Из истории создания водородной бомбы в США и СССР. ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Водородная (термоядерная) бомба: испытания оружия массового поражения. как действует водородная бомба и каковы последствия взрыва. Испытание этой термоядерной бомбы стало ключевым фактором, позволившим Советскому Союзу обеспечить ядерно-оружейный паритет с США.
Поражающие факторы взрыва водородной бомбы. Водородная бомба
Отстав на старте разработки водородной бомбы, СССР довольно быстро догнал соперника. термоядерное оружие колоссальной разрушительной силы, использующее в качестве источника энергии синтез тяжёлых ядер дейтерия и трития. Двое разработчиков американского атомного оружия утверждают, что секрет водородной бомбы был похищен советской разведкой.
Опасная «слойка»: как советская водородная бомба потрясла мир
Водородная (термоядерная) бомба: испытания оружия массового поражения. как действует водородная бомба и каковы последствия взрыва. Кстати, он привлек к работе над водородной бомбой и Гамова, который в 1948 году получил от Пентагона допуск к военным секретам. Водородная бомба, известная также как Hydrogen Bomb или HB — оружие невероятной разрушительной силы, чья мощность исчисляется мегатоннами в тротиловом эквиваленте.
Какая бомба мощнее: ядерная или водородная
Об этом виде водородной бомбы Альберт Эйнштейн сказал: «Если удастся ее создать, то радиоактивное отравление атмосферы, а следовательно, уничтожение всякой жизни на Земле станет в пределах технических возможностей». При синтезе ядер 600 граммов трития с ядрами 400 граммов дейтерия, т. Это небольшое количество нейтронов вызовет образование 12 килограммов смертоносного кобальта атомный вес его 60 , радиоактивность которого эквивалентна громадному количеству 3832 килограмма! Кобальтовую бомбу можно взорвать на пустой барже в середине океана; вес ее может быть любым.
Если к обычным компонентам добавить около тонны дейтерия в виде твердого соединения, то такое чудовище, синтезируясь в гелий, выделит до ИЗ килограммов свободных нейтронов. Они сделают радиоактивными 7,5 тонны радиоактивного кобальта, что эквивалентно почти 2,3 миллиона килограммов радия. По мнению профессора Гаррисона Брауна, радиохимика из Калифорнийского технологического института, если кобальтовую бомбу с одной тонной дейтерия взорвать в Тихом океане в тысяче километров к западу от Калифорнии, то через день после взрыва радиоактивная пыль достигнет Калифорнии, а через четыре-пять дней — Нью-Йорка и уничтожит жизнь на всем своем пути.
Он добавляет: «Аналогичным образом, если западные державы взорвут водородно-кобальтовые бомбы на долготе Праги, то они уничтожат всю жизнь на площади в 2300 километров ширины от Ленинграда до Одессы и в 3000—4800 километров длины от Праги до Уральских гор. Это привело бы к созданию невиданной в истории «выжженной земли». Профессор Сциллард подсчитал, что 400 однотонных кобальтовых бомб выделят такое количество радиоактивного излучения, которого будет достаточно, чтобы уничтожить все живое на Земле.
Почему не может быть новой войны? Это произошло за час до рассвета в понедельник 21 мая 1956 г. Я стоял на палубе флагманского военного корабля «Маунт МакКинли» и наблюдал за взрывом первой экспериментальной американской водородной бомбы.
Бомба была сброшена в районе острова Наму атолла Бикини с бомбардировщика «Б-52», имевшего в то время самую высокую скорость в мире. Взрыв произошел на высоте около 5 тысяч метров, в то время как бомба была сброшена с высоты 16 километров. Хотя водородные бомбы огромной разрушительной силы и ранее взрывались на тихоокеанском полигоне на Маршальских островах, это была первая транспортабельная бомба, которая могла нанести катастрофический удар по любому агрессору.
