Къде и кога е използвана водородната бомба. Най-мощната бомба в света. Коя бомба е по-силна: вакуумна или термоядрена? Цар бомба - термоядрена бомба на СССР
Водородната или термоядрена бомба стана крайъгълен камък на надпреварата във въоръжаването между САЩ и СССР. Двете суперсили от няколко години спорят кой ще бъде първият собственик на нов вид разрушително оръжие.
проект за термоядрено оръжие
В началото на Студената война тестът на водородната бомба беше най-важният аргумент за лидерството на СССР в борбата срещу Съединените щати. Москва искаше да постигне ядрен паритет с Вашингтон и инвестира огромни суми в надпреварата във въоръжаването. Работата по създаването на водородна бомба обаче започна не благодарение на щедро финансиране, а заради доклади на тайни агенти в Америка. През 1945 г. Кремъл научава, че САЩ се готвят да създадат ново оръжие. Това беше супер-бомба, чийто проект беше наречен Super.
Източник на ценна информация беше Клаус Фукс, служител на Националната лаборатория в Лос Аламос в САЩ. Той даде на Съветския съюз конкретна информация, която се отнасяше до тайните американски разработки на супербомбата. До 1950 г. проектът Super е изхвърлен в кошчето, тъй като на западните учени става ясно, че подобна схема за ново оръжие не може да бъде приложена. Ръководител на тази програма беше Едуард Телър.
През 1946 г. Клаус Фукс и Джон развиват идеите на проекта Super и патентоват своя собствена система. Принципно нов в него беше принципът на радиоактивната имплозия. В СССР тази схема започва да се разглежда малко по-късно - през 1948 г. Като цяло можем да кажем, че в началния етап той се основаваше изцяло на американска информация, получена от разузнаването. Но, продължавайки изследванията въз основа на тези материали, съветските учени забележимо изпревариха своите западни колеги, което позволи на СССР първо да получи първата, а след това и най-мощната термоядрена бомба.
На 17 декември 1945 г. на заседание на специална комисия, създадена към Съвета на народните комисари на СССР, ядрените физици Яков Зельдович, Исак Померанчук и Юлий Хартион правят доклад „Използване на ядрената енергия на леките елементи“. Този документ разглежда възможността за използване на деутериева бомба. Тази реч беше началото на съветската ядрена програма.
През 1946 г. в Института по химическа физика се провеждат теоретични изследвания на подемника. Първите резултати от тази работа бяха обсъдени на едно от заседанията на Научно-техническия съвет в Първо главно управление. Две години по-късно Лаврентий Берия инструктира Курчатов и Харитон да анализират материали за системата на фон Нойман, които са доставени в Съветския съюз благодарение на тайните агенти на запад. Данните от тези документи дадоха допълнителен тласък на изследванията, благодарение на които се роди проектът RDS-6.
Еви Майк и Касъл Браво
На 1 ноември 1952 г. американците изпробват първата в света термоядрена бомба, която все още не е бомба, но вече е най-важният й компонент. Експлозията е станала на атола Енивотек в Тихия океан. и Станислав Улам (всеки от тях всъщност е създателят на водородната бомба) малко преди това разработиха двуетапен дизайн, който американците тестваха. Устройството не може да се използва като оръжие, тъй като е произведено с деутерий. Освен това се отличаваше с огромното си тегло и размери. Такъв снаряд просто не можеше да бъде изхвърлен от самолет.
Тестът на първата водородна бомба е извършен от съветски учени. След като САЩ научиха за успешното използване на RDS-6s, стана ясно, че е необходимо възможно най-скоро да се намали пропастта с руснаците в надпреварата във въоръжаването. Американският тест премина на 1 март 1954 г. За тестово място е избран атолът Бикини на Маршаловите острови. Тихоокеанските архипелази не са избрани случайно. Тук почти нямаше население (а онези няколко души, които живееха на близките острови, бяха изгонени в навечерието на експеримента).
Най-опустошителната американска експлозия на водородна бомба стана известна като "Castle Bravo". Зарядната мощност се оказа 2,5 пъти по-висока от очакваната. Експлозията доведе до радиационно замърсяване на голяма територия (много острови и Тихия океан), което доведе до скандал и ревизия на ядрената програма.
Разработване на RDS-6s
Проектът на първата съветска термоядрена бомба е наречен RDS-6s. Планът е написан от изключителния физик Андрей Сахаров. През 1950 г. Съветът на министрите на СССР решава да се съсредоточи работата върху създаването на нови оръжия в KB-11. Съгласно това решение група учени, водени от Игор Там, отиде в затворения Арзамас-16.
Специално за този грандиозен проект беше подготвен полигонът Семипалатинск. Преди да започне тестът на водородната бомба, там бяха монтирани множество измервателни, снимащи и записващи устройства. Освен това от името на учените там се появиха почти две хиляди индикатора. Зоната, засегната от теста на водородна бомба, включваше 190 структури.
Семипалатинският експеримент беше уникален не само заради новия вид оръжие. Използвани са уникални приемници, предназначени за химически и радиоактивни проби. Само мощна ударна вълна можеше да ги отвори. Устройствата за запис и заснемане са монтирани в специално подготвени укрепени конструкции на повърхността и в подземни бункери.
будилник
Още през 1946 г. Едуард Телър, който работи в Съединените щати, разработи прототипа RDS-6s. Наричаше се Будилник. Първоначално проектът на това устройство беше предложен като алтернатива на Super. През април 1947 г. в лабораторията в Лос Аламос започва цяла поредица от експерименти за изследване на природата на термоядрените принципи.
От будилника учените очакваха най-голямо отделяне на енергия. През есента Телър реши да използва литиев деутерид като гориво за устройството. Изследователите все още не са използвали това вещество, но са очаквали, че то ще увеличи ефективността.Интересното е, че Телър вече отбеляза в своите бележки зависимостта на ядрената програма от по-нататъшното развитие на компютрите. Тази техника беше необходима на учените за по-точни и сложни изчисления.
Будилникът и RDS-6 имаха много общо, но се различаваха по много начини. Американската версия не беше толкова практична като съветската поради размерите си. Той наследи големия размер от проекта Super. В крайна сметка американците трябваше да се откажат от това развитие. Последните проучвания се провеждат през 1954 г., след което става ясно, че проектът е нерентабилен.
Експлозия на първата термоядрена бомба
Първото изпитание на водородна бомба в човешката история е проведено на 12 август 1953 г. На сутринта на хоризонта се появи ярка светкавица, която заслепи дори през очила. Експлозията на RDS-6s се оказа 20 пъти по-мощна от атомна бомба. Експериментът се счита за успешен. Учените успяха да постигнат важен технологичен пробив. За първи път като гориво е използван литиев хидрид. В радиус от 4 километра от епицентъра на експлозията вълната унищожи всички сгради.
