Иллюстрация принцип работы атомной бомбы. Разбираясь в том, как выглядит ядерная боеголовка и почему, необходимо рассмотреть принцип ее работы, основанный на реакции деления. Создание же водородной бомбы потребовало появления совершенно новых физических дисциплин: физики высокотемпературной плазмы и сверхвысоких давлений. Водородные прототипы есть в работе почти у всех крупных автоконцернов. Принцип работы и преимущества вакуумной бомбы.
Как Сахаров и Теллер чуть не взорвали мир
В конструкции термоядерной бомбы советские физики применили бомбардировку оболочки из урана-238 быстрыми нейтронами. ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Водородная бомба, также известная как термоядерная, использует ядерную реакцию слияния, которая основана на ядерном расщеплении. В конструкции фон Неймана-Фукса уже заложено то, что стало основным принципом действия водородной бомбы: «радиационная имплозия». Создание же водородной бомбы потребовало появления совершенно новых физических дисциплин: физики высокотемпературной плазмы и сверхвысоких давлений.
3. Водородная бомба: кто выдал её секрет
Термоя́дерное ору́жие — вид ядерного оружия, разрушительная сила которого основана на использовании энергии реакции ядерного синтеза лёгких элементов в более тяжёлые. Как было сказано ранее, принцип действия водородной бомбы основан на реакции синтеза. Принцип действия водородной бомбы. Водородная бомба — сложнейшее техническое устройство, взрыв которого требует последовательного протекания ряда процессов.
Водородная против атомной. Что нужно знать о ядерном оружии
| Термоядерная бомба: устройство. Первая термоядерная бомба. Испытание термоядерной бомбы :: | Взрыв водородной бомбы – неуправляемый термоядерный синтез, что делает его непригодным для энергетических целей, но весьма эффективным для целей разрушения. |
| Водородная бомба | Наука | Дзен | Принцип работы водородной бомбы. Все уже успели обсудить одну из самых неприятных новостей декабря — успешные испытания Северной Кореей водородной бомбы. |
| Please wait while your request is being verified... | В принципе, водородная бомба основана на легком ядерном синтезе, также известном как термоядерный синтез. |
Атомная, водородная и нейтронная бомбы
Самая крупная когда-либо взорванная водородная бомба — советская 58-мегатонная « царь-бомба », взорванная 30 октября 1961 года на полигоне архипелага Новая Земля. Никита Хрущёв впоследствии публично пошутил, что первоначально предполагалось взорвать 100-мегатонную бомбу, но заряд уменьшили, «чтобы не побить все стёкла в Москве». Конструктивно бомба действительно была рассчитана на 100 мегатонн и этой мощности можно было добиться заменой свинцового тампера на урановый [8]. Бомба была взорвана на высоте 4000 метров над полигоном «Новая Земля».
Ударная волна после взрыва три раза обогнула земной шар. Несмотря на успешное испытание, бомба на вооружение не поступила [9] ; тем не менее, создание и испытание сверхбомбы имели большое политическое значение, продемонстрировав, что СССР решил задачу достижения практически любого уровня мегатоннажа ядерного арсенала. Основная статья: История создания схемы Теллера — Улама Идея бомбы с термоядерным синтезом, инициируемым атомным зарядом, была предложена Энрико Ферми его коллеге Эдварду Теллеру осенью 1941 года [10] , в самом начале Манхэттенского проекта.
Значительную часть своей работы в ходе Манхэттенского проекта Теллер посвятил работе над проектом бомбы синтеза, в некоторой степени пренебрегая собственно атомной бомбой. Его ориентация на трудности и позиция «адвоката дьявола» в обсуждениях проблем заставили Оппенгеймера увести Теллера и других «проблемных» физиков на запасной путь. Первые важные и концептуальные шаги к осуществлению проекта синтеза сделал сотрудник Теллера Станислав Улам.
Для инициирования термоядерного синтеза Улам предложил сжимать термоядерное топливо до начала его нагрева, используя для этого факторы первичной реакции расщепления, а также разместить термоядерный заряд отдельно от первичного ядерного компонента бомбы. Эти предложения позволили перевести разработку термоядерного оружия в практическую плоскость. Исходя из этого, Теллер предположил, что рентгеновское и гамма-излучение, порождённые первичным взрывом, могут передать достаточно энергии во вторичный компонент, расположенный в общей оболочке с первичным, чтобы осуществить достаточную имплозию обжатие и инициировать термоядерную реакцию.
