Это достигается помещением в бомбу специального твердого соединения — дейтерида лития, который состоит из лития-6 и водорода-2. «взрывает» реакция неуправляемого термоядерного синтеза.
Что такое ядерное оружие и сколько его у России. Простыми словами
«взрывает» реакция неуправляемого термоядерного синтеза. В принципе, водородная бомба основана на легком ядерном синтезе, также известном как термоядерный синтез. Водородная бомба – это термоядерный боеприпас комбинированного действия, использующий оба указанных принципа ядерных реакций. Но испытанная водородная «царь-бомба» смогла остановить наращивание их ядерного потенциала.
Термоядерное оружие: Как устроена водородная бомба
| «Просите всё что угодно! Отказа не будет. Только дайте бомбу» | Статьи | Известия | Однако зачастую в составе термоядерной бомбы есть ядерная бомба, которая и приводит к радиационному загрязнению, хоть и меньшему. |
| Как действует водородная бомба и каковы последствия взрыва? Инфографика | Взрыв водородной бомбы рожден реакцией синтеза легких ядер, так называемого термоядерного синтеза. |
| Как действует водородная бомба и каковы последствия взрыва? Инфографика | Соответственно, поскольку мы выбираем водородную бомбу в качестве отправной точки для разработки термоядерных реакторов — включая с трудом полученные физические знания, лежащие в основе бомбы, — необходимо найти замену спусковому механизму деления. |
| Как устроена водородная бомба: принцип и мощность | В принципе, водородная бомба основана на легком ядерном синтезе, также известном как термоядерный синтез. |
| Последствия взрыва водородной бомбы | За полтора года до этого в СССР был произведён самый мощный взрыв водородной бомбы в мире — на Новой Земле был взорван заряд мощностью свыше 50 мегатонн. |
Ядерная бомба — история появления ядерного оружия
Люди, жившие сравнительно недалеко от полигона на протяжение десятков лет, вплоть до закрытия полигона в 1991 году, подвергались радиационному облучению, а территории за много километров от полигона оказались загрязнены продуктами ядерного распада. Радиоактивный грунт с самого полигона увезли, а ближайшие сооружения и наблюдательные пункты восстановили. Водородную бомбу было решено взорвать на поверхности земли, несмотря на то, что конфигурация позволяла сбросить ее с самолета. Предыдущие испытания атомных зарядов разительно отличались от того, что зафиксировали ядерщики после испытания «слойки Сахарова». Энерговыход бомбы, которую критики называют не термоядерной бомбой, а атомной бомбой с термоядерным усилением, оказался в 20 раз больше, чем у предыдущих зарядов.
Это было заметно невооруженным взглядом в солнечных очках: от уцелевших и восстановленных зданий после испытания водородной бомбы осталась только пыль. Нужно еще отметить, что американцы испытали именно устройство, а не готовую к применению бомбу: РДС-6с была готова к боевому применению. Несмотря на колоссальные экологические последствия в районе Восточного Казахстана один плюс у водородной бомбы все-таки был — риск ядерной войны между сверхдержавами РДС-6с свела к нулю.
Созданный в 1985 году «Периметр» до сих пор функционирует и стоит на боевом дежурстве. При этом он практически не требует обслуживания и тщательно скрыт от возможного нападения диверсантов Что касается «Звездных войн», то эта программа полностью провалилась и была со скандалом закрыта. Позднее стало известно о многочисленных фактах неудачных испытаний. Самые современные Сейчас, когда обстановка в мире снова накалена до предела, гонка вооружений опять ускоряется. Россия начинает ее с форой. Как и 30 лет назад, по общему числу боезарядов с ней могут сравниться только США. Другие ядерные державы, такие как Китай , значительно отстают.
Несмотря на перестройку, распад Советского Союза и экономические трудности 1990-х годов, России удалось сохранить ядерное наследие СССР. Более того, арсенал атомного оружия только вырос и пополнился современными образцами — в отличие от американского. Срок службы ядерного оружия времен холодной войны превысил все нормативы на много лет. Ремонтировать его тяжело, а запчастей не хватает», — пишет журнал Time. Журналисты издания посетили одну из баз ракетного оповещения, расположенную в 20 метрах под землей в штате Вайоминг. Они были потрясены, когда вместо современного оборудования увидели технику времен холодной войны. В том, что она работоспособна, сомневается даже Пентагон. По оценкам ведомства, ее модернизация обойдется в астрономические суммы. Мало того, что из шахт нужно удалить более 400 ракет, а 45 командных центров полностью переоборудовать, предстоит еще и выплачивать гигантские компенсации местным жителям и фермерам, которых, возможно, придется переселять. К счастью, подобные мероприятия в России проводились постепенно и не останавливались даже в самые смутные периоды 1990-х.
Доля современного оружия в ядерной триаде страны выросла до исторического рекорда и, по данным на декабрь 2021 года, составила 89,1 процента. Все они, кроме Р-36М2 «Воевода», приняты на вооружение уже после 1991 года. Первая является модификацией ракеты, созданной в Советском Союзе; разработка второй велась уже в современной России. Смертоносное оружие В отличие от только начавших обновлять свой арсенал США, Россия уже располагает готовыми образцами современного ядерного оружия. Они готовы к серийному производству и массовому развертыванию на местах. Работы по созданию новейшей российской МБР шахтного базирования РС-28 «Сармат» начались более десяти лет назад, а прошедшие в прошлом году испытания стали настоящей сенсацией для мировой прессы. Ракеты заступят на боевое дежурство уже в ближайшие месяцы. Точные характеристики комплекса засекречены. Известно тем не менее, что 200-тонный «Сармат» может преодолевать в полете около 16 тысяч километров. В зависимости от поставленной задачи, его нагрузка может включать несколько разделяющихся боеголовок общей мощностью несколько мегатонн в тротиловом эквиваленте.
