Кроме того, большинство ядерных боеголовок в настоящий момент термоядерные, они относятся к так называемой чистой категории ядерного оружия.
Разница между водородной бомбой и атомной бомбой
Оружие повышенной радиации по проникающей радиации не уступает атомному основанному на делении , которое оно призвано заменить, но выделяет значительно меньше тепла, создает более слабую ударную волну и меньше радиоактивных осадков. Такая «нейтронная бомба» на самом деле не бомба, а артиллерийский снаряд , уничтожающая живую силу, представляет собой тактическое оружие, рассчитанное на применение против бронетехники на малых полях сражения. ИСПЫТАНИЯ Ядерные испытания проводятся в целях общего исследования ядерных реакций, совершенствования оружейной техники, проверки новых средств доставки, а также надежности и безопасности методов хранения и обслуживания оружия. Одна из главных проблем при проведении испытаний связана с необходимостью обеспечения безопасности. При всей важности вопросов защиты от прямого воздействия ударной волны, нагрева и светового излучения первостепенное значение имеет все-таки проблема радиоактивных осадков. Пока что не создано «чистого» ядерного оружия, не приводящего к выпадению радиоактивных осадков. Испытания ядерного оружия могут проводиться в космосе, в атмосфере, на воде или на суше, под землей или под водой. Если они проводятся над землей или над водой, то в атмосферу вносится облако мелкой радиоактивной пыли, которая затем широко рассеивается. При испытаниях в атмосфере образуется зона долго сохраняющейся остаточной радиоактивности.
Соединенные Штаты, Великобритания и Советский Союз отказались от атмосферных испытаний, ратифицировав в 1963 договор о запрещении ядерных испытаний в трех средах. Франция последний раз провела атмосферное испытание в 1974. Самое последнее испытание в атмосфере было проведено в КНР в 1980. После этого все испытания проводились под землей, а Францией — под океанским дном. В 1963 комиссия ООН по разоружению подготовила договор о запрещении ядерных испытаний в трех средах: атмосфере, космическом пространстве и под водой. Франция и КНР тогда его не подписали. В 1968 был открыт к подписанию договор о нераспространении ядерного оружия, подготовленный тоже комиссией ООН по разоружению. К середине 1990-х годов его ратифицировали все пять ядерных держав, а всего подписали 181 государство.
В число 13 не подписавших входили Израиль, Индия, Пакистан и Бразилия. Договор о нераспространении ядерного оружия запрещает владеть ядерным оружием всем странам, кроме пяти ядерных держав Великобритании, КНР, России, Соединенных Штатов и Франции. В 1995 этот договор был продлен на неопределенный срок. В конце 1980-х годов упор был перенесен со сдерживания роста вооружений и ограничения ядерных испытаний на сокращение ядерных арсеналов сверхдержав. Договор о ядерных вооружениях средней и меньшей дальности, подписанный в 1987, обязывал обе державы ликвидировать свои запасы ядерных ракет наземного базирования с дальностью 500—5500 км. Им устанавливается предельное число боеголовок для каждой из сторон, равное 3500. Сенат США ратифицировал этот договор в 1996. Договором по Антарктике от 1959 был введен принцип безъядерной зоны.
С 1967 вошел в силу договор о запрещении ядерного оружия в Латинской Америке Тлателолькский договор , а также договор о мирном исследовании и использовании космического пространства. Велись переговоры и о других безъядерных зонах. В арсеналах СССР имелось тактическое и стратегическое ядерное оружие, в том числе совершенные системы доставки. Ельцин стал добиваться того, чтобы ядерное оружие, размещенное на Украине, в Белоруссии и Казахстане, было перевезено для ликвидации или хранения в Россию.
