menjadi proton, elektron dan antineutrino. Elektron yang dikeluarkan adalah zarah beta. pembelahan spontan: nukleus hancur kepada beberapa bahagian dan mengeluarkan neutron, dan juga mengeluarkan nadi tenaga elektromagnet - sinar gamma. Ia adalah jenis pereputan terakhir yang digunakan dalam bom nuklear. Neutron bebas yang dipancarkan akibat pembelahan bermula tindak balas berantai , yang membebaskan sejumlah besar tenaga.

Bom nuklear diperbuat daripada apa?

Mereka boleh dibuat daripada uranium-235 dan plutonium-239. Uranium berlaku di alam semula jadi sebagai campuran tiga isotop: 238 U (99.2745% uranium semula jadi), 235 U (0.72%) dan 234 U (0.0055%). 238 U yang paling biasa tidak menyokong tindak balas berantai: hanya 235 U yang mampu melakukan ini Untuk mencapai kuasa letupan maksimum, kandungan 235 U dalam "pengisian" bom adalah sekurang-kurangnya 80%. Oleh itu, uranium dihasilkan secara buatan memperkayakan . Untuk melakukan ini, campuran isotop uranium dibahagikan kepada dua bahagian supaya satu daripadanya mengandungi lebih daripada 235 U.

Biasanya, pemisahan isotop meninggalkan banyak uranium yang habis yang tidak dapat menjalani tindak balas berantai-tetapi ada cara untuk membuatnya berbuat demikian. Hakikatnya ialah plutonium-239 tidak berlaku di alam semula jadi. Tetapi ia boleh diperolehi dengan mengebom 238 U dengan neutron.

Bagaimanakah kuasa mereka diukur?

Kuasa cas nuklear dan termonuklear diukur dalam setara TNT - jumlah trinitrotoluene yang mesti diletupkan untuk mendapatkan hasil yang serupa. Ia diukur dalam kiloton (kt) dan megaton (Mt). Kuasa ultra-kecil senjata nuklear adalah kurang daripada 1 kt, manakala bom tugas berat memberikan lebih daripada 1 mt.

Kuasa "Tsar Bomb" Soviet adalah, menurut pelbagai sumber, dari 57 hingga 58.6 megaton dalam setara TNT; kuasa bom termonuklear, yang diuji oleh DPRK pada awal September, adalah kira-kira 100 kiloton.

Siapa yang mencipta senjata nuklear?

Ahli fizik Amerika Robert Oppenheimer dan Jeneral Leslie Groves

Pada tahun 1930-an, ahli fizik Itali Enrico Fermi menunjukkan bahawa unsur yang dibombardir oleh neutron boleh diubah menjadi unsur baru. Hasil kerja ini adalah penemuan neutron perlahan , serta penemuan unsur baharu yang tidak diwakili pada jadual berkala. Tidak lama selepas penemuan Fermi, saintis Jerman Otto Hahn Dan Fritz Strassmann uranium dibombardir dengan neutron, mengakibatkan pembentukan isotop radioaktif barium. Mereka membuat kesimpulan bahawa neutron berkelajuan rendah menyebabkan nukleus uranium pecah kepada dua bahagian yang lebih kecil.

Kerja ini menggembirakan minda seluruh dunia. Di Universiti Princeton Niels Bohr bekerja dengan John Wheeler untuk membangunkan model hipotesis proses pembelahan. Mereka mencadangkan bahawa uranium-235 mengalami pembelahan. Pada masa yang sama, saintis lain mendapati bahawa proses pembelahan menghasilkan lebih banyak neutron. Ini mendorong Bohr dan Wheeler untuk bertanya soalan penting: bolehkah neutron bebas yang dicipta oleh pembelahan memulakan tindak balas berantai yang akan membebaskan sejumlah besar tenaga? Jika ini berlaku, maka adalah mungkin untuk mencipta senjata dengan kuasa yang tidak dapat dibayangkan. Andaian mereka disahkan oleh ahli fizik Perancis Frederic Joliot-Curie . Kesimpulannya menjadi pendorong kepada perkembangan dalam penciptaan senjata nuklear.