Это была первая бомба, способная донести до потенциального противника апокалипсическую силу мегатонною разрушения, эквивалентную миллионам тонн тротила. Через темные очки я наблюдал за тем, как над сине-черными просторами Тихого океана поднималось сверхсолнце, заливая все ослепительным зелено-белым светом, сила которого в какой-то миг была равна свету пятисот полуденных солнц. Потрясенный, я смотрел, как на глазах рос огромный огненный шар, диаметр которого в доли секунды достиг шести с половиной километров, что в двадцать раз превышало диаметр огненного шара атомных бомб, разрушивших Хиросиму и Нагасаки.
Почти в течение часа после исчезновения огненного шара я с изумлением следил за громадным многоцветным облаком, рожденным в гигантской колонне огня. Это облако поднималось и расширялось, пока кипящий гриб на ее вершине не поднялся примерно на сорок километров в стратосферу и не закрыл участок неба длиной в полторы сотни километров, окрашенный лучами восходящего солнца. Я видел своими глазами, что огненный шар и грибообразное облако меньших размеров сделали с городом Нагасаки, и был потрясен, представив, что может сделать водородная бомба, взрыв которой я сейчас наблюдал, с такими великими городами мира, как Нью-Йорк, Вашингтон, Чикаго, Париж, Лондон, Рим или Москва.
Но тут мне пришла в голову утешительная мысль, в правоте которой я все более убеждался после этого исторического утра. Это громадное сверкающее облако и его грибообразная вершина, думал я, в действительности являются как бы зонтиком, который навсегда защитит человечество от угрозы уничтожения в случае любой атомной войны. Растущее сверхсолнце казалось мне символом восхода новой эры, в которой станет невозможным любая большая война, потому что ни один агрессор не сможет теперь развязать войну, не рискуя, что сам будет немедленно полностью уничтожен.
Этот покрывающий весь мир «зонтик», как я впоследствии убедился, будет защищать нас повсеместно до тех пор, пока не настанет время, а оно должно настать, когда человечество сможет перековать атомные мечи на орала, обуздав гигантскую силу водорода в океанах и вступив в эру такого изобилия, о котором мир никогда еще не осмеливался мечтать. Тем, кто хотел бы прекращения нами испытания в Тихом океане, я бы сказал: «Эти испытания и испытания других будущих совершенных моделей являются эффективным суррогатом войны. Я уверен, и история это засвидетельствует, что третья мировая война произошла и была выиграна на тихоокеанском полигоне на Маршальских островах без потери единой человеческой жизни и без нанесения малейшего ущерба какому-либо населенному пункту на Земле».
То, что это не просто пустые мечты, может быть подтверждено рядом простых фактов. Атомная бомба, взорванная в пустыне Нью-Мексико 16 июля 1945 г. Эта бомба несла заряд, эквивалентный двадцати тысячам тонн тротила, т.
Сейчас, когда мы измеряем мощность бомбы мегатоннами— величиной, эквивалентной миллионам тонн тротила,— бомба мощностью порядка нескольких килотонн кажется по сравнению с ней сущим пустяком, к тому же устаревшим. Тем не менее это устаревшее сейчас атомное оружие равнялось 2000 десятитонных фугасок, казавшихся в начале второй мировой войны настоящими чудовищами. Чтобы осуществить бомбардировку, равноценную бомбардировке Нагасаки, потребовалось бы по крайней мере две тысячи самолетов «Б-29» — самых больших бомбардировщиков времен второй мировой войны, каждый из которых стоил около одного миллиона долларов.
С экипажем из девяти человек на каждом бомбардировщике такой налет потребовал бы 18 тысяч хорошо обученных молодых американских летчиков. Нагасакскую же бомбу вез всего один «Б-29» с экипажем из девяти человек. Через несколько лет этот эквивалент в виде фугасных бомб настолько устарел, что не годился даже в качестве сравнения для детонатора многомегатонной водородной бомбы.
Для взрыва такой водородной бомбы у нас существуют усовершенствованные модели обычных атомных бомб с применением урана-235 или плутония мощностью в пятьсот килотонн тротиловый эквивалент 500 тысяч тонн или меньшие бомбы, но гораздо большей мощности, чем бомбы, сброшенные на города Японии. После успешного испытания нашей первой транспортабельной многомегатонной водородной бомбы мы вступили в мегатонный век, когда сила взрыва одной водородной бомбы, находящейся на борту самолета и сброшенной на цель, намного превосходит мощность всех взрывчатых веществ, сброшенных на Германию, Италию и Японию, вместе взятых, в течение всей второй мировой войны. Действительно, мощность десятимегатонной бомбы, примерно равной той, взрыв которой я наблюдал на Бикини, в пять раз больше мощности всех взрывчатых веществ, сброшенных в течение второй мировой войны военно-воздушными силами всех ее участников.