Потрясены событиями 18 июня 1982 года были только в генеральных штабах стран НАТО. Шок от успеха испытаний советского атомного оружия был колоссальным. В мировую историю этот день вошел под названием «семичасовая ядерная война» В общей сложности в тот судьбоносный день советскими войсками было выпущено девять баллистических ракет, противоракет и ракет-носителей, которые перед этим вывели в космос спутники-разведчики. Формально цель мероприятия была простой: отработать действия разных элементов советской ядерной триады на случай удара врага. Уже спустя несколько месяцев после учений США начали работать над новой системой противоракетной обороны. План американских военных получил название «Стратегическая оборонная инициатива» СОИ. Куда больше, впрочем, она известна под своим народным названием «Звездные войны». Как раз в то время в кинотеатрах всего мира шла заключительная часть классической трилогии Джорджа Лукаса «Звездные войны. Эпизод 6: Возвращение Джедая». Конечно, строить «Звезды смерти» в Америке не собирались, но в центре стратегии тем не менее лежала идея разместить в космосе системы противоракетной обороны. Угроза применения баллистических ракет с ядерными боеголовками должна быть полностью ликвидирована. Новая система противоракетной обороны будет надежно защищать американских граждан от советского ядерного удара», — заявил президент США Рональд Рейган в марте 1983 года. В том же 1983 году Америка решила ответить на «семичасовую ядерную войну» демонстрацией своей военной силы. Испытания, проходившие под названием «Гордый пророк», развернулись сразу на нескольких континентах. Эксперты Пентагона и аналитических центров прорабатывали сразу несколько сценариев развития событий. Один предполагал ядерный удар по Москве. По другому плану большая группировка американских наземных войск вторгалась в Восточную Европу. Впрочем, все варианты при ближайшем рассмотрении оказались провальными. Бомбардировка Москвы была обречена на отражение мощнейшим кольцом ПВО, окружавшим столицу. Американские военные прорабатывали самые разные варианты, но итог при каждом из них оказывался одним и тем же: Москва оставалась в безопасности и наносила ответный ядерный удар Был отметен и сценарий с наземным вторжением: даже самая большая группировка из тех, что могли собрать в НАТО, по численности уступала Советской армии. Наступление против превосходящих по силам войск было признано бесперспективным. Вся американская стратегия, построенная на концепции превентивного удара по противнику, оказалась несостоятельной. По всем заключениям экспертов, варианта, при котором НАТО удалось бы избежать ответного пуска советских ракет, не существовало. Это была бы катастрофа. Полмиллиарда человек оказались бы убиты из-за первоначальных обменов ударами. Еще больше людей умерли бы впоследствии от радиации и голода. НАТО больше не было бы. Почти все Северное полушарие стало бы непригодными для проживания на десятилетия Пол Брэкенпрофессор Йельского университета Смертельная гонка События 1982 и 1983 годов стали кульминацией процесса, который начался еще до окончания Второй мировой войны. Так в потсдамском дворце Цецилиенхоф в 07:30 вечера 24 июля 1945 года началась настоящая гонка ядерных вооружений XX века. На тот момент проект «Манхэттен» уже был на финальной стадии. Все шло к бомбардировке Японии. Он не стал просить о частной встрече и просто, как бы между делом, сообщил, что США обладают новым оружием необычайной разрушительной силы. Сказав это, Трумэн внутренне напрягся. Он не знал, как отреагирует Сталин. Но тот ответил лишь, что рад слышать такую новость, и выразил надежду, что Соединенные Штаты "удачно используют это против японцев". И все. Никаких вопросов о принципе действия оружия. Ни слова о том, что хорошо бы поделиться им с русскими. Американцы и британцы были шокированы», — пишет в своей книге «Обратный отсчет: 116 дней до атомной бомбардировки Хиросимы» Крис Уоллес. В реакции Сталина, однако, не было ничего удивительного. К тому моменту работы над ядерным оружием велись в СССР уже три года. Более того, знали в Москве и обо всех достижениях США. Информатором служил Клаус Фукс — один из ученых, непосредственно занятых в проекте «Манхэттен». За шесть недель до встречи Сталина с Трумэном он передал советским разведчикам все, что знал о «Толстяке»: документы о плутониевой начинке, взрывателе и электроприводе и даже эскиз атомной бомбы. После бомбардировок Хиросимы и Нагасаки в США считали, что надолго останутся единственным ядерным государством в мире. Но в Советском Союзе работы над ядерным оружием шли стремительными темпами И в 1949 году, когда прошли успешные испытания первой советской ядерной бомбы РДС-1, мир был потрясен. С этого момента СССР начал стремительно ускорять темпы производства ядерного оружия. Если к концу 1949-го были изготовлены две РДС-1, то к концу 1951 года их было уже 29. Вовсю шло строительство баз для хранения атомных бомб. Параллельно появились и первые бомбардировщики, способные переносить это оружие. В США такое развитие событий вызвало неслыханную тревогу. Уже 31 января 1950 года Трумэн выступил перед американским народом. Президент сообщил нации, что будет продолжена «работа над всеми видами атомного оружия, включая так называемую водородную или сверхбомбу». Испытаний водородной бомбы пришлось ждать еще два года — до 1 ноября 1952-го.
Сам процесс называют однофазным, и протекает он следующим образом: После детонации заряда вещество, находящееся внутри бомбы изотопы урана или плутония , переходит в стадию распада и начинает захват нейтронов. Процесс распада нарастает, как снежная лавина. Расщепление одного атома приводит к распаду нескольких. Возникает цепная реакция, ведущая к разрушению всех атомов, находящихся в бомбе. Начинается ядерная реакция. Весь заряд бомбы превращается в единое целое, и его масса переходит свою критическую отметку. Причем вся эта вакханалия длится очень недолго и сопровождается мгновенным выделением огромного количества энергии, что в конечном итоге и приводит к грандиозному взрыву. Кстати, эта особенность атомного однофазного заряда — быстро набирать критическую массу — не позволяет бесконечно увеличивать мощность данного вида боеприпаса. Заряд может быть мощностью сотни килотонн, но чем ближе он к мегатонному уровню, тем меньше его эффективность. Он просто не успеет полностью расщепиться: произойдет взрыв и часть заряда так и останется неиспользованной — ее разметает взрывом. Эта проблема была решена в следующем виде атомного боеприпаса — в водородной бомбе, которая также называется термоядерной. В водородной бомбе происходит несколько другой процесс высвобождения энергии. Он основан на работе с изотопами водорода — дейтерия тяжелый водород и трития. Сам процесс делится на две части или, как принято говорить, является двухфазным.