Это в разы больше, чем американцы обрушили на Хиросиму и Нагасаки , вместе взятые. В заряд ракеты входят ложные цели — имитационные боезаряды, на перехват которых будет отвлекаться защита противника. Эти элементы также маневрируют и летят на гиперзвуковой скорости, так что перехват практически невозможен. Надежно защищены от вражеского удара и шахтные пусковые установки «Сарматов». Если противник попытается нанести удар по месту старта МБР, в действие будет приведен комплекс активной защиты «Мозырь». Он распыляет на высоте около шести километров облако металлических шаров. Преодолеть его не сможет ни одна современная ракета. Аналогов этим ракетам «в мире нет и еще долго не будет» США оружием такой мощности похвастать не могут. Ракеты шахтного базирования Minuteman III чудовищно устарели. Им на смену должны были прийти новые LGM-35 Sentinel, но первые испытания в июле 2022 года закончились провалом — взрывом на 11-й секунде после старта.
Программа перевооружения арсенала LGM-35 Sentinel обходится в десятки миллиардов долларов, но погрязла в задержках и перерасходе средств. Что до «Сармата», то бывший гендиректор «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин называет его основой российского ядерного щита на ближайшие 30-40 лет. Американские радары при этом исторически — еще со времен холодной войны — сосредоточены на Аляске и Восточном побережье. К угрозам из Северного полушария Америка готова, а вот путь через Южное остается незащищенным. В качестве боевого оснащения «Сармат» может получить гиперзвуковой блок от стратегического ракетного комплекса «Авангард». Он способен незаметно для радаров и спутников летать в плотных слоях атмосферы, но главное — его управляемость и маневренность. Именно управляемость делает «Авангард» абсолютно неуязвимым для любых средств противовоздушной и противоракетной обороны. Если на суше ядерную триаду России представляет «Сармат», то на море эту роль выполняют ракеты Р-30 «Булава». Их переносят стратегические атомные подводные лодки проекта 955 шифр «Борей» и его модификации. Принятая на вооружение в 2018 году «Булава» получила 1,1-тонную разделяющуюся боевую часть и может пролететь до цели 9,3 километра.
Вооруженная такими ракетами субмарина, находясь в Тихом, Атлантическом или Северном Ледовитом океане, способна поразить практически любую цель на планете. Это делает субмарины незаменимой частью российской ядерной триады и обеспечивает мощный потенциал для ответного удара по любой стране, которая первой применит ядерное оружие против Москвы», — отмечает автор американского журнала Popular Mechanics Кайл Мизоками. Этого примера хватило, чтобы показать, насколько разрушительную вещь создало человечество. Чтобы понять масштаб урона, достаточно вспомнить бомбардировку Хиросимы 6 августа 1945 года. Несмотря на малую мощность ядерной бомбы, более 70 тысяч человек погибли почти сразу, а к концу 1945 года число умерших превысило 160 тысяч. Сегодня Россия обладает самым крупным атомным арсеналом в мире, но до сих пор ни разу его не использовала. Ядерный потенциал, по национальной доктрине, является оружием не для нападения, а для сдерживания.
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.
Теоретически максимальный верхний предел мощности атомной бомбы, которую люди в настоящий момент могут изготовить, составляет около 800 000 тонн в тротиловом эквиваленте. Но такую бомбу никто не делает, так как мощность в 500 000 тонн — уже вершина безумия. Кстати, ядерное топливо уран-235, который используется в атомной бомбе, делится не полностью. Например, атомная бомба, сброшенная американцами на Хиросиму, Япония, содержала 60 килограммов урана-235. Но успешному делению подверглось только 700 граммов топлива. Поэтому, если вы хотите создать крупную ядерную бомбу с большой мощностью и оснастить ею боеголовку управляемой ракеты, вы должны овладеть технологией водородной бомбы. Водородная бомба более сложная для изготовления. В принципе, водородная бомба основана на легком ядерном синтезе, также известном как термоядерный синтез. Отсюда у водородных бомб есть альтернативное название — термоядерное оружие. По сути, внутри термоядерной бомбы содержится небольшая атомная бомба, которая взрывается во время детонации, а высвобождаемая при этом энергия используется в качестве своеобразного термоядерного «детонатора». Топливо для ядерного синтеза нагревается до невероятно огромной температуры. Но этого мало для запуска термоядерного синтеза. Создание необходимых условий обеспечивает плутониевый стержень, который в результате сжатия переходит в надкритическое состояние — начинается ядерная реакция внутри контейнера. Испускаемые плутониевым стержнем в результате деления ядер плутония нейтроны взаимодействуют с ядрами лития-6, в результате чего получается тритий, который далее взаимодействует с дейтерием.
Водородная (термоядерная) бомба: испытания оружия массового поражения
Советский Союз в 1963 году ядерных испытаний не проводил. А серия мощных взрывов над Новой Землей в конце декабря 1962 года вообще стала последним для нашей страны эпизодом ядерных испытаний в открытых средах: с 1964 года в СССР проводились только подземные испытания. Так что Никита Хрущев ничуть не лукавил, когда заявил в Берлине, что в Советском Союзе в интересах всего социалистического содружества создано, испытано и поставлено на боевое дежурство, передано в войска оружие невиданной силы - "и пусть только господа-империалисты сунутся". Первые американские "штучки": урановый "Малыш", жертвой которого 06. Фото: Соцсети Многие эксперты солидарны в том, что нарочито громкое, демонстративное заявление советского лидера в Берлине имело целью подтолкнуть американцев к переговорам и заключению обязывающих соглашений. А чтобы так ставить вопрос - о переговорах между Москвой и Вашингтоном на равных, - надо было как минимум обеспечить фактический паритет СССР и США в ядерных вооружениях.