Последващите изпитания на водородната бомба в СССР се основават на опита, натрупан с RDS-6s. Това унищожително оръжие беше не само най-мощното. Важно предимство на бомбата беше нейната компактност. Снарядът е поставен в бомбардировача Ту-16. Успехът позволи на съветските учени да изпреварят американците. В САЩ по това време имаше термоядрено устройство с размерите на къща. Не беше транспортируемо.
Когато Москва обяви, че водородната бомба на СССР е готова, Вашингтон оспори тази информация. Основният аргумент на американците беше фактът, че термоядрената бомба трябва да бъде произведена по схемата на Телер-Улам. Основава се на принципа на радиационната имплозия. Този проект ще бъде реализиран в СССР след две години, през 1955 г.
Най-голям принос за създаването на RDS-6 има физикът Андрей Сахаров. Водородната бомба беше негово дете - именно той предложи революционните технически решения, които направиха възможно успешното завършване на тестовете на полигона в Семипалатинск. Младият Сахаров веднага става академик в Академията на науките на СССР, а други учени също получават награди и медали като Герой на социалистическия труд: Юли Харитон, Кирил Щелкин, Яков Зелдович, Николай Духов и др. През 1953 г. водородна бомба Тестът показа, че съветската наука може да преодолее това, което доскоро изглеждаше фантастика и фантазия. Ето защо, веднага след успешната експлозия на RDS-6s, започва разработването на още по-мощни снаряди.
RDS-37
На 20 ноември 1955 г. в СССР се провежда поредното изпитание на водородната бомба. Този път беше двустепенна и отговаряше на схемата Телер-Улам. Бомбата RDS-37 е била на път да бъде хвърлена от самолет. Когато обаче се качи във въздуха, стана ясно, че тестовете ще трябва да бъдат извършени по спешност. Противно на прогнозите на синоптиците, времето забележимо се влоши, поради което гъсти облаци покриха тестовата площадка.
За първи път експерти бяха принудени да кацнат самолет с термоядрена бомба на борда. Известно време в Централния команден пункт имаше дискусия какво да се прави по-нататък. Обмисляно е предложение за хвърляне на бомбата в планините наблизо, но този вариант е отхвърлен като твърде рискован. Междувременно самолетът продължи да кръжи близо до депото, произвеждайки гориво.
Решаващата дума получиха Зельдович и Сахаров. Водородна бомба, която не се взриви на полигон, би довела до катастрофа. Учените разбраха пълната степен на риск и собствената си отговорност и въпреки това дадоха писмено потвърждение, че кацането на самолета ще бъде безопасно. Накрая командирът на екипажа на Ту-16 Фьодор Головашко получава командата за кацане. Кацането беше много плавно. Пилотите показаха всичките си умения и не изпаднаха в паника в критична ситуация. Маневрата беше перфектна. Централният команден пункт въздъхна с облекчение.
Създателят на водородната бомба Сахаров и неговият екип отложиха изпитанията. Вторият опит беше насрочен за 22 ноември. На този ден всичко мина без извънредни ситуации. Бомбата е хвърлена от 12 километра височина. Докато снарядът падаше, самолетът успя да се оттегли на безопасно разстояние от епицентъра на взрива. Няколко минути по-късно ядрената гъба достигна височина от 14 километра, а диаметърът й беше 30 километра.
Взривът не мина без трагични инциденти. От ударната вълна на разстояние 200 километра е избито стъкло, поради което са ранени няколко души. Загинало и момиче, което живеело в съседно село, на което се срутил таванът. Друга жертва е войник, който е бил в специална чакалня. Войникът заспал в землянката и умрял от задушаване, преди другарите му да успеят да го извадят.
Разработване на "Царската бомба"
През 1954 г. най-добрите ядрени физици на страната под ръководството започват разработването на най-мощната термоядрена бомба в историята на човечеството. В този проект участват още Андрей Сахаров, Виктор Адамски, Юрий Бабаев, Юрий Смирнов, Юрий Трутнев и др. Поради мощността и размера си бомбата става известна като Цар Бомба. По-късно участниците в проекта припомниха, че тази фраза се появи след известното изявление на Хрушчов за „майката на Кузка“ в ООН. Официално проектът беше наречен AN602.
През седемте години на разработка бомбата е преминала през няколко прераждания. Първоначално учените планираха да използват уранови компоненти и реакцията Джекил-Хайд, но по-късно тази идея трябваше да бъде изоставена поради опасност от радиоактивно замърсяване.
Изпитание на Нова Земя
За известно време проектът Цар Бомба беше замразен, тъй като Хрушчов отиваше в Съединените щати и имаше кратка пауза в Студената война. През 1961 г. конфликтът между страните избухва отново и в Москва отново си спомнят за термоядрените оръжия. Хрушчов обяви предстоящите изпитания през октомври 1961 г. по време на XXII конгрес на КПСС.
На 30-и Ту-95В с бомба на борда излетя от Оленя и се насочи към Нова Земля. Самолетът достигна целта за два часа. Друга съветска водородна бомба беше хвърлена на височина от 10,5 хиляди метра над ядрения полигон Сух нос. Снарядът избухна, докато все още беше във въздуха. Появи се огнено кълбо, което достигна в диаметър три километра и почти докосна земята. Според учените сеизмичната вълна от експлозията е прекосила планетата три пъти. Ударът се усещаше на хиляда километра и всички живи същества на разстояние от сто километра можеха да получат изгаряния от трета степен (това не се случи, тъй като районът беше необитаем).
По това време най-мощната американска термоядрена бомба беше четири пъти по-малко мощна от Цар Бомба. Съветското ръководство беше доволно от резултата от експеримента. В Москва получиха това, което толкова искаха от следващата водородна бомба. Тестът показа, че СССР разполага с много по-мощни оръжия от САЩ. В бъдеще опустошителният рекорд на Цар Бомба никога не е бил счупен. Най-мощната експлозия на водородната бомба беше крайъгълен камък в историята на науката и Студената война.
Термоядрени оръжия на други страни
Британското разработване на водородната бомба започва през 1954 г. Ръководител на проекта е Уилям Пени, който преди това е бил член на проекта Манхатън в Съединените щати. Британците разполагаха с малко информация за структурата на термоядрените оръжия. Американските съюзници не споделиха тази информация. Вашингтон цитира Закона за атомната енергия от 1946 г. Единственото изключение за британците беше разрешението да наблюдават тестовете. Освен това те използвали самолети за събиране на проби, останали след експлозиите на американски снаряди.
Първоначално в Лондон те решиха да се ограничат до създаването на много мощна атомна бомба. Така започна тестването на Orange Herald. По време на тях е хвърлена най-мощната нетермоядрена бомба в историята на човечеството. Недостатъкът му беше прекомерната цена. На 8 ноември 1957 г. е изпробвана водородна бомба. Историята на създаването на британското двустепенно устройство е пример за успешен напредък в условията на изоставане от две спорещи помежду си суперсили.