При этом для инициирования синтеза требуется высокая температура, даваемая атомной бомбой отсюда - термоядерная, а водородная она оттого, что употребляются изотопы водорода - дейтерий и тритий; в первом американском испытании использовались именно они, однако система оказалась непрактична, и принятые на вооружении используют дейтрид лития, а тритий образуется при нейтронном облучении лития. Принципиальная возможность получить нужную температуру не посредством ядерного взрыва существует, и, по некоторым утверждениям, это было реализовано по программе "мирных ядерных взрывов" для нефтедобычи, рытья каналов и т. Дело в том, что изотопы при ядерном взрыве радиоактивны, и создают загрязнение, особенно опасное при попадании вовнутрь организма с водой, едой, воздухом... При термоядерном же образуется гамма-излучение и нейтроны, последние могут, действуя на материалы бомбы, превращать их в радиактивные изотопы, но соответствующим подбором этого можно избежать. Такая водородная бомба именуется "чистой", хотя ядерный запал некоторое заражение всё же создаёт если существует неядерный запал - то и этого заражения нет. Простое помещение дейтрида лития рядом с атомной бомбой-запалом приведёт к разбросу его без существенного выделения энергии, поэтому он окружается оболочками тяжёлого металла, не допускающими быстрого разлёта.
Никто не спрячется: что будет после ядерной войны?
Рассматривая, чем отличаются ядерная атомная и водородная бомбы, стоит отметить данный пункт. Чем отличаются атомная, ядерная и водородная бомбы. Согласно сообщениям новостей, Северная Корея угрожает протестировать водородную бомбу над Тихим океаном. Разница в реакции ядерного деления между этими зарядами, делает водородную бомбу разрушительнее атомной в сотни раз.
Последние материалы
- Водородная и атомная бомбы: сравнительные характеристики
- Царь-бомба
- Разница между атомной и водородной бомбой
- В чем разница между атомной и ядерной бомбой? |
- Ядерный взрыв - есть ли защита от атомной бомбы и можно ли выжить - Новые Известия
Чем водородная бомба отличается от атомной?
Нейтронные бомбы, также известные как усиленное радиационное оружие, представляют собой тип ядерного оружия, предназначенного для высвобождения большого количества нейтронного излучения при минимальном взрывном и тепловом эффектах. Нейтроны — это нейтральные субатомные частицы, которые могут проникать сквозь твердые объекты и ионизовать атомы, вызывая повреждение биологических тканей и электронных цепей. Нейтронное излучение нейтронной бомбы может убить или вывести из строя людей и животных в радиусе нескольких сотен метров, оставив нетронутыми здания и инфраструктуру. Идея нейтронных бомб заключалась в том, чтобы разработать оружие, которое могло бы нейтрализовать солдат и танки противника, не вызывая массовых разрушений в городах или инфраструктуре. Соединенные Штаты испытали свою первую нейтронную бомбу в 1963 году, но это оружие так и не было развернуто в полевых условиях из-за политических и этических соображений.
Однако, как сообщается, Советский Союз произвел и развернул небольшое количество нейтронных бомб во время холодной войны, и несколько других стран, таких как Франция и Китай, также заявили, что обладают ими. Таким образом, атомные бомбы, водородные бомбы и нейтронные бомбы — это все типы ядерного оружия, которые различаются по своей взрывной мощности, механизмe детонации и радиационному эффекту. Атомные бомбы основаны на делении ядер и выделяют огромное количество энергии в виде тепла, взрыва и излучения. Водородные бомбы, с другой стороны, основаны на ядерном синтезе и намного мощнее атомных бомб, высвобождая энергию, эквивалентную миллионам тонн тротила.
Наконец, нейтронные бомбы предназначены для испускания большого количества нейтронного излучения при минимальных взрывах и тепловых эффектах, что делает их потенциально полезными для военных целей.
А в водородной бомбе используют энергию синтеза ядер дейтерия и трития вместо дейтерия и трития иногда используют дейтрид лития. В водородной бомбе также используется плутоний-239, при его взрыве достигаются необходимые температуры, при которых ядра дейтерия и трития смогут преодалеть кулоновский барьер отталкивания и соединиться в ядра гелия, в результате чего выделяется огромная энергия.
Castle Yankee — 13,5 мегатонны Вторым по мощности взрывом, осуществлённым американскими учёными, был взрыв Castle Yankee. Предварительно проведённые расчёты, позволяли предположить, что мощность устройства не сможет превысить десяти мегатонн, в пересчёте на тротиловый эквивалент. Но фактическая сила взрыва составила тринадцать с половиной мегатонн. Ножка ядерного гриба вытянулась на сорок километров, а шляпка — на шестнадцать.