Советский Союз вступил в эту гонку на исходе тяжелейшей для себя войны и первые пятнадцать лет был в роли догоняющего. Даже после того, как в СССР провели первое испытание своей атомной бомбы 29 августа 1949 года , говорить о преодолении атомной монополии США можно было лишь условно. Согласно рассекреченным документам Атомного проекта СССР в начале 1950 года наша страна располагала только единичными экземплярами ядерных устройств. А в арсенале США уже в 1950 году насчитывалось свыше четырехсот ядерных бомб, причем производили их серийно. Американцы объявили о таком испытании почти на год раньше.
Но они, по выражению их же специалистов, взорвали "дом с тритием" - громоздкий лабораторный образец.
Таким образом ядро не остывает даже при относительно маленьких скоростях реакции. Из-за этого в ядре сгорает не только водород и дейтерий, но и гораздо более тяжелые элементы. К сожалению, на земле такую конструкцию реализовать затруднительно. Термоядерная водородная бомба — также достаточно проста по конструкции. С помощью 2-х типов взрывчатки «медленной» и «быстрой» и двух детонаторов формируется сферическая ударная волна, которая переводит плутоний в альфа-фазу меньшего размера, в которой возможна цепная реакция деления. По желанию можно добавить внешний импульсный нейтронный инициатор о нем ниже — в момент наибольшего сжатия он выдаст кучу нейтронов, которые должны дать резкий старт реакции. Они начинают реагировать друг с другом — и удерживает их от разлетания сила инерции относительно тяжелого корпуса заряда из урана. Помимо этого, урановый корпус непрозрачен для рентгеновского излучения — соответственно потери тепла меньше. Вся реакция заканчивается за 1 микросекунду — и корпус только-только начинает разлетаться в разные стороны.
Это была так называемая «бустерная схема» ядерного заряда, где вклад термоядерной реакции невелик, и лишь позволяет немного поднять мощность «задешево» плутоний — страшно дорогой, а литий — в сравнении с ним дешев как грязь. Тритий напрямую не используют поскольку он радиоактивный и соответственно долго не хранится. А литий-6 стабилен, и ядерный заряд всегда готов к бою. Можно использовать и литий-7 — он не только дает тритий, но и еще один лишний нейтрон. Об этой реакции не знали, когда американцы тестировали бомбу «Shrimp» «Креветка». Существует и схема радиационной имплозии — когда первичный ядерный взрыв рентгеновским излучением обжимает и нагревает отдельную сферу с термоядерным топливом. Линейные ускорители: идея проста — берем мишень из любого удобного дейтерида металла, и в маленьком линейном ускорителе разгоняем до нужной скорости атомы трития. Получаем настоящую термоядерную реакцию, и выходом энергии и 14. Такой источник можно использовать для поиска нефти и воды например на марсианском ровере MSL стоит российский импульсный источник нейтронов DAN , и в качестве внешнего импульсного нейтронного инициатора в ядерных зарядах. Почему-же так нельзя вырабатывать электричество?
На разгон атомов тратится намного больше энергии, чем мы получаем в результате реакции далеко не все разгоняемые атомы реагируют. Токамак тороидальная камера с магнитными катушками — идея уже немного сложнее, в плазменном торе как в трансформаторе наводим ток. Вокруг тора — сверхпроводящие магниты, которые «обжимают» плазму и не дают ей коснуться стенок. Плазма нагревается микроволновым излучением, и резистивным нагревом от протекающего тока. Когда начинали работать по этому направлению — казалось: вот-вот и все будет работать. Во всем мире построено порядка 300 токамаков, и самый современный и крупный из них — строящийся международный проект ITER в том числе и при участии России. Водородную плазму то есть без термоядерной реакции собираются зажечь в 2020-м, а начать запуски с дейтерий-тритиевой плазмой — в 2027, если конечно все пойдет по плану и не случится какой-нибудь очередной кризис. Проблемы у токамаков следующие при их будущем промышленном использовании : Нестабильность плазмы.
Это была уже настоящая бомба, сброшенная с самолета.
Проект был разработан в 1949 году еще до испытания первой советской ядерной бомбы Андреем Сахаровым и Юлием Харитоном. Курчатова 30 октября 1961 года на полигоне "Сухой Нос" на архипелаге Новая земля. Измеренная мощность взрыва составила 58,6 мегатонны, что многократно превышало все опытные взрывы, произведенные на территории СССР или США. Изначально планировалось, что бомба будет еще больше и мощнее, однако не существовало ни одного самолета, который мог бы поднять больший вес в воздух. Огненный шар взрыва достиг радиуса примерно 4,6 километра. Теоретически он мог бы вырасти до поверхности земли, однако этому воспрепятствовала отраженная ударная волна, поднявшая низ шара и отбросившая его от поверхности. Ядерный гриб взрыва поднялся на высоту 67 километров для сравнения: современные пассажирские самолеты летают на высоте 8-11 километров. Ощутимая волна атмосферного давления, возникшая в результате взрыва, три раза обогнула земной шар, распространившись всего за несколько секунд, а звуковая волна докатилась до острова Диксон на расстоянии около 800 километров от эпицентра взрыва расстояние от Москвы до Санкт-Петербурга. Радиацией было заражено все на расстоянии двух-трех километров.
Силарда, Ю. Вигнера, А. Эйнштейна президенту, работали не только американские физики. Прорывным моментом проекта стало строительство под руководством Энрико Ферми Лос-Аламосского реактора, позволившего получить оружейный плутоний и уран. Перед этим итальянец, эмигрировавший в США из-за преследования евреев 1939 г.