В Китай водородната бомба се появява през 1967 г., във Франция - през 1968 г. Така днес в клуба на държавите, притежаващи термоядрено оръжие, има пет държави. Информацията за водородната бомба в Северна Корея остава противоречива. Ръководителят на КНДР заяви, че неговите учени са успели да разработят такъв снаряд. По време на тестовете сеизмолози от различни страни са регистрирали сеизмична активност, причинена от ядрен взрив. Но все още няма конкретна информация за водородната бомба в КНДР.
В края на 30-те години на миналия век в Европа вече са открити закономерностите на деленето и разпадането и водородната бомба се превръща от научна фантастика в реалност. Историята на развитието на ядрената енергетика е интересна и все още представлява вълнуващо състезание между научния потенциал на страните: нацистка Германия, СССР и САЩ. Най-мощната бомба, която всяка държава мечтаеше да притежава, беше не само оръжие, но и мощен политически инструмент. Държавата, която го имаше в арсенала си, всъщност стана всемогъща и можеше да диктува свои собствени правила.
Водородната бомба има своя собствена история на създаване, която се основава на физическите закони, а именно термоядрения процес. Първоначално тя беше неправилно наречена атомна и виновна беше неграмотността. В учения Бете, който по-късно става носител на Нобелова награда, работи върху изкуствен източник на енергия - деленето на уран. Това време беше пикът на научната дейност на много физици и сред тях имаше такова мнение, че научните тайни изобщо не трябва да съществуват, тъй като първоначално законите на науката са международни.
Теоретично водородната бомба е била изобретена, но сега, с помощта на дизайнери, тя трябваше да придобие технически форми. Оставаше само да го опаковам в определена обвивка и да го тестваме за мощност. Има двама учени, чиито имена завинаги ще бъдат свързани със създаването на това мощно оръжие: в САЩ това е Едуард Телър, а в СССР е Андрей Сахаров.
В Съединените щати един физик започва да изучава термоядрения проблем още през 1942 г. По заповед на Хари Труман, тогава президент на Съединените щати, най-добрите учени в страната работиха по този проблем, те създадоха принципно ново оръжие за унищожение. Още повече, че поръчката на правителството беше за бомба с капацитет най-малко милион тона тротил. Водородната бомба е създадена от Телър и показа на човечеството в Хирошима и Нагасаки безграничните му, но разрушителни способности.
Върху Хирошима е хвърлена бомба, която тежи 4,5 тона и съдържа 100 кг уран. Тази експлозия съответства на почти 12 500 тона тротил. Японският град Нагасаки беше унищожен от плутониева бомба със същата маса, но еквивалентна на 20 000 тона тротил.
Бъдещият съветски академик А. Сахаров през 1948 г. въз основа на своите изследвания представя дизайна на водородна бомба под името RDS-6. Изследванията му вървяха в два клона: първият се наричаше "пуф" (RDS-6s) и неговата характеристика беше атомен заряд, който беше заобиколен от слоеве тежки и леки елементи. Вторият клон е "тръбата" или (RDS-6t), в която плутониевата бомба е била в течен деутерий. Впоследствие беше направено много важно откритие, което доказа, че посоката на "тръбата" е задънена улица.
Принципът на действие на водородната бомба е следният: първо, вътре в обвивката на НВ избухва заряд, който е инициатор на термоядрена реакция, в резултат на което възниква неутронна светкавица. В този процес процесът е придружен от отделяне на висока температура, която е необходима за по-нататъшните неутрони да започнат да бомбардират литиево-деутеридната вложка, а тя от своя страна, под прякото действие на неутроните, се разделя на два елемента: тритий и хелий . Използваният атомен предпазител образува компонентите, необходими за протичането на синтеза във вече активираната бомба. Ето такъв труден принцип на действие на водородната бомба. След това предварително действие започва термоядрена реакция директно в смес от деутерий и тритий. По това време температурата в бомбата се повишава все повече и повече и все повече водород участва в синтеза. Ако следвате времето на тези реакции, тогава скоростта на тяхното действие може да се характеризира като мигновена.
Впоследствие учените започнаха да използват не сливането на ядрата, а тяхното делене. Разделянето на един тон уран създава енергия, еквивалентна на 18 Mt. Тази бомба има огромна сила. Най-мощната бомба, създадена от човечеството, принадлежеше на СССР. Тя дори влезе в Книгата на рекордите на Гинес. Взривната му вълна беше равна на 57 (приблизително) мегатона тротилово вещество. Взривена е през 1961 г. в района на архипелага Нова Земля.
Много от нашите читатели свързват водородната бомба с атомната бомба, само че много по-мощна. Всъщност това е принципно ново оръжие, което изисква непропорционално големи интелектуални усилия за създаването си и работи на принципно различни физически принципи.
Издание PM
"пуф"
модерна бомба
Единственото общо между атомната и водородната бомба е, че и двете освобождават колосалната енергия, скрита в атомното ядро. Това може да стане по два начина: да се разделят тежките ядра, като уран или плутоний, на по-леки (реакция на делене) или да се принудят най-леките водородни изотопи да се слеят (реакция на синтез). В резултат на двете реакции масата на получения материал винаги е по-малка от масата на изходните атоми. Но масата не може да изчезне безследно – тя се превръща в енергия според известната формула на Айнщайн E=mc2.
Бомба
За да се създаде атомна бомба, необходимо и достатъчно условие е да се получи делящ се материал в достатъчни количества. Работата е доста трудоемка, но не особено интелектуална и е по-близка до минната индустрия, отколкото до високата наука. Основните ресурси при създаването на такива оръжия отиват за изграждането на гигантски уранови мини и заводи за обогатяване. Доказателство за простотата на устройството е фактът, че между производството на плутония, необходим за първата бомба, и първата съветска ядрена експлозия е минал по-малко от месец.
Нека припомним накратко принципа на действие на такава бомба, известен от курса на училищната физика. Тя се основава на свойството на урана и някои трансуранови елементи, като плутоний, да отделят повече от един неутрон по време на разпад. Тези елементи могат да се разпадат както спонтанно, така и под въздействието на други неутрони.
Освободеният неутрон може да напусне радиоактивния материал или да се сблъска с друг атом, причинявайки друга реакция на делене. Когато определена концентрация на вещество (критична маса) бъде превишена, броят на новородените неутрони, които причиняват по-нататъшно делене на атомното ядро, започва да надвишава броя на разпадащите се ядра. Броят на разпадащите се атоми започва да расте като лавина, раждайки нови неутрони, тоест възниква верижна реакция. За уран-235 критичната маса е около 50 кг, за плутоний-239 5,6 кг. Тоест, топка плутоний с тегло малко по-малко от 5,6 кг е просто топло парче метал и малко повече маса съществува само за няколко наносекунди.
Всъщност действието на бомбата е просто: вземаме две полукълба от уран или плутоний, всяко малко по-малко от критичната маса, поставяме ги на разстояние 45 см, покриваме ги с експлозиви и експлодираме. Уранът или плутоният се синтероват в парче свръхкритична маса и започва ядрена реакция. Всичко. Има и друг начин да се започне ядрена реакция - да се компресира парче плутоний с мощна експлозия: разстоянието между атомите ще намалее и реакцията ще започне при по-ниска критична маса. Всички съвременни атомни детонатори работят на този принцип.