Четырёх дней хватило радиационному облаку чтобы достигнуть города Мехико, расстояние до которого от места взрыва составляло одиннадцать тысяч километров. Проведена операция была в 1954 году и повлекла за собой необратимые для экологии последствия. В результате пятнадцати мега-тонного взрыва произошло очень сильное радиационное заражение. Облучению подверглись сотни людей, местом жительства которых были Маршалловы острова. Длина ножки ядерного гриба достигла сорока километров, а шляпка растянулась на сто километров. В результате взрыва, на морском дне образовалась огромная воронка, диаметр которой достигал двух километров. Последствия, спровоцированные испытаниями, заставили ввести ограничения на операции, в которых использовались ядерные снаряды.
Царь-бомба АН602 — 58 мегатонн Мощнее советской Царь-бомбы не было и нет во всём мире. Длина снаряда достигала восьми метров, а диаметр — двух. В 1961 году взрыв этого снаряда произвели на архипелаге под названием Новая Земля. Согласно первоначальным планам мощность АН602 должна была составлять сто мегатонн. Однако учёные, убоявшись глобальности разрушительной силы такого заряда, приняли решение остановиться на пятидесяти восьми мегатоннах. Активацию Царь-бомбы осуществили на высоте четырёх километров. Последствия этого поразили всех.
Огненное облако в диаметре достигало десяти километров. Длина «ножки» ядерного гриба составила порядка 67 км, а диаметр шапки накрыл 97 км. Вполне реальная опасность угрожала даже жизни людей, проживающих на расстоянии меньше 400 километров. Отзвуки мощной звуковой волны были слышны на расстоянии в тысячу километров. Поверхность острова, на котором производились испытания стала абсолютно ровной без выступов и каких бы то ни было строений на ней. Сейсмической волне удалось обогнуть Землю три раза, позволив каждому её жителю почувствовать на себе всю мощь, несомую ядерным оружием. Результатом этого испытания стало то, что представителями больше ста стран был подписан договор, запрещающий проведение данного вида испытаний.
При этом неважно какая среда выбирается для этого — земля, вода или атмосфера. Подписаться на сайт Ребята, мы вкладываем душу в сайт. Cпасибо за то, что открываете эту красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте За всю свою историю человечество вряд ли изобрело что-то более страшное и убийственное, чем атомное оружие. Падая на землю, оно создает волну ужасающей силы, разрушая все на своем пути. Самая мощная ядерная бомба в мире — Царь-бомба.
Сегодня расскажем о ней и ее собратьях. В это устройство заложили 58 Мт чистого тротила. Над бомбой работали лучшие на тот момент ученые страны — Сахаров, Смирнов, Адамский и др. Когда Царь-бомбу сбросили с самолета Ту-95, невероятной силы взрывная волна три раза обогнула планету — колебания были зафиксированы во всех точках мира. В некотором роде цель была достигнута, все убедились в том, какой мощью обладает Советский Союз. Ученые, со своей стороны, извлекли теоретическую пользу из эксперимента — он наглядно показал, что нет никаких ограничений по мощности термоядерных устройств. В роли термоядерного горючего здесь выступал дейтерид лития.
При взрыве образовалась энергия в количестве 15 Мт, которая нанесла непоправимый вред окружающей среде. Уже после этого события многие задумались о многочисленных недостатках такого вида оружия. Взрыву хватило трех секунд, чтобы охватить диаметр 5500 метров, уничтожив всё живое в радиусе действия. Наблюдательный бункер трясло, как при землетрясении. Взрыв оставил после себя воронку, навсегда изменившую контур острова Бикини, а также сильно возрос уровень радиационной активности в воздухе. Еще одно испытание из серии американских ядерных экспериментов Castle. Устройство взорвали также на атолле Бикини в 1954 году, только в начале мая.
В процессе выделилось 13,5 Мт тротила, хотя ожидалось не более 10. Известно, что Yankee было разработано в спешке, чтобы иметь ответ на советскую ядерную программу. Через несколько дней огромное облако радиации добралось до города Мехико, несмотря на то, что от места взрыва до него 11 тысяч километров. Впечатление, которое это событие произвело на людей, отобразили даже создатели сериала Lost в своем творении. Иви Майк — самое первое в истории испытание термоядерного оружия. Произвели его в США в 1952 году. Одна из самых мощных ядерных бомб в мире создала взрыв, высвободивший примерно 12 Мт.
Установка находилась на небольшом острове — Элугелаб — и при взрыве стерла его с лица Земли, оставив лишь кратер. Местность немедленно оказалась заражена радиацией, а кроме того, зараженные обломки кораллов разбросало в диаметре 50 километров. Через час после события, когда облако уже развеялось ветром, с вертолета увидели огромное количество разбросанного фермия и эйнштейния. Сам взрыв был записан на пленку телекомпанией BBC, его можно посмотреть и сегодня. Данное испытание имело место в конце марта 1954 года в США, также в рамках серии испытаний Castle. Это был первый в истории запуск ядерного взрывного устройства не на земле, а на барже, и сила его взрывной волны составила 11 Мт. Фотография Castle Romeo сейчас является одним из самых популярных изображений ядерного взрыва, его используют для обложек книг, в телепередачах, газетных изданиях.