Энрико Ферми читает лекцию в Чикагском институте ядерных исследований Такие масштабные работы, как создание оружия совершенного нового типа, не по силам одному человеку или небольшому коллективу ученых. В американском «Манхеттенском проекте» работало более 100000 человек, из которых 40000 составляли ученые, техники, женщины-вычислители. Тем не менее, американцы считают «отцом бомбы» Роберта Оппенгеймера. Роберт Оппенгеймер на заседании сенатской комиссии США В лаборатории Лос-Аламоса Оппенгеймер руководил научной частью проекта, координировал работы ученых, За организацию строительства, секретность, охрану отвечал генерал Л. Гровс, впоследствии — главный инициатор ядерной бомбардировки Японии. К началу работы над ядерным проектом Р.
Оппенгеймер был автором ряда научных работ по квантовым переходам, гравитационному коллапсу, расчету свойств мезонов, доказательству теоремы Эренфеста — Оппенгеймера. Результаты практического применения атомного оружия настолько поразили Р. Оппенгеймера, что он стал активным противником военного использования атома. Высказывания ученого о необходимости сдерживания, ограничения ядерной гонки привели к отстранению Оппенгеймера от секретных программ Соединенных Штатов 1954 г. Сырьем для получения урана-235 была урановая руда из конголезского рудника бельгийской компании. Количество руды, вывезенной перед затоплением рудника в США, было ограничено.
Использовать технологию разделения разных изотопов урана на центрифуге не удалось. Для получения чистого урана-235, вступающего в реакцию расщепления, были использованы газовая диффузия, электромагнитное разделение, термодиффузия. К запланированному сроку лето 1945 г. Для подрывного устройства «Малыша» применили пушечную схему, при которой критическая масса заряда достигалась соединением двух блоков докритической массы при помощи порохового заряда. В срабатывании пушечной схемы конструкторы не сомневались, поэтому испытания единственной бомбы не проводились. Подобных трудностей не было при производстве плутония-239.
Его получали из урана-238, которого было накоплено достаточно. Плутониевые заряды были изготовлены для двух бомб, названных «Штучка» и «Толстяк». Но пушечная схема для плутониевых зарядов была непригодна. Конструкторам пришлось использовать имплозивную схему подрыва, при которой десятки взрывных линз сжимали фрагменты оружейного плутония до критической массы. Первые испытания, практическое применение ядерного оружия Первое испытание безоболочечной бомбы «Штучка» 16 июля 1945 г. Наземный взрыв устройства показал мощность, равную подрыву 21 тысячи тонн тротиловой взрывчатки.
Для испытательного подрыва была выбрана безжизненная, ненаселенная пустыня Нью-Мексико. Кроме человеческих жертв, несколько ученых опасались возникновения бесконтрольной реакции выгорания кислорода в атмосфере Земли. Взрыв «Штучки» в проекте «Тринити» Температура на месте взрыва расплавила кварцевые породы в зеленую стекловидную массу, получившую название «тринитит». Ободренное успехом, правительство США отдало приказ подготовить ядерные боеприпасы к сбросу на Японию. Урановый и плутониевый заряды «одели» в оболочки авиабомб. При этом «Толстяк», из-за имплозивной конструкции подрыва, по размеру и весу был значительно больше «Малыша».
Макеты «Толстяка» и «Малыша» в современном музее ядерного оружия Бомбы были оборудованы барометрическими и часовыми взрывателями, обеспечивающими воздушный подрыв заряда на высоте 500-700 метров. На обслуживании ядерного проекта работал отдельный авиационный полк под номером 509 с 1944 г. Именно командир этого полка Пол Тиббетс выполнил приказ военного министра завизированный президентом Трумэном о бомбардировке Японии. Экипаж «Энолы Гей». Полковник Пол Тиббетс в центре с трубкой в зубах Ночью 6 августа с американской авиабазы на Марианских островах вылетела группа самолетов в составе основного бомбардировщика B-29 номер 44-86292, название «Энола Гей» , трех разведчиков, двух самолетов аэрофотосъемки, запасного бомбардировщика. Через 6 часов полета, пролетев около 2500 миль, группа достигла берегов Южной Японии.
Высланные вперед разведчики сообщили об отсутствии облачности над Хиросимой, основной целью полета. В 8 утра «Энола Гей», пилотируемая П. Тиббетсом, сбросила урановую бомбу над центром Хиросимы.
Состоялось испытание первой Советской водородной бомбы
Но этого мало для запуска термоядерного синтеза. Создание необходимых условий обеспечивает плутониевый стержень, который в результате сжатия переходит в надкритическое состояние — начинается ядерная реакция внутри контейнера. Испускаемые плутониевым стержнем в результате деления ядер плутония нейтроны взаимодействуют с ядрами лития-6, в результате чего получается тритий, который далее взаимодействует с дейтерием. Если оболочка контейнера была изготовлена из природного урана, то быстрые нейтроны, образующиеся в результате реакции синтеза, вызывают в ней реакции деления атомов урана-238, добавляющие свою энергию в общую энергию взрыва. Подобным образом создается термоядерный взрыв практически неограниченной мощности, так как за оболочкой могут располагаться еще другие слои дейтерида лития и слои урана-238 слойка. Подробнее об этом можно прочитать здесь. Кстати, в нашей стране во времена СССР было взорвано немало водородных бомб в качестве испытаний термоядерного оружия. Во время испытаний в радиусе 1000 километров от эпицентра взрыва не раз было зафиксировано нарушение радиосвязи. В пределах 100 км от взрыва здания были полностью уничтожены.
Ударная волна, создаваемая водородной бомбой, три раза проходила вокруг всего Земного шара, заставив весь мир содрогнуться, посеяв беспрецедентный страх. Ядерные бомбы идеальным образом уравновешивают мир на Земле. Также ядерное вооружение, которым владеют многие страны, позволяет избегать крупномасштабных военных действий между государствами. Хотя сила ядерного оружия чрезвычайно ужасна, нашей стране ядерное вооружение позволяет чувствовать себя в безопасности. Долгое время наличие ядерного арсенала России удерживало другие страны от соблазна напасть на наши территории.