Проблемите на атомната бомба започват от момента, в който искаме да увеличим силата на експлозията. Простото увеличаване на делящия се материал е необходимо - веднага щом масата му достигне критична, той детонира. Бяха измислени различни гениални схеми, например да се направи бомба не от две части, а от много, което накара бомбата да започне да прилича на изкормен портокал и след това да я сглоби в едно парче с една експлозия, но все пак със сила от над 100 килотона, проблемите станаха непреодолими.
h-бомба
Но горивото за термоядрен синтез няма критична маса. Тук Слънцето, напълнено с термоядрено гориво, виси над главата, вътре в него тече термоядрена реакция от милиарди години и нищо не избухва. Освен това по време на реакцията на синтез, например деутерий и тритий (тежък и свръхтежък изотоп на водорода), се отделя 4,2 пъти повече енергия, отколкото при изгаряне на същата маса уран-235.
Производството на атомната бомба е по-скоро експериментално, отколкото теоретично. Създаването на водородна бомба изискваше появата на напълно нови физически дисциплини: физика на високотемпературната плазма и свръхвисоките налягания. Преди да започнете да проектирате бомба, беше необходимо да разберете напълно природата на явленията, които се случват само в ядрото на звездите. Никакви експерименти не можеха да помогнат тук - само теоретичната физика и висшата математика бяха инструментите на изследователите. Неслучайно гигантска роля в развитието на термоядрените оръжия принадлежи именно на математиците: Улам, Тихонов, Самарски и др.
класически супер
До края на 1945 г. Едуард Телър предлага първия дизайн на водородна бомба, наречен "класически супер". За да се създаде чудовищното налягане и температура, необходими за започване на реакцията на синтез, е трябвало да се използва конвенционална атомна бомба. Самият "класически супер" беше дълъг цилиндър, пълен с деутерий. Осигурена е и междинна "запалителна" камера със смес от деутерий-тритий - реакцията на синтез на деутерий и тритий започва при по-ниско налягане. По аналогия с огъня, деутерият трябваше да играе ролята на дърва за огрев, смес от деутерий и тритий - чаша бензин, и атомна бомба - кибрит. Такава схема се наричала "лула" - вид пура с атомна запалка в единия край. По същата схема съветските физици започнаха да разработват водородна бомба.
Математикът Станислав Улам обаче доказа на Телър чрез обикновено плъзгащо правило, че възникването на реакция на синтез на чист деутерий в „супер“ едва ли е възможна и сместа ще изисква такова количество тритий, че за производството му е необходимо на практика да замрази производството на оръжеен плутоний в Съединените щати.
Бутер със захар
В средата на 1946 г. Телър предлага друга схема за водородната бомба - "будилника". Състои се от редуващи се сферични слоеве от уран, деутерий и тритий. По време на ядрена експлозия на централния заряд на плутоний се създават необходимото налягане и температура, за да започне термоядрена реакция в други слоеве на бомбата. Въпреки това, за „будилника“ беше необходим атомен инициатор с висока мощност и Съединените щати (както и СССР) имаха проблеми с производството на оръжейни уран и плутоний.
През есента на 1948 г. Андрей Сахаров измисля подобна схема. В Съветския съюз дизайнът се наричаше "слойка". За СССР, който нямаше достатъчно време да произвежда оръжеен уран-235 и плутоний-239, пухът на Сахаров беше панацея. И ето защо.
В обикновена атомна бомба естественият уран-238 е не само безполезен (енергията на неутроните по време на разпадане не е достатъчна, за да започне делене), но и вреден, тъй като алчно абсорбира вторични неутрони, забавяйки верижната реакция. Следователно, оръжейният уран е 90% изотоп на уран-235. Въпреки това, неутроните, получени в резултат на термоядрен синтез, са 10 пъти по-енергични от неутроните на делене и естественият уран-238, облъчен с такива неутрони, започва да се разделя отлично. Новата бомба направи възможно използването на уран-238 като експлозив, който преди се е считал за отпадъчни продукти.
Акцентът на "пуфта" на Сахаров беше и използването на бяла лека кристална субстанция, литиев деутрид 6LiD, вместо остро дефицитния тритий.
Както бе споменато по-горе, смес от деутерий и тритий се запалва много по-лесно от чистия деутерий. Тук обаче предимствата на трития свършват и остават само недостатъците: в нормално състояние тритият е газ, който причинява трудности при съхранение; тритият е радиоактивен и при разпадането му се превръща в стабилен хелий-3, активно поглъщайки така необходимите бързи неутрони, което ограничава срока на годност на бомбата до няколко месеца.
Нерадиоактивният литиев деутрид, когато се облъчи с бавни неутрони на делене - последствията от експлозията на атомен предпазител - се превръща в тритий. Така излъчването на първичната атомна експлозия за миг произвежда достатъчно тритий за по-нататъшна термоядрена реакция и деутерият присъства в литиевия деутерий от самото начало.
Именно такава бомба, RDS-6s, беше успешно изпитана на 12 август 1953 г. на кулата на полигона в Семипалатинск. Мощността на експлозията беше 400 килотона и все още споровете не са спрели дали е била истинска термоядрена експлозия или свръхмощна атомна. Всъщност реакцията на термоядрен синтез в пуфта на Сахаров представлява не повече от 20% от общата мощност на заряда. Основен принос за експлозията има реакцията на разпадане на уран-238, облъчен с бързи неутрони, благодарение на което RDS-6s откриха ерата на така наречените "мръсни" бомби.
Факт е, че основното радиоактивно замърсяване са само продуктите на разпада (по-специално стронций-90 и цезий-137). По същество "слойка" на Сахаров беше гигантска атомна бомба, само леко усилена от термоядрена реакция. Неслучайно само една експлозия на „слойка“ произведе 82% стронций-90 и 75% цезий-137, които попаднаха в атмосферата през цялата история на съществуването на Семипалатински полигон.
американски бомби
Американците обаче взривиха първата водородна бомба. На 1 ноември 1952 г. на атола Елугелаб в Тихия океан е изпробван успешно термоядрен апарат Майк с добив от 10 мегатона. Да наречем 74-тонно американско устройство бомба може да бъде трудно. „Майк“ беше обемисто устройство с размерите на двуетажна къща, напълнено с течен деутерий при температура, близка до абсолютната нула („слойка“ на Сахаров беше напълно транспортируем продукт). Връхната точка на "Майк" обаче не беше размерът, а гениалният принцип на компресиране на термоядрени експлозиви.
Припомнете си, че основната идея на водородната бомба е да създаде условия за синтез (свръх високо налягане и температура) чрез ядрена експлозия. В схемата за всмукване ядреният заряд е разположен в центъра и следователно той не толкова компресира деутерия, колкото го разпръсква навън - увеличаването на количеството термоядрен експлозив не води до увеличаване на мощността - просто не има време да детонира. Именно това ограничава максималната мощност на тази схема - най-мощният "пуф" Orange Herald в света, взривен от британците на 31 май 1957 г., даде само 720 килотона.