Ahli fizik dari Jerman, England, Amerika Syarikat, dan Jepun bekerja pada penciptaan senjata atom. Sebelum bermulanya Perang Dunia Kedua Albert Einstein menulis kepada Presiden AS Franklin Roosevelt bahawa Nazi Jerman merancang untuk membersihkan uranium-235 dan mencipta bom atom. Kini ternyata bahawa Jerman jauh dari melakukan tindak balas berantai: mereka sedang mengusahakan bom yang "kotor", sangat radioaktif. Walau apa pun, kerajaan AS telah melakukan segala usaha untuk mencipta bom atom secepat mungkin. Projek Manhattan telah dilancarkan, diketuai oleh seorang ahli fizik Amerika Robert Oppenheimer dan umum Leslie Groves . Ia dihadiri oleh saintis terkemuka yang berhijrah dari Eropah. Menjelang musim panas tahun 1945 ia dicipta senjata atom, berdasarkan dua jenis bahan pembelahan - uranium-235 dan plutonium-239. Satu bom, plutonium "Thing," telah diletupkan semasa ujian, dan dua lagi, uranium "Bayi" dan plutonium "Fat Man," dijatuhkan di bandar Hiroshima dan Nagasaki Jepun.

Bagaimanakah bom termonuklear berfungsi dan siapa yang menciptanya?

Bom termonuklear adalah berdasarkan tindak balas gabungan nuklear . Tidak seperti pembelahan nuklear, yang boleh berlaku sama ada secara spontan atau paksa, pelakuran nuklear adalah mustahil tanpa bekalan tenaga luar. Nukleus atom bercas positif - jadi mereka menolak satu sama lain. Keadaan ini dipanggil halangan Coulomb. Untuk mengatasi tolakan, zarah ini mesti dipercepatkan ke kelajuan gila. Ini boleh dilakukan pada suhu yang sangat tinggi - mengikut urutan beberapa juta Kelvin (oleh itu namanya). Terdapat tiga jenis tindak balas termonuklear: berdikari (berlaku di kedalaman bintang), terkawal dan tidak terkawal atau meletup - ia digunakan dalam bom hidrogen.

Idea bom dengan gabungan termonuklear yang dimulakan oleh cas atom telah dicadangkan oleh Enrico Fermi kepada rakan sekerjanya Edward Teller kembali pada tahun 1941, pada permulaan Projek Manhattan. Walau bagaimanapun, kemudian idea ini tidak dalam permintaan. Perkembangan Teller telah diperbaiki Stanislav Ulam , menjadikan idea bom termonuklear boleh dilaksanakan dalam amalan. Pada tahun 1952, alat letupan termonuklear pertama telah diuji di Atol Enewetak semasa Operasi Ivy Mike. Walau bagaimanapun, ia adalah sampel makmal, tidak sesuai untuk pertempuran. Setahun kemudian Kesatuan Soviet meletupkan bom termonuklear pertama di dunia, dipasang mengikut reka bentuk ahli fizik Andrey Sakharov Dan Yulia Kharitona . Peranti itu serupa kek lapis, Itulah sebabnya senjata yang menggerunkan digelar "Sloika". Dalam perkembangan selanjutnya, paling banyak bom yang kuat di Bumi, "Tsar Bomba" atau "Ibu Kuzka". Pada Oktober 1961, ia telah diuji di kepulauan Novaya Zemlya.

Bom termonuklear diperbuat daripada apa?

Jika anda fikir begitu hidrogen dan bom termonuklear adalah perkara yang berbeza, anda silap. Kata-kata ini sinonim. Ia adalah hidrogen (atau lebih tepat, isotopnya - deuterium dan tritium) yang diperlukan untuk menjalankan tindak balas termonuklear. Walau bagaimanapun, terdapat kesukaran: untuk meletupkan bom hidrogen, perlu terlebih dahulu mendapatkan suhu tinggi semasa letupan nuklear konvensional - barulah nukleus atom mula bertindak balas. Oleh itu, dalam kes bom termonuklear, reka bentuk memainkan peranan yang besar.