Что произойдет, если десятимегатонная бомба будет сброшена на город? Мы можем себе это представить на основании официальных данных Комиссии по атомной энергии, где приводятся последствия взрыва бомбы мощностью в пять мегатонн тротиловый эквивалент пять миллионов тонн во время испытаний в ноябре 1952 г. Этот взрыв, известный под условным названием «Майк», причинил самые большие разрушения, которые когда- либо наблюдались во время испытаний,— полное уничтожение всего в радиусе пяти километров, сильные и умеренные повреждения в радиусе одиннадцати километров, легкий ущерб в радиусе до шестнадцати километров.
Если бы такой взрыв произошел в Вашингтоне с эпицентром в Капитолии, это стерло бы с лица Земли территорию от Арлингтонского кладбища на западе до реки Анакоста на востоке и от Солдатского дома на севере до Боллинг Филд на юге. При взрыве этой пятимегатонной бомбы образовался бы самый большой огненный шар с максимальным диаметром пять с половиной километров, который смог бы занять площадь, равную одной четвертой части острова Манхэттен — сердца Нью-Йорка. Если бы эпицентр взрыва находился там, где расположен Эмпайр Стейт Билдинг, то огненный шар занял бы пространство между Вашингтон-сквером и Центральным парком.
Такой взрыв стер с лица Земли остров Элугелаб, на котором происходили испытания, оставив вместо него кратер диаметром в полтора километра, куда можно было бы поместить четырнадцать зданий Пентагона. Глубина кратера равняется 52 метрам, т. Через две минуты после взрыва появилось грибообразное облако, которое поднялось на высоту 12 000 метров— это высота 32 зданий Эмпайр Стейт Билдинг.
Через десять минут основание облака поднялось в стратосферу на высоту 40 километров, а шляпка гриба высотой в шестнадцать километров растянулась на полторы сотни километров. Однако и это апокалипсическое оружие кажется пигмеем по сравнению с двумя водородными бомбами, взорванными на большой высоте над островом Джонстон в 1120 километрах к юго-западу от Гонолулу во время испытаний под шифром «Хардтэк» в 1958 г. Первое испытание— «Тик» — было произведено около полуночи 31 июля 1958 г.
Второе — «Апельсин» — на высоте 30,5 тысяч метров в ночь на 11 августа 1958 г. Оба термоядерных устройства — первые мегатонные бомбы, взорванные Соединенными Штатами в стратосфере. Во время испытания «Тика» возник яркий огненный шар, который стал быстро расти и подниматься со скоростью примерно до 1,6 километра в секунду.
У основания шара появилось сияние — первое небесное сияние, созданное человеком, которое быстро распространилось к северу. Диаметр огненного шара увеличился до 17 километров за 0,3 секунды и до 28 километров за 3,5 секунды. Шар ослепительно сверкал в течение пяти минут.
Огненный шар «Апельсина» рос медленнее, и его сияние, которое не было столь ярким, как у «Тика», появилось лишь после того, как шар поднялся. Взрыв прервал радиосвязь на тысячи километров вокруг, вызвал затемнение на экранах радаров и частично ослепил кроликов на растоянии более 480 километров от места взрыва. Это смертоносное оружие, которое, постоянно совершенствуясь, уменьшается в размерах и увеличивается в мощности, является гарантией того, что ни одна страна, какой бы сильной она ни была, не рискнет начать термоядерную войну.
Чистая водородная бомба В течение 1954—1955 гг.
В 8 утра «Энола Гей», пилотируемая П. Тиббетсом, сбросила урановую бомбу над центром Хиросимы.