Лазерный отсек NIF, генерирующий 192 луча Излишне говорить, что базовая физика ICF была разработана в контексте разработки ядерного оружия и до сих пор существенно пересекается с областью секретных военных исследований. Можно было бы много сказать о политике магнитного и инерционного синтеза, но это не моя тема здесь. ОтSuper-бомбы к радиационному взрыву Пока что единственной доступной технологией генерирования большого количества избыточной энергии с помощью реакций ядерного синтеза является водородная бомба, также известная как термоядерная бомба.
Впервые эта технология была успешно испытана 31 октября 1952 года. Во время американского Манхэттенского проекта создания атомной бомбы, использующей реакции ядерного деления, физик Эдвард Теллер задумал потенциально гораздо более разрушительное оружие, основанное не на делении урана, а на синтезе изотопов водорода. Его называли Super. Поскольку было ясно, что химические взрывчатые вещества не могут генерировать температуру в десятки миллионов градусов, необходимую для зажигания термоядерных реакций, единственным вариантом было использование бомбы деления. Название изобретения — «Совершенствование методов и средств использования ядерной энергии». Что и говорить, устройство не предназначалось для гражданского использования! Содержание патента фон Неймана-Фукса до сих пор официально является секретом правительства США, но его можно найти в увлекательной серии томов, опубликованных в России в 2008 году «Атомный проект СССР: Документы и материалы». Там можно найти подробный текст с расчетами и диаграммами в переводе на английский и русский языки, а также комментарии к нему ведущих советских исследователей с 1948 года.
Как такое возможно? Клаус Фукс позже признал, что был советским агентом! В конструкции фон Неймана-Фукса уже заложено то, что стало основным принципом действия водородной бомбы: «радиационная имплозия». Вместо того, чтобы оборачивать термоядерное топливо вокруг бомбы деления, как это было изначально задумано для Super, поместите топливо в отдельный контейнер и используйте интенсивный импульс излучения, генерируемый взрывом деления, чтобы нагреть, сжать и воспламенить его. Устройство, которое, наконец, использовалось в успешном испытании 1952 года, основывалось на этом радиационном взрыве в более продвинутой форме, разработанном Эдвардом Теллером и Станиславом Уламом. Это знаменитая двухступенчатая «конфигурация Теллера-Улама», проиллюстрированная на прилагаемой диаграмме. Он стал своего рода моделью для более позднего развития термоядерного синтеза с лазерным управлением. Конфигурация Теллера-Улама слева.
Первое испытание водородной бомбы «Айви Майк» Избавляемся от триггера деления Учитывая успех водородной бомбы в высвобождении большого количества термоядерной энергии, естественно спросить, в какой степени термоядерные взрывы можно уменьшить до такой степени, что они могут быть использованы для коммерческого производства электроэнергии. Сам процесс термоядерного синтеза не создает внутренних препятствий для миниатюризации: не существует нижнего предела количества топлива, которое может быть использовано для обеспечения «микровзрыва» термоядерного синтеза. А вот первая ступень водородной бомбы не может быть произвольно уменьшена, по крайней мере, каким-либо прямым образом, потому что самоподдерживающаяся реакция деления требует определенной минимальной критической массы, что приводит к слишком сильному взрыву.
О взрыве сообщило Министерство энергетики страны, в ведении которого находится испытательный центр. Согласно официальному заявлению, испытания на Невадском полигоне «улучшат способность США обнаруживать иностранные ядерные взрывы» и необходимы «для снижения глобальных ядерных угроз». Мощность взорванного снаряда не сообщается. Это испытание совпало с 66-й годовщиной первого подземного ядерного испытания в Неваде, свершившегося 19 октября 1957 года. Любопытно, что тогда США также заявляли, что проводят испытания с целью «обеспечить, чтобы ядерное оружие не использовалось в будущем».
Военный эксперт Дмитрий Стефанович предположил , что переход к активной ядерной риторике со стороны России призван прежде всего продемонстрировать миру, что в ядерной войне Россия не проиграет. Однако он выразил уверенность, что реальное развязывание ядерной войны не выгодно ни одному из государств мира и Россия не исключение, поэтому подобные демонстративные шаги как раз призваны не допустить такого исхода международной напряжённости. Что же до испытаний США, по мнению Дмитрия Стефановича, подземный взрыв в пустыне Невада может быть предупреждением России о невозможности скрыть потенциальные ядерные испытания, если та вздумает их проводить. Но вряд ли его «подгоняли» ко дню рассмотрения законопроекта об отзыве ДВЗЯУ, так как такие испытания планируются и готовятся заранее. А вот российский сенатор Константин Косачёв призвал обратить на проведённые испытания в Неваде внимание Технического секретариата ДВЗЯИ и потребовать публичной международно-правовой оценки. По его мнению, США нарушили принцип добросовестного следования положениям подписанного ими договора, который, согласно международному праву, должен соблюдаться даже до ратификации. Да и в принципе в Совете Федерации не поверили в «совпадение» и склонны рассматривать этот шаг США как провокацию и попытку «раззадорить» Россию, у которой теперь, с дератификацией договора и подобным прецедентом, «развязаны руки».