Позднее Теллер, его сторонники и противники обсуждали вклад Улама в теорию, лежащую в основе этого механизма. Взрыв «Джордж» В 1951 году была проведена серия испытаний под общим наименованием Операция «Парник» англ. Operation Greenhouse , в ходе которой отрабатывались вопросы миниатюризации ядерных зарядов при увеличении их мощности.
Одним из испытаний в этой серии стал взрыв под кодовым наименованием « Джордж » англ. George , в котором было взорвано экспериментальное устройство, представлявшее собой ядерный заряд в виде тора с небольшим количеством жидкого водорода, помещённым в центре.
Некоторая часть массы ядра водорода переходит в энергию. Подобные реакции и провоцируют постоянное выделение энергии у звезд. Ученые положили в основу такой реакции изотопы водорода, что и дало название будущей бомбе. Именно на дейтерий и тритий положились основные задачи термоядерной реакции. Чуть позже основой водородной бомбы стало соединение дейтерия и изотопа лития, которое получило название дейтерид лития-6. Этот элемент стал термоядерным горючим, имея в своем составе главные ингредиенты требуемой реакции. Изотоп лития служит исходным материалом для получения трития, вследствие воздействия высокой температуры и давления. Оболочка несущего контейнера состоит из пластика и урана-238.
В ее пределах располагается ядерный заряд — катализатор реакции водородной бомбы. Во время взрыва этого заряда возникает громадное рентгеновское излучение, которое превращает оболочку в плазму. Происходит сжатие, измеримое в тысячном эквиваленте, которое и создает необходимые первичные условия для начала термоядерной реакции. Ядра образовавшегося трития взаимодействуют с дейтерием, вызывая термоядерный взрыв. Возможность использования нескольких слоев урана-238 и дейтерида лития-6, делают границы мощности заряда неосязаемыми. Возможные последствия Многие ученые, разрабатывая ядерную и водородную бомбы, преследовали довольно гуманные цели. Они полагали, что такое мощное оружие положит конец войнам и восстановит мирное существование на Земле. Ядерные арсеналы действительно дают возможность регулировать геополитическую обстановку в мире.
При сбрасывании этой бомбы получается сверхзвуковая волна и образуется очень высокая температура.
Отличие вакуумной бомбы американской от российской Различия состоят в том, что последняя может уничтожать противника, находящегося даже в бункере, при помощи соответствующей боеголовки. Во время взрыва в воздухе боеголовка падает и сильно ударяется об землю, зарываясь на глубину до 30 метров. После взрыва образуется облако, которое, увеличиваясь в размерах, может проникать в убежища и уже там взрываться. Американские же боеголовки начиняются обыкновенным тротилом, поэтому разрушают здания. Вакуумная бомба уничтожает определенный объект, так как обладает меньшим радиусом. Неважно, какая бомба самая мощная - любая из них наносит несопоставимый ни с чем разрушительный удар, поражающий все живое. Водородная бомба Водородная бомба - еще одно страшное ядерное оружие. Соединение урана и плутония порождает не только энергию, но и температуру, которая повышается до миллиона градусов. Изотопы водорода соединяются в гелиевые ядра, что создает источник колоссальной энергии.
Водородная бомба самая мощная - это неоспоримый факт. Достаточно всего лишь представить, что взрыв ее равен взрывам 3000 атомных бомб в Хиросиме. Взрыв такого боеприпаса сопоставим с процессами, которые наблюдается внутри Солнца и звезд. Быстрые нейтроны с огромной скоростью расщепляют урановые оболочки самой бомбы. Выделяется не только тепло, но и радиоактивные осадки.
Термоядерное горючее требовалось каким-то образом обжать взрывом. В 1951 году американцы даже почти сделали это, испытав чрезвычайно сложный в изготовлении тороидальный, а не сферический, имплозивный заряд, в центр которого помещалась ёмкость с жидким водородом. Водород частично сдетонировал, но для изготовления термоядерных боеприпасов такой метод явно не годился.