Би било идеално, ако атомният предпазител може да се накара да експлодира вътре, изстисквайки термоядрени експлозиви. Но как да направите това? Едуард Телър изложи брилянтна идея: да се компресира термоядреното гориво не чрез механична енергия и неутронен поток, а чрез излъчване от първичния атомен предпазител.
В новия дизайн на Телър началният атомен възел беше отдалечен от термоядрената единица. Рентгеновото лъчение по време на работа на атомния заряд изпреварва ударната вълна и се разпространява по стените на цилиндричното тяло, изпарявайки се и превръщайки в плазма полиетиленовата вътрешна облицовка на тялото на бомбата. Плазмата от своя страна преизлъчва по-меки рентгенови лъчи, които се поглъщат от външните слоеве на вътрешния уран-238 „избутващ“ цилиндър. Слоевете започнаха да се изпаряват експлозивно (това явление се нарича аблация). Урановата плазма с нажежаема жичка може да се сравни със струите на свръхмощен ракетен двигател, чиято тяга е насочена в цилиндъра с деутерий. Урановият цилиндър се срути, налягането и температурата на деутерия достигнаха критично ниво. Същото налягане компресира централната плутониева тръба до критична маса и тя детонира. Експлозията на плутониевия предпазител притисна деутерия отвътре, като допълнително компресира и нагрява термоядрения експлозив, който детонира. Интензивният неутронен поток разцепва ядрата на уран-238 в тласкача, причинявайки вторична реакция на разпад. Всичко това имаше време да се случи преди момента, в който взривната вълна от първичната ядрена експлозия достигне термоядрената единица. Изчисляването на всички тези събития, случващи се в милиардни от секундата, изискваше напрежението на умовете на най-силните математици на планетата. Създателите на "Майк" изпитаха не ужас от 10-мегатонната експлозия, а неописуема наслада - те успяха не само да разберат процесите, които се случват в реалния свят само в ядрата на звездите, но и експериментално да тестват теориите си, като подредят своите малка звезда на Земята.
Браво
Превъзхождайки руснаците по отношение на красотата на техния дизайн, американците не успяха да направят устройството си компактно: те използваха преохладен течен деутерий вместо прахообразния литиев деутрид на Сахаров. В Лос Аламос те реагираха на пуфта на Сахаров с известна степен на завист: „вместо огромна крава с кофа сурово мляко, руснаците използват пакет мляко на прах“. И двете страни обаче не успяха да скрият тайни една от друга. На 1 март 1954 г. близо до атола Бикини американците изпробват 15-мегатонната бомба Браво на литиев деутрид, а на 22 ноември 1955 г. първата съветска двустепенна термоядрена бомба RDS-37 с мощност 1,7 мегатона избухва над тестовата площадка в Семипалатинск, разрушавайки почти половината от тестовата площадка. Оттогава дизайнът на термоядрената бомба претърпя малки промени (например между иницииращата бомба и основния заряд се появи уранов щит) и стана каноничен. И в света вече няма толкова мащабни мистерии на природата, които биха могли да бъдат разрешени с такъв грандиозен експеримент. Това ли е раждането на свръхнова.
Нашата статия е посветена на историята на създаването и общите принципи на синтез на такова устройство, което понякога се нарича водород. Вместо да освобождава експлозивна енергия от деленето на ядрата на тежки елементи като урана, той генерира още повече от нея чрез сливане на ядрата на леките елементи (като изотопи на водорода) в едно тежко (като хелий).
Защо ядреният синтез е за предпочитане?
При термоядрена реакция, която се състои в сливане на ядрата на химичните елементи, участващи в нея, се генерира много повече енергия на единица маса на физическо устройство, отколкото в чиста атомна бомба, която осъществява реакция на ядрено делене.
В атомна бомба делящото се ядрено гориво бързо, под действието на енергията на детонация на конвенционалните експлозиви, се комбинира в малък сферичен обем, където се създава така наречената му критична маса и започва реакцията на делене. В този случай много неутрони, освободени от делящи се ядра, ще предизвикат делене на други ядра в горивната маса, които също отделят допълнителни неутрони, което води до верижна реакция. Той покрива не повече от 20% от горивото преди бомбата да експлодира или може би много по-малко, ако условията не са идеални: например при атомните бомби Baby, хвърлени върху Хирошима, и Fat Man, които удариха Нагасаки, ефективността (ако такъв термин може да се приложи към тях изобщо) прилагат) са били съответно само 1,38% и 13%.
Сливането (или сливането) на ядрата обхваща цялата маса на заряда на бомбата и продължава толкова дълго, колкото неутроните могат да намерят термоядреното гориво, което все още не е реагирало. Следователно масата и експлозивната сила на такава бомба теоретично са неограничени. Такова сливане теоретично може да продължи за неопределено време. Всъщност термоядрената бомба е едно от потенциалните устройства на Страшния съд, които могат да унищожат целия човешки живот.
Какво е реакция на ядрен синтез?
Горивото за реакцията на синтез е водородният изотоп деутерий или тритий. Първият се различава от обикновения водород по това, че в ядрото му освен един протон има и неутрон, а в ядрото на трития вече има два неутрона. В естествената вода един атом деутерий представлява 7000 водородни атома, но извън неговото количество. съдържащи се в чаша вода, е възможно да се получи същото количество топлина в резултат на термоядрена реакция, както при изгарянето на 200 литра бензин. На среща с политици от 1946 г. бащата на американската водородна бомба Едуард Телър подчертава, че деутерият осигурява повече енергия на грам тегло от урана или плутония, но струва двадесет цента за грам в сравнение с няколкостотин долара за грам гориво за деления. Тритият изобщо не се среща в природата в свободно състояние, следователно е много по-скъп от деутерия, с пазарна цена от десетки хиляди долари за грам, но най-голямото количество енергия се отделя именно при сливането на деутерий и тритиеви ядра, в които се образува ядрото на хелиев атом и освобождава неутрон, отнасящ излишната енергия от 17,59 MeV
D + T → 4 He + n + 17,59 MeV.
Тази реакция е показана схематично на фигурата по-долу.
Много ли е или малко? Както знаете, всичко се познава в сравнение. И така, енергията от 1 MeV е около 2,3 милиона пъти повече от това, което се отделя при изгарянето на 1 kg масло. Следователно сливането на само две ядра на деутерий и тритий освобождава толкова енергия, колкото се отделя при изгарянето на 2,3∙10 6 ∙17,59 = 40,5∙10 6 kg масло. Но говорим само за два атома. Можете да си представите колко високи са били залозите през втората половина на 40-те години на миналия век, когато започва работа в САЩ и СССР, резултатът от която е термоядрена бомба.