Обычно атомные взрывы имеют немного другой вид, это зависит от содержащихся в них веществ. Так называлась мощнейшая из бомб, когда-либо изготовленных на территории Франции. Для сравнения — на Хиросиму и Нагасаки США сбросили взрывные устройства по 20 Кт, а на коралловом острове Муруроа прогремел взрыв мощностью в 50 раз больше. В общей сложности Франция провела более двух сотен испытаний на своих заморских территориях — Полинезия, Алжир. Последнее имело место в 1998 году. Baker Бомбу с таким названием испытывали в рамках серии Crossroads в конце июля 1946 года. Бомбу прикрепили ко дну десантного судна и расположили этот корабль в центре флота.
Взрыв произошел в 27 метрах под водой. Почти все присутствующие корабли разнесло на кусочки, но даже те, которые сохранились, не подлежали ремонту из-за сильного радиационного фона. Фотоснимки Baker выглядят необычно по сравнению со снимками других бомб, ведь взрыв происходил под водой — в глубине еле виднелась вспышка. Масштаб поднятой волны можно оценить по заметным на переднем плане кораблям.
Советский Союз продемонстрировал это испытаниями в октябре 1961 года, когда на Новой Земле была взорвана бомба мощностью 58 мегатонн «мощного» изделия [12] , доставленная бомбардировщиком Ту-95. Однако такой вариант отвергли, так как он бы привёл к сильнейшему загрязнению полигона осколками деления, и урановая оболочка была заменена на свинцовую [8]. Это было самое мощное взрывное устройство, когда-либо разработанное и испытанное на Земле. Великобритания[ править править код ] В Великобритании разработки термоядерного оружия были начаты в 1954 году в Олдермастоне группой под руководством сэра Уильяма Пеннея, ранее участвовавшего в Манхэттенском проекте в США.
В целом информированность британской стороны по термоядерной проблеме находилась на зачаточном уровне, так как Соединённые Штаты не делились информацией, ссылаясь на закон об Атомной энергии 1946 года. Тем не менее британцам разрешали вести наблюдения, и они использовали самолёт для отбора проб в ходе проведения американцами ядерных испытаний , что давало информацию о продуктах ядерных реакций, получавшихся во вторичной стадии лучевой имплозии. Из-за этих трудностей в 1955 британский премьер-министр Энтони Иден согласился с секретным планом, предусматривавшим разработку очень мощной атомной бомбы в случае неудачи Олдермастонского проекта или больших задержек в его реализации. В 1957 году Великобритания провела серию испытаний на островах Рождества в Тихом океане под общим наименованием «Operation Grapple» Операция Схватка. Первым под наименованием «Short Granite» Хрупкий Гранит было испытано опытное термоядерное устройство мощностью около 300 килотонн, оказавшееся значительно слабее советских и американских аналогов. Тем не менее, британское правительство объявило об успешном испытании термоядерного устройства. В ходе испытания «Orange Herald» Оранжевый вестник была взорвана усовершенствованная атомная бомба мощностью 700 килотонн — самая мощная из когда-либо созданных на Земле атомных не термоядерных бомб. Почти все свидетели испытаний включая экипаж самолёта, который её сбросил считали, что это была термоядерная бомба.
Бомба оказалась слишком дорогой в производстве, так как в её состав входил заряд плутония массой 117 килограммов, а годовое производство плутония в Великобритании составляло в то время 120 килограммов. Другой образец бомбы был взорван в ходе третьих испытаний — «Purple Granite» Фиолетовый Гранит , и его мощность составила приблизительно 150 килотонн. В сентябре 1957 года была проведена вторая серия испытаний. Первым в испытании под названием «Grapple X Round C» 8 ноября было взорвано двухступенчатое устройство с более мощным зарядом деления и более простым зарядом синтеза. Мощность взрыва составила приблизительно 1,8 мегатонны. На эти испытания были приглашены американские наблюдатели.
В чем разница между ядерной и термоядерной бомбой?
Конечно, обывателям не обязательно знать, чем отличается атомная бомба от водородной, потому что они несут огромную опасность в любом случае. Ключевое отличие «грязной бомбы» от атомной в том, что она не создает новой радиоактивности (например, из почвы в эпицентре взрыва). Отдельным вариантом ядерного оружия, который предлагался в разгар ядерной войны, были так называемые «кобальтовые» бомбы, в которых дополнительная «грязь» получалась бы в результате вторичного облучения нейтронами ядерного и термоядерного взрыва внешней. Испытания первой советской водородной бомбы прошли под Семипалатинском в 1953 году. Термоядерное оружие (водородная бомба) — вид ядерного оружия, разрушительная сила которого основана на использовании энергии реакции ядерного синтеза лёгких элементов в более тяжёлые (например, синтеза одного ядра атома гелия из двух ядер атомов дейтерия). В принципе, водородная бомба основана на легком ядерном синтезе, также известном как термоядерный синтез.