Проблемы у токамаков следующие при их будущем промышленном использовании : Нестабильность плазмы. Разряд норовит где-то становится тоньше, где-то — толще, вплоть до разрыва кольца с прекращением тока или касанием стенок. С проблемой боролись увеличением размеров камеры, добавлением полоидального магнитного поля вокруг вертикальной оси камеры. Тритий — дорог, и его нужно много для производства энергии. Необходимо использовать размножение нейтронов — используя например литий-7 или свинец, которыми нужно обложить внутреннюю стенку реактора бланкет , и доставать оттуда как-то тритий. Это значит, что если конструкцию реактора сделать из тех же материалов, то срок службы у нее будет 5 лет, а не 50 как у обычных реакторов. Поскольку плазма с огромной температурой теряет много энергии на излучение, а камера должна быть большой для обеспечения стабильности — минимальная мощность реактора получается большой, сотни мегаватт. Стелларатор — «мятый» бублик, где магнитное поле формируется внешними магнитами очень хитрой формы и обеспечивает стабильность плазмы. По сравнению с токамаком — намного более сложная конструкция. По «качеству» удержания плазмы сейчас уже уступает токамакам. NIF — National Ignition Facility — идея в том, чтобы сфокусировать свет от 192 импульсных лазеров на мишени, окружающей капсулу с дейтерий-тритиевой смесью. Свет нагревает мишень — она нагревается до миллионов градусов, и равномерно светом «обжимает» капсулу с термоядерным топливом. На хабре кстати 3 года назад писали, что там уже почти все готово. Проект завершился 30 сентября 2012 года. Оказалось, в компьютерной модели были неточности. По новой оценке, достигнутая в NIF мощность импульса 1. Sandy Z-machine Идея такая: возьмем большую кучу высоковольтных конденсаторов, и резко разрядим их через тоненькие вольфрамовые проволочки в центре машины. Проволочки мгновенно испаряются, через них продолжает течь огромный ток в 27 миллионов ампер на протяжении 95 наносекунд. Плазма, нагретая до миллионов и миллиардов! Возможно, у этого направления в будущем появится шанс сравниться и превзойти токамаки. Dense Plasma Focus — DPF — «схлопывает» бегущую по электродам плазму с получением гигантских температур. В марте 2012 на установке, действующей по этому принципу была достигнута температура 1. Levitated Dipole — «вывернутый» токамак , в центре вакуумной камеры висит торообразный сверхпроводящий магнит который и удерживает плазму. В такой схеме плазма обещает быть стабильной сама по себе. Но финансирования у проекта сейчас нет, похоже непосредственно реакцию синтеза на установке не проводили. Farnsworth—Hirsch fusor Идея проста — размещаем две сферические сетки в вакуумной камере наполненной дейтерием, или дейтерий-тритиевой смесью, прикладываем между ними потенциал в 50-200 тысяч вольт. В электрическом поле атомы начинают летать вокруг центра камеры, иногда сталкиваясь между собой.
Поражающие факторы взрыва водородной бомбы. Водородная бомба
Наша статья посвящена истории создания и общим принципам синтеза такого устройства, как термоядерная бомба, иногда называемой водородной. СССР начал разрабатывать термоядерную бомбу позднее: первая схема была предложена советскими разработчиками лишь в 1949 году. Чем термоядерная бомба отличается от атомной? Водородные бомбы типа РДС-6с и РДС-37 были включены в состав вооружения стратегических бомбардировщиков — тяжелых Ту-95а, М-4 и средних Ту-16а, причем РДС-37 заложили в основу следующих термоядерных боеприпасов.
Д.т.н. И.И.Никитчук. Термоядерный прорыв. К истории создания водородной бомбы в СССР
| 60 лет назад водородная бомба помогла СССР достичь ядерного паритета с США | Принцип термоядерной реакции: Водородная бомба использует термоядерную реакцию, при которой происходит слияние легких ядер (обычно изотопов водорода) при высоких температурах и давлениях. |
| Термоядерная бомба: устройство. Первая термоядерная бомба. Испытание термоядерной бомбы | B-53 — американская термоядерная бомба, наиболее старое и мощное ядерное оружие находившееся в арсенале стратегических ядерных сил США вплоть до 1997 года. |
| Угроза №1. История создания водородной бомбы в СССР – Москва 24, 16.01.2018 | Водородная бомба (термоядерное оружие) — вид ядерного оружия, основанного на использовании энергии реакции ядерного синтеза легких элементов в более тяжелые. |
| Как действует водородная бомба и каковы последствия взрыва? Инфографика | Конструктив водородной бомбы сформирован на использовании энергии, выделяемой в процессе реакции термоядерного синтеза лёгких ядер. |
| «Отец» водородной бомбы | В принципе, водородная бомба основана на легком ядерном синтезе, также известном как термоядерный синтез. |
Последствия взрыва водородной бомбы
Страны выстроены по мере появления у них в арсенал ядерного оружия. Если бы список был выстроен по количеству боеголовок, то Россия оказалась бы на первом месте с ее 8000 единицами, 1600 из которых можно запускать хоть сейчас. Штаты отстают всего на 700 единиц, но «под рукой» у них на 320 зарядов больше. Между странами есть ряд соглашений по нераспространению и сокращению запасов ядерного оружия. Ядерный клуб Читайте также: Магнитные мины — затаившиеся убийцы судов Ядерное оружие Первые испытания атомной бомбы, как известно, произвела США еще в 1945. Это оружие было испытано в «полевых» условиях Второй Мировой на жителях японских городов Хиросима и Нагасаки. Они действуют по принципу деления. Во время взрыва запускается цепная реакция, которая провоцирует деления ядер на два, с сопутствующим высвобождением энергии. Для этой реакции в основном используют уран и плутоний.
С этими элементами и связаны наши представления о том, из чего делаются ядерные бомбы. Так как в природе уран встречается лишь в виде смеси трех изотопов, из которых только один способен поддерживать подобную реакцию, необходимо производить обогащение урана. Альтернативой является плутоний-239, который не встречается в природе, и его нужно производить из урана. Если в урановой бомбе идет реакция деления, то в водородной реакция слияния — в этом суть того, чем отличается водородная бомба от атомной. Все мы знаем, что солнце дает нам свет, тепло, и можно сказать жизнь. Те же самые процессы, что происходят на солнце, могут с легкостью уничтожать города и страны. Взрыв водородной бомбы рожден реакцией синтеза легких ядер, так называемого термоядерного синтеза. Это «чудо» возможно благодаря изотопам водорода — дейтерию и тритию.