Не годилась и идея британцев — изготовить большой полый шар из сверхкритической массы плутония и поместить капсулу с термоядерным горючим внутрь. Взорвалось сильно — 700 килотонн даже без капсулы. Но бомба сожрала 120 килограммов плутония — это столько, сколько Британия могла произвести за год. Термоядерный заряд должен был располагаться отдельно от инициирующего, соответственно, для осуществления радиационного обжатия требовались решения нетривиальные. В современной конструкции оба заряда — инициирующий и термоядерный — помещаются в заполненную рентгенопрозрачным пластиком общую оболочку из обеднённого урана. При подрыве ядерного заряда внешняя оболочка, в том числе и её затенённый термоядерной капсулой участок, «освещённый» благодаря рассеянию излучения в пластике, предсказуемо превращается в плазму также излучающую соответствующий своей температуре рентген. И давление направленного внутрь излучения симметрично — именно равномерное давление со всех направлений требует изощрённых методов — обжимает капсулу. Капсула, в свою очередь, для обеспечения равномерного сжатия могла представлять собой цилиндр, усеченный конус, яйцо, — лишь в 80-х удалось добиться равномерного действия излучения, позволяющего использовать капсулы в форме сферы.
Внешний её слой, опять-таки, состоит из обеднённого урана, средний из термоядерного горючего, внутренний же из подкритической массы плутония. В результате обжатия плотность плутония увеличивается, критическая масса достигается и происходит второй ядерный взрыв.
Водородная против атомной. Что нужно знать о ядерном оружии
оружие невероятной разрушительной силы, чья мощность исчисляется мегатоннами в тротиловом эквиваленте. В современной (а, насколько можно судить по открытым источникам, базовые принципы конструкции с конца пятидесятых годов практически не изменились) водородной бомбе роль термоядерной «взрывчатки» выполняет гидрид лития – твердое белое вещество. В свою очередь, в водородной бомбе энергия высвобождается в результате реакции термоядерного синтеза тяжёлого водорода — дейтерия и трития — и получения более тяжёлых элементов.
Истинное происхождение советской водородной бомбы
Принцип работы и преимущества вакуумной бомбы. Принцип действия водородной бомбы. Водородная бомба — сложнейшее техническое устройство, взрыв которого требует последовательного протекания ряда процессов. Такой стереотип работы нейтронной бомбы возник еще во времена СССР из-за непонимания принципа ее работы. Водородная бомба содержит корпус осесимметричной формы с хвостовыми стабилизаторами, внутри которого смонтирован термоядерный заряд, и систему управления с датчиком инициирования взрыва. неуправляемый термоядерный синтез, что делает его непригодным для энергетических целей, но весьма эффективным для целей разрушения. Принцип работы водородной бомбы. Все уже успели обсудить одну из самых неприятных новостей декабря — успешные испытания Северной Кореей водородной бомбы.
ВОДОРОДНАЯ БОМБА
В ее основе — реакции, происходящие в недрах звезд. Принцип работы атомной бомбы основан на явлении радиоактивного распада. Но те материалы, из которых создается сердечник атомного оружия не просто радиоактивны — они также склонны к возникновению цепной реакции. Ядра радиоактивных элементов достаточно тяжелы: в них много нейтронов и протонов. Но такие системы нестабильны: протоны в ядре сильно отталкиваются друг от друга, из-за чего со временем они распадаются на более мелкие и более стабильные «осколки». В результате такого распада выделяется значительное количество энергии.
В некоторых реакциях, например, при распаде урана, в качестве побочного продукта также получаются нейтроны. Именно благодаря этим частицам, которые могут приобретать после распада атома высокую скорость, и возможны цепные реакции, лежащие в основе атомного оружия. В результате образуются осколки деления и два нейтрона, каждый из которых также может поразить атом урана.
С сентября 1946 года теоретические исследования проектов «супера» и «будильника» стали проводиться в Лос-Аламосской лаборатории параллельно. Это испытание получило название «Джорж».
Устройство получило название «Майк». Тротиловый эквивалент взрыва составил 10 млн. Это был самый мощный взрыв в истории ядерных испытаний США. Существенным недостатком всех испытанных устройств была их нетранспортабельность. В 1945 году он изложил эту идею в докладной записке на имя И.
Направляя свою записку И. Френкель, конечно же, не мог знать, что И. Курчатов уже имеет информацию о проведении в США работ в этом направлении. Так, например, сообщение о возможности создания сверхбомбы появилось в английской газете «Таймс» 19 октября 1945 года. Сталин назначил Л.