Как сильно по мощности отличаются атомная и термоядерная бомбы
Чем водородная бомба отличается от атомной? |. Водородной бомбы, которая также называется термоядерной оружием или водородной бомбы, это оружие, которое получает свое взрывное устройство и разрушительную силу от ядерного синтеза. Водородная или термоядерная бомба работает на синтезе слиянии ядер дейтерия Н3 выделяется огромное количество м термоядерной бомбы является плутониевая бомба. Поэтому главное отличие ядерной и термоядерной бомбы заключаются в принципе достижения взрыва.
Никто не спрячется: что будет после ядерной войны?
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. Таким образом количество распадов начинает увеличиваться в геометрической прогрессии. Однако, чтобы запустить такой процесс, нужно достичь критической массы материала.
Если в атомном заряде масса урана будет меньше критической, то никакого взрыва не произойдет. Поэтому в атомную бомбу закладывают несколько кусочков радиоактивного материала, отделенных друг от друга.
Тем более ядерную бомбу мы уже взрывать умеем. Потому в любом без исключения термоядерном оружии имеется и ядерный заряд, который называется первичным ядерным инициатором. По названию понятно, да, для чего он предназначен? Вначале подрывается он, тем самым создавая условия для реакции термоядерного синтеза. Ну, и какой-никакой вклад в общее энерговыделение при термоядерном взрыве тоже вносит. Закономерный вопрос: а нахер вообще придумывать термоядер, если и ядерное оружие вполне бабахает. Помимо того, что обогатить уран или получить оружейный плутоний - это намного дороже, чем добыть изотопы водорода, так ещё у первых есть ограничение по критической массе.
В теории получив большой кусок урана вы рискуете увидеть несанкционированный самоподрыв, инициатором которого станет какой-нибудь одинокий быстрый нейтрон из космического пространства. С водородом таких проблем нет. Энерговыделение при каждом акте синтеза, кстати, всего около 17-18 мегаэлектронвольт, то есть в 11 раз меньше, чем при акте деления. Однако, ничем не ограниченная величина термоядерного заряда позволяет создавать монстров какой угодно разрушительной силы. По поводу мощности. У ядерного оружия она измеряется в килотонна в тротиловом эквиваленте. На Хиросиму и Нагасаки упало примерно по 20 килотонн.
На встрече в 1946 году с политиками, отец американской водородной бомбы Эдвард Теллер подчеркнул, что дейтерий дает больше энергии на грамм веса, чем уран или плутоний, однако стоит двадцать центов за грамм в сравнении с несколькими сотнями долларов за грамм топлива для ядерного деления. Схематически эта реакция показана на рисунке ниже.
Много это или мало? Как известно, все познается в сравнении. Так вот, энергия в 1 МэВ примерно в 2,3 миллиона раз больше, чем выделяется при сгорании 1 кг нефти. А ведь речь идет только о двух атомах. Можете представить, как высоки были ставки во второй половине 40-х годов прошлого века, когда в США и СССР развернулись работы, результатом которых стала термоядерная бомба. Как все начиналось Еще летом 1942 г. В США сторонником этого подхода, и даже, можно сказать, его апологетом, был уже упомянутый выше Эдвард Теллер. Для Теллера его увлечение термоядерным синтезом в годы создания атомной бомбы сыграло скорее медвежью услугу. Будучи участником Манхэтенского проекта, он настойчивые призывал к перенаправлению средств на реализацию собственных идей, целью которых была водородная и термоядерная бомба, что не понравилось руководству и вызвало напряженность в отношениях.
Поскольку в то время термоядерное направление исследований не было поддержано, то после создания атомной бомбы Теллер покинул проект и занялся преподавательской деятельностью, а также исследованиями элементарных частиц. Однако начавшаяся холодная война, а больше всего создание и успешное испытание советской атомной бомбы в 1949 г. Он возвращается в Лос-Аламосскую лабораторию, где создавалась атомная бомба, и совместно со Станиславом Уламом и Корнелиусом Эвереттом приступает к расчетам. Принцип термоядерной бомбы Для того чтобы началась реакция слияния ядер, нужно мгновенно нагреть заряд бомбы до температуры в 50 миллионов градусов. Схема термоядерной бомбы, предложенная Теллером, использует для этого взрыв небольшой атомной бомы, которая находится внутри корпуса водородной. Можно утверждать, что было три поколения в развитии ее проекта в 40-х годах прошлого века: вариант Теллера, известный как "классический супер"; более сложные, но и более реальные конструкции из нескольких концентрических сфер; окончательный вариант конструкции Теллера-Улама, которая является основой всех работающих поныне систем термоядерного оружия. Он, по-видимому, вполне самостоятельно и независимо от американцев чего нельзя сказать о советской атомной бомбе, созданной совместными усилиями ученых и разведчиков, работавших в США прошел все вышеперечисленные этапы проектирования. Первые два поколения обладали тем свойством, что они имели последовательность сцепленных "слоев", каждый из которых усиливал некоторый аспект предыдущего, и в некоторых случаях устанавливалась обратная связь. Там не было четкого разделения между первичной атомной бомбой и вторичной термоядерной.