Как започна всичко
Още през лятото на 1942 г., в началото на проекта за атомна бомба в Съединените щати (Проектът Манхатън) и по-късно в подобна съветска програма, много преди да бъде построена бомба, базирана на делене на уран, вниманието на някои участници в тези програми е насочено към устройство, което може да използва много по-мощна реакция на термоядрен синтез. В САЩ поддръжникът на този подход и дори, може да се каже, неговият апологет беше Едуард Телър, вече споменат по-горе. В СССР тази посока е разработена от Андрей Сахаров, бъдещ академик и дисидент.
За Телър увлечението му от термоядрения синтез през годините на създаването на атомната бомба изигра по-скоро лоша услуга. Като член на проекта Манхатън, той упорито призоваваше за пренасочване на средствата за реализиране на собствените си идеи, чиято цел беше водородна и термоядрена бомба, което не се хареса на ръководството и предизвика напрежение в отношенията. Тъй като по това време термоядреното направление на изследванията не беше подкрепено, след създаването на атомната бомба, Телър напусна проекта и се зае с преподаване, както и изследвания върху елементарни частици.
Избухването на Студената война обаче и най-вече създаването и успешното изпитание на съветската атомна бомба през 1949 г. се превръща в нов шанс за свирепия антикомунист Телър да реализира своите научни идеи. Той се връща в лабораторията в Лос Аламос, където е създадена атомната бомба, и заедно със Станислав Улам и Корнелиъс Еверет започва изчисленията.
Принципът на термоядрена бомба
За да започнете реакцията на ядрен синтез, трябва незабавно да загреете заряда на бомбата до температура от 50 милиона градуса. Схемата за термоядрена бомба, предложена от Телър, използва експлозията на малка атомна бомба, която се намира вътре в водородния корпус. Може да се твърди, че в развитието на нейния проект през 40-те години на миналия век е имало три поколения:
- вариантът Teller, известен като „класическия супер“;
- по-сложни, но и по-реалистични конструкции на няколко концентрични сфери;
- окончателната версия на дизайна на Телер-Улам, който е в основата на всички термоядрени оръжейни системи, действащи днес.
Термоядрените бомби на СССР, в основата на създаването на които стоя Андрей Сахаров, също преминаха през подобни етапи на проектиране. Той, очевидно, съвсем независимо и независимо от американците (което не може да се каже за съветската атомна бомба, създадена от съвместните усилия на учени и офицери от разузнаването, работили в Съединените щати) премина през всички горепосочени етапи на проектиране.
Първите две поколения имаха свойството, че имаха поредица от взаимосвързани „слоеве“, всеки от които подсилваше някакъв аспект от предишното, а в някои случаи беше установена обратна връзка. Нямаше ясно разделение между първичната атомна бомба и вторичната термоядрена бомба. За разлика от тях, дизайнът на Телер-Улам на термоядрена бомба рязко разграничава първична експлозия, вторична експлозия и, ако е необходимо, допълнителна.
Устройството на термоядрена бомба според принципа на Телер-Улам
Много от подробностите му все още са класифицирани, но има разумна сигурност, че всички налични термоядрени оръжия използват като прототип устройство, създадено от Едуард Телерос и Станислав Улам, в което атомна бомба (т.е. първичен заряд) се използва за генериране на радиация , компресира и загрява термоядрен синтез. Андрей Сахаров в Съветския съюз очевидно независимо излезе с подобна концепция, която той нарече „третата идея“.
Схематично устройството на термоядрена бомба в това изпълнение е показано на фигурата по-долу.
Беше цилиндрична, с приблизително сферична първична атомна бомба в единия край. Вторичният термоядрен заряд в първите, все още неиндустриални проби, беше от течен деутерий, малко по-късно стана твърд от химическо съединение, наречено литиев деутерид.
Факт е, че литиевият хидрид LiH отдавна се използва в индустрията за транспортиране на водород без балони. Разработчиците на бомбата (тази идея беше използвана за първи път в СССР) просто предложиха да вземете нейния деутериев изотоп вместо обикновен водород и да го комбинирате с литий, тъй като е много по-лесно да се направи бомба с твърд термоядрен заряд.
Формата на вторичния заряд беше цилиндър, поставен в контейнер с оловна (или уранова) обвивка. Между зарядите има щит от неутронна защита. Пространството между стените на контейнера с термоядрено гориво и тялото на бомбата се запълва със специална пластмаса, обикновено стиропор. Корпусът на самата бомба е изработен от стомана или алуминий.
Тези форми са се променили в последните дизайни, като този, показан на фигурата по-долу.
При него първичният заряд е сплескан, като диня или топка за американски футбол, а вторичният заряд е сферичен. Такива форми се вписват много по-ефективно във вътрешния обем на коничните ракетни бойни глави.
Последователност на термоядрена експлозия
Когато първичната атомна бомба детонира, тогава в първите моменти на този процес се генерира мощно рентгеново лъчение (неутронен поток), което е частично блокирано от неутронния щит и се отразява от вътрешната облицовка на корпуса, заобикаляща вторичното заряд, така че рентгеновите лъчи да падат симетрично върху него по цялата му дължина.
По време на началните етапи на реакцията на синтез, неутроните от атомна експлозия се абсорбират от пластмасовия пълнител, за да се предотврати твърде бързото нагряване на горивото.
Рентгеновите лъчи причиняват появата на първоначално плътна пластмасова пяна, запълваща пространството между корпуса и вторичния заряд, която бързо преминава в плазмено състояние, нагрявайки и компресирайки вторичния заряд.
В допълнение, рентгеновите лъчи изпаряват повърхността на контейнера, заобикалящ вторичния заряд. Веществото на контейнера, симетрично изпаряващо се по отношение на този заряд, придобива определен импулс, насочен от неговата ос, а слоевете на вторичния заряд, съгласно закона за запазване на импулса, получават импулс, насочен към оста на устройството . Принципът тук е същият като при ракетата, само ако си представим, че ракетното гориво е разпръснато симетрично от оста си, а тялото е компресирано навътре.
В резултат на такова компресиране на термоядрено гориво неговият обем намалява хиляди пъти, а температурата достига нивото на началото на реакцията на ядрен синтез. Избухва термоядрена бомба. Реакцията е придружена от образуването на тритиеви ядра, които се сливат с деутериевите ядра, които първоначално са присъствали във вторичния заряд.
Първите вторични заряди са изградени около сърцевина от плутоний, неофициално наречена "свещ", която влиза в реакция на ядрено делене, тоест е извършена друга допълнителна атомна експлозия, за да се повиши още повече температурата, за да се осигури началото на реакцията на ядрен синтез. Сега се смята, че по-ефективните системи за компресия са елиминирали „свещта“, което позволява по-нататъшно миниатюризиране на дизайна на бомбата.