Dua skim diketahui secara meluas. Yang pertama ialah "pastri puff" Sakharov. Di tengahnya terdapat peledak nuklear, yang dikelilingi oleh lapisan litium deuterida bercampur dengan tritium, yang diselingi dengan lapisan uranium yang diperkaya. Reka bentuk ini memungkinkan untuk mencapai kuasa dalam 1 Mt. Yang kedua ialah skim American Teller-Ulam, di mana bom nuklear dan isotop hidrogen terletak secara berasingan. Ia kelihatan seperti ini: di bawah terdapat bekas dengan campuran cecair deuterium dan tritium, di tengahnya terdapat "palam pencucuh" - batang plutonium, dan di atas - cas nuklear konvensional, dan semua ini dalam cangkerang logam berat (contohnya, uranium yang habis). Neutron pantas yang dihasilkan semasa letupan menyebabkan tindak balas pembelahan atom dalam kulit uranium dan menambah tenaga kepada jumlah tenaga letupan. Menambah lapisan tambahan litium uranium-238 deuteride memungkinkan untuk mencipta projektil kuasa tanpa had. Pada tahun 1953 ahli fizik SovietVictor Davidenko secara tidak sengaja mengulangi idea Teller-Ulam, dan berdasarkannya Sakharov menghasilkan skema pelbagai peringkat yang memungkinkan untuk mencipta senjata kuasa yang belum pernah terjadi sebelumnya. "Ibu Kuzka" bekerja dengan tepat mengikut skema ini.

Apakah bom lain yang ada?

Terdapat juga neutron, tetapi ini biasanya menakutkan. Pada asasnya, bom neutron ialah bom termonuklear berkuasa rendah, 80% daripada tenaga letupannya adalah sinaran (sinaran neutron). Ia kelihatan seperti cas nuklear berkuasa rendah biasa, yang mana blok dengan isotop berilium, sumber neutron, telah ditambah. Apabila cas nuklear meletup, tindak balas termonuklear dicetuskan. Senjata jenis ini telah dibangunkan oleh ahli fizik Amerika Samuel Cohen . Ia telah dipercayai bahawa senjata neutron memusnahkan semua makhluk hidup walaupun di tempat perlindungan, bagaimanapun, julat kemusnahan senjata sedemikian adalah kecil, kerana atmosfera menyebarkan aliran neutron pantas, dan gelombang kejutan lebih kuat pada jarak yang jauh.

Bagaimana pula dengan bom kobalt?

Tidak, nak, ini hebat. Secara rasmi, tiada negara yang mempunyai bom kobalt. Secara teorinya, ini adalah bom termonuklear dengan cangkang kobalt, yang memastikan pencemaran radioaktif yang kuat di kawasan itu walaupun dengan letupan nuklear yang agak lemah. 510 tan kobalt boleh menjangkiti seluruh permukaan Bumi dan memusnahkan semua hidupan di planet ini. ahli fizik Leo Szilard , yang menggambarkan reka bentuk hipotesis ini pada tahun 1950, memanggilnya "Mesin Hari Kiamat".

Apa yang lebih sejuk: bom nuklear atau termonuklear?

Model skala penuh "Tsar Bomba"

Bom hidrogen jauh lebih maju dan berteknologi tinggi daripada bom atom. Kuasa letupannya jauh melebihi kuasa atom dan hanya dihadkan oleh bilangan komponen yang ada. Dalam tindak balas termonuklear, lebih banyak tenaga dibebaskan untuk setiap nukleon (yang dipanggil nukleus konstituen, proton dan neutron) daripada dalam tindak balas nuklear. Sebagai contoh, pembelahan nukleus uranium menghasilkan 0.9 MeV (megaelektronvolt) setiap nukleon, dan pelakuran nukleus helium daripada nukleus hidrogen membebaskan tenaga sebanyak 6 MeV.