В отличие от этого, схема термоядерной бомбы разработки Теллера-Улама резко различает первичный взрыв, вторичный, и при необходимости, дополнительный. Устройство термоядерной бомбы по принципу Теллера-Улама Многие его детали по-прежнему остаются засекреченными, но есть достаточная уверенность, что все имеющееся ныне термоядерное оружие использует в качестве прототипа устройство, созданное Эдвардом Теллерос и Станиславом Уламом, в котором атомная бомба т. Андрей Сахаров в Советском Союзе, по-видимому, независимо придумал аналогичную концепцию, которую он назвал "третьей идеей". Схематически устройство термоядерной бомбы в этом варианте показано на рисунке ниже. Она имела цилиндрическую форму, с примерно сферической первичной атомной бомбой на одном конце. Вторичный термоядерный заряд в первых, еще непромышленных образцах, был из жидкого дейтерия, несколько позднее он стал твердым из химического соединения под названием дейтерид лития. Дело в том, что в промышленности давно используется гидрид лития LiH для безбалонной транспортировки водорода. Разработчики бомбы эта идея сначала была использована в СССР просто предложили брать вместо обычного водорода его изотоп дейтерий и соединять с литием, поскольку с твердым термоядерным зарядом выполнить бомбу гораздо проще. По форме вторичный заряд представлял собой цилиндр, помещенный в контейнер со свинцовой или урановой оболочкой.
Между зарядами находится щит нейтронной защиты. Пространство, между стенками контейнера с термоядерным топливом и корпусом бомбы заполнено специальным пластиком, как правило, пенополистиролом. Сам корпус бомбы выполнен из стали или алюминия. Эти формы изменились в последних конструкциях, таких как показанная на рисунке ниже. В ней первичный заряд сплюснут, как арбуз или мяч в американском футболе, а вторичный заряд - сферический. Такие формы гораздо более эффективно вписываются во внутренний объем конических ракетных боеголовок. Последовательность термоядерного взрыва Когда первичная атомная бомба детонирует, то в первые мгновения этого процесса генерируется мощное рентгеновское излучение поток нейтронов , которое частично блокируется щитом нейтронной защиты, и отражается от внутренней облицовки корпуса, окружающего вторичный заряд, так что рентгеновские лучи симметрично падают на него по всей его длине. На начальных этапах термоядерной реакции нейтроны от атомного взрыва поглощаются пластиковым заполнителем, чтобы не допустить чересчур быстрого разогрева топлива. Рентгеновские лучи вызвают появление вначале плотной пластиковой пены, заполняющей пространство между корпусом и вторичным зарядом, которая быстро переходит в состояние плазмы, нагревающей и сжимающей вторичный заряд.
Кроме того, рентгеновские лучи испаряют поверхность контейнера, окружающего вторичный заряд. Симметрично испаряющееся относительно этого заряда вещество контейнера приобретает некоторый импульс, направленный от его оси, а слои вторичного заряда согласно закону сохранения количества движения получают импульс, направленный к оси устройства. Принцип здесь тот же, что и в ракете, только если представить, что ракетное топливо разлетается симметрично от ее оси, а корпус сжимается внутрь. В результате такого сжатия термоядерного топлива, его объем уменьшается в тысячи раз, а температура достигает уровня начала реакции слияния ядер. Происходит взрыв термоядерной бомбы. Реакция сопровождается образованием ядер трития, которые сливаются с ядрами дейтерия, изначально имеющимися в составе вторичного заряда. Первые вторичные заряды были построены вокруг стержневого сердечника из плутония, неофициально называемого "свечой", который вступал в реакцию ядерного деления, т. В настоящее время считается, что более эффективные системы сжатия устранили «свечу», позволяя дальнейшую миниатюризацию конструкции бомбы. Операция Плющ Так назвались испытания американского термоядерного оружия на Маршалловых островах в 1952 г.
Она называлась Плющ Майк и была построена по типовой схеме Теллера-Улама. Ее вторичный термоядерный заряд был помещен в цилиндрический контейнер, представляющий собой термически изолированный сосуд Дьюара с термоядерным топливом в виде жидкого дейтерия, вдоль оси которого проходила «свеча» из 239-плутония. Дьюар, в свою очередь, был покрыт слоем 238-урана весом более 5 метрических тонн, который в процессе взрыва испарялся, обеспечивая симметричное сжатие термоядерного топлива. Контейнер с первичным и вторичным зарядами был помещен в стальной корпус 80 дюймов шириной и 244 дюйма длиной со стенками в 10-12 дюймов толщиной, что было крупнейшим примером кованого изделия до того времени. Внутренняя поверхность корпуса был выстлана листами свинца и полиэтилена для отражения излучения после взрыва первичного заряда и создания плазмы, разогревающей вторичный заряд. Все устройство весило 82 тонны. Вид устройства незадолго до взрыва показан на фото ниже. Первое испытание термоядерной бомбы состоялось 31 октября 1952 г. Мощность взрыва составила 10,4 мегатонны.