Собственно поэтому бомба и называется водородной. Также можно увидеть название «термоядерная бомба», по реакции, которая лежит в основе этого оружия. И это очередной повод вспомнить о масштабах ее разрушительных последствий и о том, какую угрозу представляет собой оружие массового поражения. Карибский кризис 1962 года показал, насколько хрупким и беззащитным может быть мир на фоне ядерной угрозы, поэтому в бессмысленной гонке на уничтожение друг друга СССР и США смогли прийти к компромиссу и подписать первый договор, регламентировавший разработку ядерного оружия, — Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космосе и под водой, к которому впоследствии подключились многие страны мира. Теоретическая возможность получения энергии путем термоядерного синтеза была известна еще до Второй мировой войны. Также известно, что в Германии в 1944 году велись работы по инициированию термоядерного синтеза путем сжатия ядерного топлива с использованием зарядов обычного взрывчатого вещества, но они не увенчались успехом, так как не удалось получить необходимых температур и давления. Принцип их работы немного отличается: если к взрыву атомной бомбы приводит распад ядра, то водородная бомба взрывается благодаря синтезу элементов с выделением колоссального количества энергии. Именно эта реакция протекает в недрах звезд, где под действием сверхвысоких температур и гигантского давления ядра водорода сталкиваются и сливаются в более тяжелые ядра гелия.
Полученного количества энергии достаточно для того, чтобы запустить цепную реакцию, вовлекая в нее весь возможный водород. Именно поэтому звезды не гаснут, а взрыв водородной бомбы обладает такой разрушительной силой. Ученые скопировали эту реакцию с использованием жидких изотопов водорода — дейтерия и трития, что и дало название «водородная бомба». В последствии стал использоваться дейтерид лития-6, твердое вещество, соединение дейтерия и изотопа лития, которое по своим химическим свойствам является аналогом водорода. Таким образом дейтерид лития-6 является горючим бомбы и, по сути, оказывается более «чистым», чем уран-235 или плутоний, используемые в атомных бомбах и вызывающие мощнейшую радиацию. Однако для того, чтобы сама водородная реакция запустилась, что-то должно очень сильно и резко повысить температуры внутри снаряда, для чего используется обычный ядерный заряд. А вот контейнер для термоядерного топлива делают из радиоактивного урана-238, чередуя его со слоями дейтерия, отчего первые советские бомбы такого типа назывались «слойками». Именно из-за них все живое, оказавшееся даже на расстоянии сотен километров от взрыва и уцелевшее при взрыве, может получить дозу облучения, которая приведет к тяжелым заболеваниям и летальному исходу.
Почему при взрыве образуется «гриб»? На самом деле облако грибовидной формы — обыкновенное физическое явление. Такие облака образуются при обычных взрывах достаточной мощности, при извержениях вулканов, сильных пожарах и падениях метеоритов. Горячий воздух всегда поднимается выше холодного, однако тут его нагрев происходит настолько быстро и так мощно, что он видимым столбом поднимается вверх, закручивается в кольцеобразный вихрь и тянет за собой «ножку» — столб пыли и дыма с поверхности земли. Поднимаясь, воздух постепенно охлаждается, становясь похожим на обычное облако из-за конденсации паров воды. Однако это еще не все. Гораздо опаснее для человека ударная взрывная волна, расходящаяся по поверхности земли от эпицентра взрыва по окружности радиусом, достигающим 700 км, и радиоактивные осадки, выпадающие из того самого грибовидного облака. В день на полигонах могли производиться по три-четыре эксперимента, в ходе которых изучалась динамика взрыва, поражающие способности, потенциальный ущерб противника.
Первый опытный образец был взорван 27 августа 1949 года, а последнее испытание ядерного оружия в СССР произвели 25 декабря 1962-го. Все испытания проходили в основном на двух полигонах — на Семипалатинском полигоне или «Сияпе», расположенном на территории Казахстана, и на Новой земле, архипелаге в Северном Ледовитом океане. Там осуществили взрыв заряда мощностью 10,4 мегатонны, что в 450 раз превышало мощность бомбы «Толстяк», сброшенной на Нагасаки. Впрочем, называть это устройство бомбой в прямом смысле слова нельзя. Это была конструкция с трехэтажный дом, заполненная жидким дейтерием. А вот первое термоядерное оружие в СССР было испытано в августе 1953 года на Семипалатинском полигоне. Это была уже настоящая бомба, сброшенная с самолета. Проект был разработан в 1949 году еще до испытания первой советской ядерной бомбы Андреем Сахаровым и Юлием Харитоном.
В город пришел небывалый для нас мороз. Но в белом зале на Аллее Ленина все было проникнуто теплом страстных объединяющих идей... Была ли в них какая-то сенсация? Попробуем разобраться. О том, что в СССР проведено успешное испытание термоядерного заряда это произошло 12 августа 1953 года на Семипалатинском полигоне и что на вооружение советской стратегической авиации приняты водородные бомбы, западным разведкам уже было известно. Да и советские лидеры этого не скрывали. Более того, еще 17 октября 1961 года, когда в Москве начал работу XXII съезд КПСС, а на Новой Земле готовились испытать самую мощную термоядерную бомбу, Никита Хрущев публично, прямо в докладе, предупредил об ожидаемом "подарке съезду".