Операция Ivy
Това беше името, дадено на изпитанията на американски термоядрени оръжия на Маршаловите острови през 1952 г., по време на които беше взривена първата термоядрена бомба. Нарича се Айви Майк и е построена по типичната схема на Телер-Улам. Неговият вторичен термоядрен заряд е поставен в цилиндричен контейнер, който представлява термично изолиран съд на Дюар с термоядрено гориво под формата на течен деутерий, по оста на който преминава „свещ” от 239-плутоний. Дюар от своя страна е покрит със слой от 238-уран с тегло над 5 метрични тона, който се изпарява по време на експлозията, осигурявайки симетрично компресиране на горивото за синтез. Контейнерът с първични и вторични заряди е поставен в стоманен корпус с ширина 80 инча и дължина 244 инча със стени с дебелина 10-12 инча, което е най-големият пример за ковано изделие до това време. Вътрешната повърхност на корпуса е облицована с листове олово и полиетилен, за да отразява радиацията след експлозията на първичния заряд и да създаде плазма, която нагрява вторичния заряд. Цялото устройство тежало 82 тона. Изглед на устройството малко преди експлозията е показан на снимката по-долу.
Първото изпитание на термоядрена бомба е проведено на 31 октомври 1952 г. Мощността на експлозията е 10,4 мегатона. Attol Eniwetok, на който е произведен, е напълно разрушен. Моментът на експлозията е показан на снимката по-долу.
СССР дава симетричен отговор
Термоядреният примат на САЩ не продължи дълго. На 12 август 1953 г. на полигона в Семипалатинск е изпитана първата съветска термоядрена бомба РДС-6, разработена под ръководството на Андрей Сахаров и Юли Харитон, но по-скоро лабораторно устройство, тромаво и силно несъвършено. Съветските учени, въпреки ниската мощност от само 400 кг, тестваха напълно завършен боеприпас с термоядрено гориво под формата на твърд литиев деутерид, а не течен деутерий, както американците. Между другото, трябва да се отбележи, че в състава на литиевия деутерид се използва само изотоп 6 Li (това се дължи на особеностите на преминаване на термоядрени реакции), а в природата той се смесва с изотопа 7 Li. Поради това са построени специални съоръжения за разделяне на литиеви изотопи и подбор само на 6 Li.
Достигане на ограничение на мощността
Това беше последвано от десетилетие на непрекъсната надпревара във въоръжаването, през която мощността на термоядрените боеприпаси непрекъснато нараства. И накрая, на 30 октомври 1961 г., най-мощната термоядрена бомба, която някога е била изграждана и изпитвана, известна на Запад като Цар Бомба, е взривена във въздуха на височина от около 4 км в СССР по време на изпитанието на Нова Земля сайт.
Този тристепенен боеприпас всъщност е разработен като бомба от 101,5 мегатона, но желанието за намаляване на радиоактивното замърсяване на територията принуди разработчиците да изоставят третия етап с капацитет от 50 мегатона и да намалят прогнозния добив на устройството до 51,5 мегатона. В същото време 1,5 мегатона беше силата на експлозия на първичния атомен заряд, а вторият термоядрен етап трябваше да даде още 50. Действителната сила на експлозия беше до 58 мегатона. Външният вид на бомбата е показан на снимката по-долу .
Последствията от него бяха впечатляващи. Въпреки много значителната височина на експлозия от 4000 m, невероятно яркото огнено кълбо почти достигна Земята с долния си ръб и се издигна на височина от повече от 4,5 км с горния си край. Налягането под точката на избухване е шест пъти по-високо от пиковото налягане при експлозията в Хирошима. Светкавицата беше толкова ярка, че можеше да се види на разстояние от 1000 километра, въпреки облачното време. Един от участниците в теста видя ярка светкавица през тъмни очила и усети ефекта на термичен импулс дори на разстояние от 270 км. По-долу е показана снимка на момента на експлозията.
В същото време беше показано, че силата на термоядрен заряд наистина няма граници. В крайна сметка беше достатъчно да се завърши третият етап и проектният капацитет щеше да бъде постигнат. Но можете да увеличите броя на стъпките допълнително, тъй като теглото на Цар Бомба беше не повече от 27 тона. Изгледът на това устройство е показан на снимката по-долу.
След тези изпитания на много политици и военни както в СССР, така и в САЩ стана ясно, че надпреварата в ядреното въоръжаване е достигнала своя предел и че трябва да бъде спряна.
Съвременната Русия е наследила ядрения арсенал на СССР. Днес руските термоядрени бомби продължават да служат като възпиращ фактор за онези, които търсят световна хегемония. Да се надяваме, че те играят ролята си само на възпиращ фактор и никога да не бъдат взривени.
Слънцето като термоядрен реактор
Добре известно е, че температурата на Слънцето, по-точно на ядрото му, достигаща 15 000 000 °К, се поддържа благодарение на непрекъснатия поток на термоядрени реакции. Но всичко, което можехме да научим от предишния текст, говори за експлозивния характер на подобни процеси. Тогава защо слънцето не експлодира като термоядрена бомба?
Факт е, че с огромен дял на водород в състава на слънчевата маса, който достига 71%, делът на неговия деутериев изотоп, чиито ядра могат да участват само в реакцията на термоядрен синтез, е незначителен. Факт е, че самите деутериеви ядра се образуват в резултат на сливането на две водородни ядра, а не просто сливане, а с разпадането на един от протоните в неутрон, позитрон и неутрино (т.нар. бета разпад) , което е рядко събитие. В този случай получените деутериеви ядра са разпределени сравнително равномерно по обема на слънчевото ядро. Следователно, с огромния си размер и маса, отделни и редки центрове на термоядрени реакции с относително ниска мощност са като че ли разпръснати върху цялото ядро на Слънцето. Топлината, отделена по време на тези реакции, очевидно не е достатъчна, за да изгори моментално целия деутерий в Слънцето, но е достатъчна да го нагрее до температура, която осигурява живот на Земята.
водородна бомба
термоядрено оръжие- вид оръжие за масово унищожение, чиято разрушителна сила се основава на използването на енергията на реакцията на ядрен синтез на леки елементи в по-тежки (например сливане на две ядра от деутерий (тежък водород) атоми в едно ядро на хелиев атом), в което се отделя огромно количество енергия. Имайки същите увреждащи фактори като ядрените оръжия, термоядрените оръжия имат много по-голяма експлозивна мощност. Теоретично той е ограничен само от броя на наличните компоненти. Трябва да се отбележи, че радиоактивното замърсяване от термоядрен взрив е много по-слаб, отколкото от атомен, особено по отношение на силата на експлозията. Това даде основание термоядрените оръжия да бъдат наречени „чисти“. Този термин, който се появява в англоезичната литература, изпада в употреба в края на 70-те години.
общо описание
Термоядрено взривно устройство може да бъде изградено с помощта на течен деутерий или газообразен компресиран деутерий. Но появата на термоядрени оръжия стана възможна само благодарение на разнообразието от литиев хидрид - литий-6 деутерид. Това е съединение на тежкия изотоп на водорода - деутерий и изотопа на лития с масово число 6.
Деутеридът литий-6 е твърдо вещество, което ви позволява да съхранявате деутерий (чието нормално състояние е газ при нормални условия) при положителни температури, а освен това вторият му компонент, литий-6, е суровина за получаване на най-много оскъден изотоп на водорода - тритий. Всъщност 6 Li е единственият промишлен източник на тритий:
Ранните американски термоядрени боеприпаси също са използвали естествен литиев деутерид, който съдържа основно литиев изотоп с масово число 7. Той също така служи като източник на тритий, но за това неутроните, участващи в реакцията, трябва да имат енергия от 10 MeV и по-висок.