Аттол Эниветок, на котором он был произведен, был полностью разрушен. Момент взрыва показан на фото ниже. Из описания выше становится ясно, что американцами на Эниветоке была взорвана собственно не бомба, как вид готового к применению боеприпаса, а скорее лабораторное устройство, громоздкое и весьма несовершенное. Советские же ученые, несмотря на небольшую мощность всего 400 кг, испытали вполне законченный боеприпас с термоядерным топливом в виде твердого дейтерида лития, а не жидкого дейтерия, как у американцев. Кстати, следует отметить, что в составе дейтерида лития используется только изотоп 6 Li это связано с особенностями прохождения термоядерных реакций , а в природе он находится в смеси с изотопом 7 Li. Поэтому были построены специальные производства для разделения изотопов лития и отбора только 6 Li. Достижение предельной мощности Затем последовало десятилетие непрерывной гонки вооружений, в течение которого мощность термоядерных боеприпасов непрерывно возрастала. Наконец, 30. Этот трехступенчатый боеприпас разрабатывался на самом деле как 101,5-мегатонная бомба, но стремление снизить радиоактивное заражение территории заставило разработчиков отказаться от третьей ступени мощностью в 50 мегатонн и снизить расчетную мощность устройства до 51,5 мегатонн.
При этом 1,5 мегатонны составляла мощность взрыва первичного атомного заряда, а вторая термоядерная ступень должна была дать еще 50. Реальная мощность взрыва составила до 58 мегатонн. Внешний вид бомбы показан на фото ниже. Последствия его были впечатляющими. Несмотря на весьма существенную высоту взрыва в 4000 м, невероятно яркий огненный шар нижним краем почти достиг Земли, а верхним поднялся до высоты более 4,5 км. Давление ниже точки разрыва было в шесть раз выше пикового давления при взрыве в Хиросиме. Вспышка света была настолько яркой, что ее было видно на расстоянии 1000 километров, несмотря на пасмурную погоду. Один из участников теста увидел яркую вспышку через темные очки и почувствовал последствия теплового импульса даже на расстоянии 270 км.
Наиболее распространенный 238U не поддерживает цепную реакцию: на это способен лишь 235U. Поэтому уран приходится искусственно обогащать. Для этого смесь урановых изотопов разделяют на две части так, чтобы в одной из них оказалось больше 235U. Обычно при разделении изотопов остается много обедненного урана, не способного вступить в цепную реакцию — но есть способ заставить его это сделать. Дело в том, что плутоний-239 в природе не встречается. Зато его можно получить, бомбардируя нейтронами 238U. Как измеряется их мощность? Она измеряется в килотоннах кт и мегатоннах Мт. Мощность сверхмалых ядерных боеприпасов составляет менее 1 кт, в то время как сверхмощные бомбы дают более 1 Мт. Мощность советской «Царь-бомбы» составляла по разным данным от 57 до 58,6 мегатонн в тротиловом эквиваленте, мощность термоядерной бомбы, которую в начале сентября испытала КНДР, составила около 100 килотонн. Кто создал ядерное оружие? Американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс В 1930-х годах итальянский физик Энрико Ферми продемонстрировал, что элементы, подвергшиеся бомбардировке нейтронами, могут быть преобразованы в новые элементы. Результатом этой работы стало обнаружение медленных нейтронов, а также открытие новых элементов, не представленных на периодической таблице. Вскоре после открытия Ферми немецкие ученые Отто Ган и Фриц Штрассман бомбардировали уран нейтронами, в результате чего образовался радиоактивный изотоп бария. Эта работа взбудоражила умы всего мира. В Принстонском университете Нильс Бор работал с Джоном Уилером для разработки гипотетической модели процесса деления. Они предположили, что уран-235 подвергается делению. Примерно в то же время другие ученые обнаружили, что процесс деления привел к образованию еще большего количества нейтронов. Это побудило Бора и Уилера задать важный вопрос: могли ли свободные нейтроны, созданные в результате деления, начать цепную реакцию, которая высвободила бы огромное количество энергии? Если это так, то можно создать оружие невообразимой силы. Их предположения подтвердил французский физик Фредерик Жолио-Кюри. Его заключение стало толчком для разработок по созданию ядерного оружия. Перед началом Второй мировой войны Альберт Эйнштейн написал президенту США Франклину Рузвельту о том, что нацистская Германия планирует очистить уран-235 и создать атомную бомбу. Сейчас выяснилось, что Германия была далека от проведения цепной реакции: они работали над «грязной», сильно радиоактивной бомбой. Как бы то ни было, правительство США бросило все силы на создание атомной бомбы в кратчайшие сроки. Был запущен «Манхэттенский проект», которым руководили американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс. В нем участвовали крупные ученые, эмигрировавшие из Европы. К лету 1945 года было создано атомное оружие, основанное на двух видах делящегося материала — урана-235 и плутония-239.