В момент бомбардировки в Хиросиме жило до 250 тысяч человек, базировались крупные военные склады, штаб фельдмаршала С. Хаты, командующего обороной Южной Японии. В результате взрыва мощность оценивается 10—17 килотоннами от светового излучения, взрывной волны, огненного смерча погибло до 140 тысяч японцев, город выгорел в диаметре 2 километров.
Документальный снимок разрушений в Хиросиме Не менее ужасающим был взрыв плутониевого заряда над Нагасаки. Облачность не дала экипажу точно прицелиться, бомба была сброшена над холмами и промзоной. Поэтому, несмотря на большую мощность 21 килотонна , плутониевый заряд убил «всего» 74 тысячи японцев.
Впоследствии в Японии от радиационного заражения умерло не менее 450 тысяч человек. Атомные бомбардировки не принесли немедленной капитуляции Японии, но подтолкнули СССР к объявлению войны и началу Маньчжурской операции. Только после потери Квантунской армии разбита за 10 дней , полного освобождения Маньчжурии и севера Кореи от японских войск император согласился на капитуляцию подписана 2 сентября 1945 г.
Но на некоторое время агрессивные военные круги США почувствовали себя монополистом, который может диктовать условия всему миру. Американские штабисты даже разработали планы «упреждающей войны» против СССР. Военные действия по плану «Троян» должны были начаться в 1950 г.
Позже план скорректировали на 1957 год, для включения в него стран НАТО. Агрессивные планы остановили только первые испытания советского ядерного оружия. Советская ядерная программа До 1941 года советские ученые занимались теорией строения атомного ядра, цепной реакции, радиохимическими исследованиями без выхода на тему ядерного оружия.
По ядерной физике проводились всесоюзные конференции, этой тематикой занимались ленинградские Радиевый институт, первый Физтех, харьковский физико-технический институт. Первым толчком к мыслям о военном применении атомного распада стало прекращение публикаций по физике ядра в научных журналах Германии, Великобритании, США. Немецкий физик Ф.
Ланге, эмигрировавший в СССР 1935 г. Еще в 1940 году Ланге и сотрудники его лаборатории В. Шпинель и В.
Маслов подали Наркомату обороны СССР предложение о работах по «урановому боеприпасу», не получившее поддержки руководства. С началом войны объемы ядерных исследований были сокращены до минимума, лаборатории закрывались или эвакуировались. Советская разведка скопировала стенограмму английского «Комитета M.
После этого ядерные исследования в СССР были засекречены, перед учеными были поставлены задачи разработки технологий очистки урана, разработке конструкции оружия. В этой программе были изучены методы бета-спектроскопии ядер, обнаружено ядерное деление под действием космического излучения, в импульсных количествах получен препарат плутония. Полная технология выделения плутония из облученного урана была разработана Радиевым институтом 1946 г.
Хованский, Я. Зильберман создали технологическую часть для строительства радиохимического завода. Руководителем советского атомного проекта стал И.
В, Курчатов март 1943 г. До этого назначения сорокалетний ученый: был приглашен академиком А. Иоффе в ЛФТИ 1925 г.
На первом этапе проекта 1943-1945 гг. Для этих работ Курчатов добился демобилизации из армии нужных специалистов. После американских взрывов практические работы резко ускорились.
Были построены экспериментальный реактор на основе циклотрона, перевезенного из Ленинграда и рабочий реактор для получения оружейного плутония декабрь 1946 г. Для получения изотопов урана использовалась газодиффузионная методика. На их основе в закрытой зоне «Комбинат 817» Озерск Челябинской области заработал промышленный реактор июнь 1948 г.
Комбинат «Маяк» начал производство плутония по ацетатно-осадительной технологии, произвел оружейный плутоний в количестве, необходимом для первого испытания 1949 г. Одновременно были изобретены запалы для бомб на полоний-бериллиевых источниках. Правой рукой Курчатова в атомном проекте стал Ю.