За да се създадат неутроните и температурата, необходими за започване на термоядрена реакция (около 50 милиона градуса), малка атомна бомба първо експлодира във водородна бомба. Експлозията е придружена от рязко повишаване на температурата, електромагнитно излъчване и появата на мощен неутронен поток. В резултат на реакцията на неутрони с изотоп на литий се образува тритий.
Наличието на деутерий и тритий при висока температура на експлозия на атомна бомба инициира термоядрена реакция (234), която дава основното освобождаване на енергия при експлозията на водородна (термоядрена) бомба. Ако тялото на бомбата е направено от естествен уран, тогава бързите неутрони (отнасящи 70% от енергията, освободена по време на реакцията (242)) предизвикват в него нова верижна неконтролирана реакция на делене. Има трета фаза от експлозията на водородната бомба. По този начин се създава термоядрен взрив с практически неограничена мощност.
Допълнителен увреждащ фактор е неутронното лъчение, което се появява в момента на експлозията на водородна бомба.
Термоядрен боеприпас
Термоядрените боеприпаси съществуват както под формата на въздушни бомби ( водородили термоядрена бомба) и бойни глави за балистични и крилати ракети.
История
СССР
Първият съветски проект на термоядрено устройство приличаше на пластова торта и следователно получи кодовото име "Слойка". Дизайнът е разработен през 1949 г. (дори преди да бъде изпробвана първата съветска ядрена бомба) от Андрей Сахаров и Виталий Гинзбург и е имал различна конфигурация на заряда от сега известния разделен дизайн на Телер-Улам. В заряда слоеве от делящ се материал се редуваха със слоеве от термоядрен синтез – литиев деутерид, смесен с тритий („първата идея на Сахаров“). Зарядът за синтез, разположен около заряда на делене, не направи малко за увеличаване на общата мощност на устройството (модерните устройства на Teller-Ulam могат да дадат коефициент на умножение до 30 пъти). Освен това областите на заряди на делене и синтез бяха разпръснати с конвенционален експлозив - инициатор на първичната реакция на делене, което допълнително увеличи необходимата маса на конвенционалните експлозиви. Първото устройство от типа "Слойка" е изпитано през 1953 г. и е наречено на Запад "Джо-4" (първите съветски ядрени опити са с кодово име от американския прякор на Йосиф (Йосиф) Сталин "Чичо Джо"). Мощността на експлозията беше еквивалентна на 400 килотона с ефективност само 15 - 20%. Изчисленията показаха, че разширяването на нереагиралия материал предотвратява увеличаване на мощността над 750 килотона.
След теста на Иви Майк от САЩ през ноември 1952 г., който доказва осъществимостта на изграждането на мегатонни бомби, Съветският съюз започва да разработва друг проект. Както Андрей Сахаров споменава в мемоарите си, „втората идея“ е предложена от Гинзбург през ноември 1948 г. и предлага използването на литиев деутерид в бомбата, който при облъчване с неутрони образува тритий и отделя деутерий.
В края на 1953 г. физикът Виктор Давиденко предлага да се поставят първичните (делителни) и вторични (сливане) заряди в отделни обеми, като по този начин се повтаря схемата на Телер-Улам. Следващата голяма стъпка е предложена и разработена от Сахаров и Яков Зелдович през пролетта на 1954 г. Тя включва използване на рентгенови лъчи от реакция на делене за компресиране на литиев деутерид преди синтез („имплозия на лъча“). „Третата идея“ на Сахаров е тествана по време на изпитанията на RDS-37 с капацитет 1,6 мегатона през ноември 1955 г. По-нататъшното развитие на тази идея потвърди практическата липса на фундаментални ограничения върху мощността на термоядрените заряди.
Съветският съюз демонстрира това чрез тестване през октомври 1961 г., когато 50-мегатонна бомба, доставена от бомбардировач Ту-95, беше взривена на Нова Земля. Ефективността на устройството е почти 97% и първоначално е проектирана за капацитет от 100 мегатона, който впоследствие е намален наполовина по волево решение на ръководството на проекта. Това беше най-мощното термоядрено устройство, разработвано и тествано някога на Земята. Толкова мощен, че практическото му използване като оръжие загуби всякакъв смисъл, дори като се вземе предвид фактът, че вече беше изпробван под формата на готова бомба.
САЩ
Идеята за термоядрена бомба, инициирана от атомен заряд, е предложена от Енрико Ферми на неговия колега Едуард Телър още през 1941 г., в самото начало на проекта Манхатън. Телър прекарва голяма част от работата си по проекта Манхатън, работейки върху проекта за термоядрена бомба, като до известна степен пренебрегва самата атомна бомба. Фокусът му върху трудностите и позицията му на „застъпник на дявола“ в дискусиите на проблемите карат Опенхаймер да отведе Телър и други „проблемни“ физици към странична линия.
Първите важни и концептуални стъпки към реализирането на синтезния проект бяха направени от сътрудника на Телер Станислав Улам. За да започне термоядрен синтез, Улам предложи термоядреното гориво да се компресира, преди да започне да се нагрява, като за това се използват факторите на първичната реакция на делене, а също и да се постави термоядреният заряд отделно от първичния ядрен компонент на бомбата. Тези предложения направиха възможно разработването на термоядрени оръжия да се превърне в практическа плоскост. Въз основа на това Телър предположи, че рентгеновото и гама лъчението, генерирано от първичната експлозия, може да прехвърли достатъчно енергия към вторичния компонент, разположен в обща обвивка с първичния, за да извърши достатъчно имплозия (компресия) и да инициира термоядрена реакция . По-късно Телър, неговите поддръжници и недоброжелатели обсъждат приноса на Улам към теорията зад този механизъм.
Бележки
Вижте също
Фондация Уикимедия. 2010 г.
Вижте какво представлява "Водородната бомба" в други речници:
Остаряло име за ядрена бомба с голяма разрушителна сила, чието действие се основава на използването на енергия, освободена по време на реакцията на синтез на леки ядра (виж Термоядрени реакции). Първата водородна бомба е изпитана в СССР (1953 г.) ... Голям енциклопедичен речник
Ядрена бомба с голяма разрушителна сила, чието действие се основава на използването на енергията, освободена по време на реакцията на синтез на леки ядра (виж Термоядрени реакции). Първият термоядрен заряд (с капацитет 3 Mt) е взривен на 1 ноември 1952 г. в САЩ. ... ... енциклопедичен речник
водородна бомба- vandenilinė bomba statusas T sritis chemija apibrėžtis Termobranduolinė bomba, kurios užtaisas - deuteris ir tritis. atitikmenys: engl. водородна бомба; водородна бомба рус. водородна бомба ryšiai: sinonimas – H bomba … Chemijos terminų aiskinamasis žodynas