Вслед за "чистой водородной бомбой" в 58 мегатонн, которую сбросили с самолета над Новой Землей 30 октября 61-го, на том же Северном полигоне и в том же году испытали еще не менее десяти мощных термоядерных бомб и боеголовок мегатонного класса. А кроме того, испытывались оперативно-тактическая ракета Р-12, зенитные и самонаводящиеся крылатые ракеты. Но об этих идущих на вооружение боевых системах в открытой печати не сообщалось. В августе-декабре 1962 года, включая самые тревожные дни Карибского кризиса, "грибной сезон" продолжился. Всего в СССР, включая Семипалатинский полигон, в период с 20 октября по 5 ноября 1962 года было проведено пятнадцать ядерных взрывов.
Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции небольшая атомная бомба , в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития — соединения дейтерия с литием используется изотоп лития с массовым числом 6.
Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий.
Я постараюсь максимально точно передать позиции сторон и выразить свою, которая, как оказалось, не совпадает с двумя предыдущими. При этом я прошу читателя быть снисходительным — любое воспоминание субъективно, а одни и те же события по-разному воспринимаются разными людьми. Тем более, если учесть, что автор располагал далеко не всей возможной информацией.
Как теперь известно, американская водородная бомба начинает свою историю с 1946 года. Именно тогда, вскоре после появления атомных бомб, Э. Подобно тому как от капсюля-детонатора провоцируется волна горения детонации в химическом взрывчатом веществе, в водородной бомбе Э. Теллера распространяется термоядерная волна по дейтерию, инициированная атомным взрывом.
Если устойчивое незатухающее горение возможно, то оно, вызванное относительно скромной энергией атомного взрыва, затем при распространении выделяет произвольно большую энергию. Захватывающая перспектива, не правда ли? В 1951 году, когда я после окончания Московского университета оказался в группе Я. Зельдовича в КБ amp;ndash;11 , там с большим энтузиазмом занимались сходной проблемой отставая , по-видимому, на год-два от Лос-Аламоса.
Сейчас, когда узнаёшь у тех же Д. Например, для нас с самого начала представлялась очевидной невозможность разжигания чистого дейтерия — это могло осуществиться только через промежуточную область, насыщенную тритием. Но трития требуется так много, что его производство вступает в острую конкуренцию с производством военного плутония на промышленных реакторах. Нет ответа и на главный принципиальный вопрос: осуществим ли стационарный режим горения?
Дело в том, что при любой детонации существует некоторый минимальный размер радиус детонационного шнура , ниже которого устойчивого режима не существует. Вещество вследствие собственного энерговыделения разлетается быстрее, чем успевает сгореть. Особенностью же высокотемпературной термоядерной плазмы является наличие не только нижнего, но и верхнего радиуса. Всякое вещество, предоставленное самому себе, стремится к термодинамическому равновесию, выравниванию температуры между веществом и излучением.
Нетрудно подсчитать, что при рассматриваемых параметрах плазмы подавляющая часть энергии приходится на излучение. Образуется, таким образом, паразитный сток энергии от вещества, то есть от горячих материальных частиц, вступающих в ядерную реакцию, в излучение. Этим объясняется наличие двух радиусов — разлётного и радиационного, причём первый должен быть больше некоторого значения, а второй — меньше некоторого другого. Трудность задачи состояла в том, что радиусы эти оказались близкими.
До сих пор осталось невыясненным, есть ли между ними щель, необходимая для существования устойчивого распространения. Это, скажем так, теоретическая сторона вопроса. А вот как развивались события в плоскости политической. В 1951 году президент США Г.
Трумэн направил комиссии по атомной энергии директиву о возобновлении работы по созданию водородной бомбы. К аналогичному выводу в группе Я. Зельдовича пришли к концу 1953 года. То, что вещество горит тем полней и быстрей, чем выше его плотность, следует из самых общих соображений.
Задача состояла в том, чтобы понять, как достичь высокой степени сжатия. У него возникла идея о фокусировке на дейтерии механической энергии, высвобождаемой при взрыве обычной атомной бомбы. Чтобы осуществить такую фокусировку, необходимо надлежащим образом направить ударную волну по окружающему материалу. Этот способ сулил колоссальное сжатие дейтерия.
Когда Улам сообщил Теллеру о своей схеме сжатия дейтерия, во время их исторической встречи в начале 1951 года, Теллер предложил вариант, согласно которому не ударные волны сжатия от взрыва атомного устройства, а радиация от этого первичного взрыва должна вызвать так называемую имплозию, приводящую к сильнейшему сжатию дейтерия. Как развивались события дальше? В 1954 году США испытали боевую водородную бомбу, осуществив тем самым окончательный поворот к новой технологии, уцелевшей в основных чертах до наших дней. Но уже в ноябре 1955 года на Семипалатинском полигоне взорвали нашу водородную бомбу новейшего образца.
Стало ясно, что в споре с американскими учёными русские сумели ликвидировать разрыв. Притом в столь короткие сроки, что это не поддавалось, с точки зрения американцев, какому-либо разумному объяснению, кроме одного — шпионаж. Было выдвинуто немало и других версий, так или иначе объясняющих успех советских учёных, но спор и по сей день не закончен. Виднейший теоретик Лос-Аламоса Г.
Что произойдет после взрыва ядерной бомбы?
СССР начал разрабатывать термоядерную бомбу позднее: первая схема была предложена советскими разработчиками лишь в 1949 году. неуправляемый термоядерный синтез, что делает его непригодным для энергетических целей, но весьма эффективным для целей разрушения. Водородная бомба (термоядерное оружие) — вид ядерного оружия, основанного на использовании энергии реакции ядерного синтеза легких элементов в более тяжелые. Вслед за "чистой водородной бомбой" в 58 мегатонн, которую сбросили с самолета над Новой Землей 30 октября 61-го, на том же Северном полигоне и в том же году испытали еще не менее десяти мощных термоядерных бомб и боеголовок мегатонного класса.