В 1957 году испытания водородной бомбы провели в Великобритании. В октябре 1961 года в СССР на Новой Земле была взорвана термоядерная бомба мощностью 58 мегатонн - самая мощная бомба из когда-либо испытанных человечеством, вошедшая в историю под названием «Царь-бомба». Дальнейшее развитие было направлено на уменьшение размеров конструкции водородных бомб, чтобы обеспечить их доставку к цели баллистическими ракетами. Уже в 60-е годы массу устройств удалось уменьшить до нескольких сотен килограммов, а к 70-м годам баллистические ракеты могли нести свыше 10 боеголовок одновременно - это ракеты с разделяющимися головными частями, каждая из частей может поражать свою собственную цель. На сегодняшний день термоядерным арсеналом обладают США, Россия и Великобритания, испытания термоядерных зарядов были проведены также в Китае в 1967 году и во Франции в 1968 году. Принцип действия водородной бомбы Действие водородной бомбы основано на использовании энергии, выделяющейся при реакции термоядерного синтеза лёгких ядер. Именно эта реакция протекает в недрах звёзд, где под действием сверхвысоких температур и гигантского давления ядра водорода сталкиваются и сливаются в более тяжёлые ядра гелия. Во время реакции часть массы ядер водорода превращается в большое количество энергии - благодаря этому звёзды и выделяют огромное количество энергии постоянно. Учёные скопировали эту реакцию с использованием изотопов водорода - дейтерия и трития, что и дало название «водородная бомба».
Изначально для производства зарядов использовались жидкие изотопы водорода, а впоследствии стал использоваться дейтерид лития-6, твёрдое вещество, соединение дейтерия и изотопа лития. Дейтерид лития-6 является основным компонентом водородной бомбы, термоядерным горючим.
Ударная волна Прямое разрушительное воздействие водородной бомбы — сильнейшая, обладающая высокой интенсивностью ударная волна. Ее мощность зависит от размера самой бомбы и той высоты, на которой произошла детонация заряда. Тепловой эффект Водородная бомба всего в 20 мегатонн размеры самой большой испытанной на данный момент бомбы — 58 мегатонн создает огромное количество тепловой энергии: бетон плавился в радиусе пяти километров от места испытания снаряда. В девятикилометровом радиусе будет уничтожено все живое, не устоят ни техника, ни постройки. Диаметр воронки, образованной взрывом, превысит два километра, а глубина ее будет колебаться около пятидесяти метров. Огненный шар Самым зрелищным после взрыва покажется наблюдателям огромный огненный шар: пылающие бури, инициированные детонацией водородной бомбы, будут поддерживать себя сами, вовлекая в воронку все больше и больше горючего материала. Радиационное заражение Но самым опасным последствием взрыва станет, конечно же, радиационное заражение.
Водородная и атомная бомбы: сравнительные характеристики
В отличие от атомной бомбы, при взрыве которой энергия выделяется в результате деления атомного ядра, в водородной бомбе идет термоядерная реакция, подобная той, которая происходит на Солнце. Конструктив водородной бомбы сформирован на использовании энергии, выделяемой в процессе реакции термоядерного синтеза лёгких ядер. Принцип действия водородной бомбы. Водородная бомба — сложнейшее техническое устройство, взрыв которого требует последовательного протекания ряда процессов. Кураторство над всеми работами по водородной бомбе осуществлял (на тот момент профессор) Юрий Харитон.
«Отец» водородной бомбы
Вторая ступень, называемая "термоядерной ступенью", содержит деутерий и тритий, которые при взрыве испускают огромное количество энергии в результате ядерного синтеза. Гораздо большая мощность: Водородная бомба значительно мощнее атомной бомбы. Мощность водородной бомбы измеряется в мегатоннах TNT эквивалент тротилового эквивалента , что означает, что она способна создать разрушения, эквивалентные множеству миллионов тонн тротила. Разработка и испытания: Разработка водородной бомбы требует значительных научных знаний и технологического уровня. Первая успешная испытанная водородная бомба была проведена в 1952 году Соединенными Штатами Америки. С тех пор несколько стран провели свои собственные испытания водородных бомб. Воздействие и последствия: Взрыв водородной бомбы имеет разрушительные последствия, включая огромный огненный шар, ударную волну и радиационное излучение. Последствия воздействия водородной бомбы могут быть катастрофическими, причиняя разрушения в радиусе нескольких километров и оставляя долгосрочное радиоактивное загрязнение.