Курчатов поручает Ю. Харитону совместно с другими физиками - И. Гуревичем, Я. Зельдовичем и И. Померанчуком - рассмотреть вопрос о возможности освобождения энергии легких элементов.
Докладчиком был Я. Фукса с советским разведчиком А. Теллера и Э. Однако А. Арзамас-16 Саров.
В этом постановлении, помимо конкретных мероприятий, предусматривалась командировка Я. Зельдовича для работы в КБ-11. Фукса с А.
Энергия, высвобождаемая в течение каждой секунды в ходе реакции, эквивалентна энергии, содержащейся в 12 квадриллионах тонн угля, что в миллион раз превышает все угольные запасы Соединенных Штатов. Хотя все это было хорошо известно, ученые были уверены, что при тогдашнем уровне знаний эта огромная сокровищница космической энергии останется навсегда за пределами досягаемости человека. Для ядерного синтеза водорода требуется температура в 20 млн. У нас был громадный запас космического топлива — водорода, но, к сожалению, не было спички, чтобы зажечь его: ни одна спичка не могла бы дать пламя по крайней мере в 20 млн. Когда ученые Лос-Аламоса, одним из руководителей которых был Бете, работали над созданием атомной бомбы из урана-235 или плутония, они знали, что успех в создании атомной бомбы даст им ключ к космической сокровищнице энергии синтеза, до сих пор являющейся монополией Солнца и звезд. Эксперименты и расчеты показывали, что при взрыве атомной бомбы из урана-235 или плутония развивается температура в 55 млн. Наконец- то удалось найти «спичку», способную зажечь космический огонь ядерного синтеза!
Это означало также, что усовершенствованная атомная бомба может служить детонатором для взрыва гораздо более мощной водородной бомбы, взрывная мощность которой практически неограниченна. Однако между Солнцем и атомной бомбой была существенная разница, которая казалась непреодолимым препятствием на пути осуществления ядерного синтеза на Земле. Внутри Солнца температура в 20 миллионов градусов поддерживается постоянно, поэтому процесс синтеза гелия идет с постоянной скоростью. Хотя температура внутри атомной бомбы в три раза выше, чем в центре Солнца, она удерживается в течение времени, совершенно недостаточного для превращения обычного водорода в гелий. Это все равно, что зажигать сигарету на ветру, когда у вас всего одна спичка: если ветер достигает ураганной скорости, то совершенно ясно, что вы не успеете зажечь сигарету. Этот неумолимый фактор времени с самого начала заставил ученых прийти к выводу, что на Земле нельзя осуществить процесс синтеза, происходящий на Солнце с обычным водородом, атомный вес которого равен единице. В январе 1950 г. Исследования в Лос-Аламосе в 1944 и 1945 гг. Это сразу же создало большие трудности, так как тритий не существует в природе и для его создания необходимы затраты больших средств и дорогих стратегических материалов. Так, для производства одного килограмма трития требуется восемьдесят килограммов плутония — расщепляющегося элемента, искусственно созданного для атомной бомбы.
Дело осложнялось еще и тем, что тритий — это радиоактивный элемент с периодом полураспада 12 лет. Другими словами, один килограмм трития в 1958 г. Другое серьезное препятствие заключалось в том, что как дейтерий, так и тритий не может быть синтезирован в обычном для него газообразном состоянии, а должен быть сначала превращен в жидкое вещество. Жидкий же водород кипит т. Транспортировать газообразный водород можно только в герметическом баллоне, находящемся внутри сосуда с жидким воздухом. Эти требования создавали большие трудности при его производстве, транспортировке и хранении. Создавалось парадоксальное положение. Перед синтезом двух разновидностей водорода, который происходит при температуре выше 50 млн. Естественно, возникал вопрос: удастся ли сохранить вещество в жидком состоянии даже в течение одной миллионной доли секунды при температуре 50 млн. К июню 1951 г.