Seperti bom menyampaikanke matlamat?

Pada mulanya mereka digugurkan dari kapal terbang, tetapi caranya pertahanan udara sentiasa diperbaiki, dan menyampaikan senjata nuklear dengan cara ini ternyata tidak bijak. Dengan peningkatan pengeluaran teknologi roket semua hak untuk menghantar senjata nuklear telah dipindahkan kepada balistik dan peluru berpandu jelajah daripada pelbagai asas. Oleh itu, bom kini bermakna bukan bom, tetapi kepala peledak.

Bom hidrogen Korea Utara dipercayai terlalu besar untuk dipasang pada roket - jadi jika DPRK memutuskan untuk melaksanakan ancaman itu, ia akan dibawa dengan kapal ke lokasi letupan.

Apakah akibat perang nuklear?

Hiroshima dan Nagasaki hanyalah sebahagian kecil kemungkinan kiamat. Sebagai contoh, hipotesis "musim sejuk nuklear" diketahui, yang dikemukakan oleh ahli astrofizik Amerika Carl Sagan dan ahli geofizik Soviet Georgy Golitsyn. Diandaikan bahawa jika beberapa kepala peledak nuklear meletup (bukan di padang pasir atau air, tetapi di kawasan berpenduduk) banyak kebakaran akan berlaku dan sejumlah besar asap dan jelaga akan dilepaskan ke atmosfera, yang membawa kepada penyejukan global. Hipotesis telah dikritik dengan membandingkan kesannya dengan aktiviti gunung berapi, yang mempunyai sedikit kesan ke atas iklim. Di samping itu, sesetengah saintis menyatakan bahawa pemanasan global lebih berkemungkinan berlaku daripada penyejukan - walaupun kedua-dua pihak berharap bahawa kita tidak akan tahu.

Adakah senjata nuklear dibenarkan?

Selepas perlumbaan senjata pada abad ke-20, negara-negara sedar dan memutuskan untuk mengehadkan penggunaan senjata nuklear. PBB menerima pakai perjanjian mengenai tidak percambahan senjata nuklear dan larangan ujian nuklear(yang terakhir tidak ditandatangani oleh golongan muda kuasa nuklear India, Pakistan, dan Korea Utara). Pada Julai 2017 ia telah diterima pakai perjanjian baru mengenai larangan senjata nuklear.

“Setiap Negara Pihak berjanji tidak sekali-kali, dalam apa jua keadaan, untuk membangunkan, menguji, menghasilkan, mengeluarkan, sebaliknya memperoleh, memiliki atau menyimpan senjata nuklear atau alat letupan nuklear lain,” kata artikel pertama perjanjian itu.

Bagaimanapun, dokumen itu tidak akan berkuat kuasa sehingga 50 negeri meratifikasinya.

Pada penghujung 30-an abad yang lalu, undang-undang pembelahan dan pereputan telah ditemui di Eropah, dan bom hidrogen berpindah dari kategori fiksyen kepada realiti. Sejarah pembangunan tenaga nuklear adalah menarik dan masih mewakili persaingan yang menarik antara potensi saintifik negara: Nazi Jerman, USSR dan Amerika Syarikat. Bom yang paling berkuasa, yang diimpikan oleh mana-mana negeri untuk dimiliki, bukan sahaja senjata, tetapi juga alat politik yang berkuasa. Negara yang memilikinya dalam senjata sebenarnya menjadi mahakuasa dan boleh menentukan peraturannya sendiri.

Bom hidrogen mempunyai sejarah penciptaan sendiri, yang berdasarkan undang-undang fizikal, iaitu proses termonuklear. Pada mulanya, ia salah dipanggil atom, dan buta huruf harus dipersalahkan. Saintis Bethe, yang kemudiannya menjadi pemenang Hadiah Nobel, bekerja pada sumber tenaga buatan - pembelahan uranium. Ini adalah waktu puncak aktiviti saintifik banyak ahli fizik, dan di antara mereka terdapat pendapat bahawa rahsia saintifik tidak sepatutnya wujud sama sekali, kerana pada mulanya undang-undang sains adalah antarabangsa.