Самолет-носитель сопровождал самолет-лаборатория Ту-16А. Через два часа после вылета бомбу сбросили с парашютом на высоте примерно 10 тысяч метров в пределах ядерного полигона "Сухой Нос". Парашютная система была крайне необходима — она позволила экипажу самолета-носителя удалиться на относительно безопасное расстояние. Грибообразное облако взметнулось на 67 километров, а диаметр его купола составил 20 километров. Зрелище было ужасным", — рассказывал впоследствии участник испытания Юрий Лысенко. Последствия испытания "Царь-бомбы" Сейсмическая волна от взрыва три раза обогнула земной шар. Несмотря на густую облачность, вспышку света от взрыва можно было увидеть за тысячу километров. На острове Диксон в почти 800 километрах от эпицентра выбило стекла в окнах. Из-за электромагнитного излучения на территории в сотни километров от полигона примерно на 50 минут пропала радиосвязь. Измеренная мощность взрыва 58,6 мегатонны заметно превысила проектную 51,5 мегатонны. Это в десять раз больше суммарной мощности всех взрывов за время Второй мировой войны, включая американскую атомную бомбардировку Хиросимы и Нагасаки. Старшина сверхсрочной службы Талгат Аюпов наблюдал за взрывом термоядерной бомбы 30 октября 1961 года из поселка Белушья Губа в юго-западной части Южного острова — это крупнейший населенный пункт на всем архипелаге. Он запомнил огромный ядерный шар и громоподобные мощные звуки. Достигнутый паритет Испытание "Царь-бомбы" продемонстрировало, что Советский Союз успешно решил задачу достижения практически любого уровня мегатоннажа своего ядерного арсенала.
Уже в 50-х годах продолжение гонки вооружений по правилам «поддержания паритета» стало проблематичным ввиду банальной нехватки электроэнергии, которая для обогащения урана г азодиффузным методом требовалась в немыслимом количестве. В абсолютном исчислении СССР мог ответить лишь в 10 раз меньшим количеством киловатт, и отставал по темпам производства ядерных зарядов на порядок. Соответственно, если США готовились к использованию тактических «пушечных» зарядов, в которых 10 кг плутония взрывались как 50-150 тонн тротилла, советские конструкторы ломали головы над тем, как выдавить лютой имплозией 50 килотонн из всего 6 кг плутония. Успехи наличествовали, но переломить ситуацию таким образом было невозможно… Другое дело, если мощность боеприпаса при прежнем расходе ядерного горючего исчисляется десятками Мегатонн. В такой ситуации отставание по количеству зарядов уже не имело значения. На это Хрущёв и намекал. Ещё в 1942 году наивные немцы пытались взорвать замороженный дейтерий, закладывая его в кумулятивную воронку. Это не работало. Требовалась температура на пару порядков более высокая, чем достижимая при использовании химической взрывчатки. Возможность использования в качестве детонатора водородной бомбы ядерного заряда обсуждалась ещё физиками работающими в рамках Манхеттенского проекта. Вопрос заключался в том, как это организовать. Простое размещение термоядерного заряда рядом с ядерным положительных результатов не давало. Когда бомба взрывалась, водород лишь рассеивался, не нагреваясь до нужной температуры.
Советский Союз располагал лишь 400-килотонной атомной бомбой с водородным усилением, то есть менее мощной почти в сорок раз. С помощью Персея разведка решила выведать, как действует новое оружие. И тот выдал главный секрет , открытый за три года до того Эдвардом Теллером и Станиславом Уламом. Эти ученые пришли к выводу, что капсулу с тяжелым водородом и атомный запал надо развести в пространстве. В этом случае после подрыва запала до капсулы первым дойдет рентгеновское излучение, которое распространяется со скоростью света и посему обгоняет взрывную волну. Оно обрушит на капсулу давление в десятки и сотни миллионов атмосфер и разогреет ее содержимое до ста миллионов градусов. Ядра тяжелого водорода начнут сливаться друг с другом и после множества промежуточных реакций превратятся в ядра гелия. Таким образом человечество впервые получило в руки контроль над настоящим ядерным взрывом. Научный руководитель советского ядерного проекта Арзамас-16 Юлий Харитон говорил Стиллману, что русские придумали все сами.