Именно тогда покойный Гордон Дин, бывший в то время председателем Комиссии по атомной энергии, решил провести совещание руководителей работ. На это совещание, состоявшееся в Институте прогрессивных исследований в Принстоне штат Нью-Джерси , «прибыли доктора фон Нейманн, Ферми, Бете, Теллер, Уиллер, Норрис Брэдбери, Лотар Норхайм, и каждый из них мог внести большой вклад в это дело». За столом сидели руководители всех лабораторий во главе с доктором Оппенгеймером. В гнетущей обстановке поднялся доктор Теллер и спокойно подошел к доске. На доске чертились схемы. Делались расчеты». У участников совещания появилась надежда. К концу второго дня у «всех присутствующих появилось ощущение, что впервые мы что-то имеем хотя бы в области идей». Уныние сменилось энтузиазмом, и у всех создалось впечатление, что, наконец, «мы можем на что-то надеяться в будущем». С этого дня работы по созданию водородной бомбы пошли полным ходом.
Через четыре дня Комиссия по атомной энергии приняла обязательство построить новый завод, хотя в то время у нее, как заявил Дин, не было на это средств. Через год, в июне, мы были в состоянии, говоря словами Дина, «завершить работу над этим устройством». Устройство перевели на атолл Эниветок и взорвали 1 ноября 1952 г. Мощность взрыва составляла пять мегатонн пять миллионов тонн тротила. Затем в марте и в апреле 1954 г. С тех пор было испытано много других конструкций бомб. Хотя открытие, которое совершило переворот в науке и сделало возможным создание водородной бомбы, все еще является секретом, легко отгадать основные принципы ее устройства. Казалось совершенно нелепым, что до осуществления реакции между веществами при температуре 50 млн. Единственным путем устранить такое невозможное требование был отказ от превращения водорода в жидкое состояние. Надо было соединить газообразный водород с каким- то веществом так, чтобы водород стал частью твердого соединения, способного сохраняться при обычной комнатной температуре.
Существуют различные твердые соединения, содержащие водород. Одно из них кажется наиболее подходящим и фактически единственным соединением, которое может служить основной составной частью водородной бомбы. Это специально созданное новое вещество, известное под названием дейтерид лития-6, представляет собой соединение редкого легкого изотопа металлического лития, состоящего из трех протонов и трех нейтронов, с дейтерием, или тяжелым водородом, ядро которого состоит из одного протона и одного нейтрона. Соединение лития и дейтерия при комнатной температуре является твердым веществом. Один атом лития-6 в этом соединении связан с одним атомом дейтерия водород-2 , поэтому общий молекулярный вес соединения равен 8. Другими словами, в восьми килограммах соединения содержится шесть килограммов легкого лития-6. Литий-6 не встречается в природе в чистом виде. Как и расщепляющийся элемент уран-235, литий существует в смеси двух своих разновидностей: одного — с атомным весом 6 и другого — с атомным весом 7. Так как различные виды одного и того же элемента невозможно разделить химическим путем, необходимо было построить специальный завод по разделению изотопов для получения чистого лития-6. Этот завод и являлся тем «новым заводом», контракт на строительство которого, как сообщил Дин, был подписан через четыре дня после заседания Комиссии в июне 1951 г.
Дейтерид лития-6 очень важен по двум причинам. Он не только обеспечивает возможность хранения дейтерия при комнатной температуре и, таким образом, исключает необходимость превращения его в жидкое состояние при температуре, близкой к абсолютному нулю. Он также делает возможным получение трития — второго элемента, необходимого для создания водородной бомбы в конечной стадии — в самый момент ее взрыва. Дело в том, что в дейтериде лития содержится в виде твердого вещества не только водород-2, но потенциально имеется и водород-3. Это чудо совершают нейтроны, выделяемые детонатором — атомным «снарядом».
Но почему наличие у страны-агрессора водородной бомбы является столь значительным фактором для свободных стран, ведь даже ядерные боеголовки, которые у Северной Кореи имеются в достатке, еще никого так не пугали? Что это Водородная бомба, известная также как Hydrogen Bomb или HB — оружие невероятной разрушительной силы, чья мощность исчисляется мегатоннами в тротиловом эквиваленте. Принцип действия HB основан на энергии, которая вырабатывается при термоядерном синтезе ядер водорода — точно такой же процесс происходит на Солнце. Чем водородная бомба отличается от атомной Термоядерный синтез — процесс, который происходит во время детонации водородной бомбы — самый мощный тип доступной человечеству энергии. В мирных целях его использовать мы еще не научились, зато приспособили к военным. Эта термоядерная реакция, подобная той, что можно наблюдать на звездах, высвобождает невероятный поток энергии. В атомной же энергия получается от деления атомного ядра, поэтому взрыв атомной бомбы намного слабее.