Secara teorinya, bom hidrogen telah dicipta, tetapi kini, dengan bantuan pereka, ia terpaksa memperoleh bentuk teknikal. Yang tinggal hanyalah membungkusnya dalam cangkang tertentu dan mengujinya untuk kuasa. Terdapat dua saintis yang namanya akan selama-lamanya dikaitkan dengan penciptaan ini senjata yang kuat: di Amerika Syarikat ia adalah Edward Teller, dan di USSR ia adalah Andrei Sakharov.

Di Amerika Syarikat, seorang ahli fizik mula mengkaji masalah termonuklear pada tahun 1942. Atas perintah Harry Truman, Presiden Amerika Syarikat ketika itu, saintis terbaik di negara ini telah menyelesaikan masalah ini, mereka mencipta senjata pemusnah yang pada asasnya baru. Lebih-lebih lagi, perintah kerajaan adalah untuk bom dengan kapasiti sekurang-kurangnya satu juta tan TNT. Bom hidrogen dicipta oleh Teller dan menunjukkan kepada manusia di Hiroshima dan Nagasaki keupayaannya yang tidak terhad tetapi merosakkan.

Sebuah bom dijatuhkan di Hiroshima yang seberat 4.5 tan dan mengandungi 100 kg uranium. Letupan ini sepadan dengan hampir 12,500 tan TNT. Kota Nagasaki Jepun telah dimusnahkan oleh bom plutonium dengan jisim yang sama, tetapi sudah bersamaan dengan 20,000 tan TNT.

Ahli akademik Soviet masa depan A. Sakharov pada tahun 1948, berdasarkan penyelidikannya, membentangkan reka bentuk bom hidrogen di bawah nama RDS-6. Penyelidikannya mengikuti dua cabang: yang pertama dipanggil "puff" (RDS-6s), dan cirinya ialah cas atom, yang dikelilingi oleh lapisan unsur berat dan ringan. Cawangan kedua ialah "paip" atau (RDS-6t), di mana bom plutonium terkandung dalam deuterium cecair. Selepas itu, penemuan yang sangat penting telah dibuat, yang membuktikan bahawa arah "paip" adalah jalan buntu.

Prinsip operasi bom hidrogen adalah seperti berikut: pertama, cas HB meletup di dalam cangkerang, yang merupakan pemula tindak balas termonuklear, menghasilkan kilat neutron. Dalam kes ini, proses itu disertai dengan pelepasan suhu tinggi, yang diperlukan untuk Neutron selanjutnya mula mengebom sisipan litium deuteride, dan ia, seterusnya, di bawah tindakan langsung neutron, berpecah kepada dua unsur: tritium dan helium. Fius atom yang digunakan membentuk komponen yang diperlukan untuk pelakuran berlaku dalam bom yang telah diletupkan. Ini adalah prinsip operasi rumit bagi bom hidrogen. Selepas tindakan awal ini, tindak balas termonuklear bermula secara langsung dalam campuran deuterium dan tritium. Pada masa ini, suhu dalam bom semakin meningkat, dan peningkatan jumlah hidrogen mengambil bahagian dalam sintesis. Jika anda memantau masa tindak balas ini, maka kelajuan tindakan mereka boleh dicirikan sebagai serta-merta.

Selepas itu, saintis mula menggunakan bukan sintesis nukleus, tetapi pembelahan mereka. Pembelahan satu tan uranium menghasilkan tenaga bersamaan dengan 18 Mt. Bom ini mempunyai kuasa yang sangat besar. Bom paling kuat yang dicipta oleh manusia adalah milik USSR. Dia juga masuk ke dalam Buku Rekod Guinness. Gelombang letupannya bersamaan dengan 57 (anggaran) megaton TNT. Ia diletupkan pada tahun 1961 di kawasan kepulauan Novaya Zemlya.