21 Αυγούστου 2015
Το Tsar Bomba είναι το παρατσούκλι της βόμβας υδρογόνου AN602, η οποία δοκιμάστηκε στη Σοβιετική Ένωση το 1961. Αυτή η βόμβα ήταν η πιο ισχυρή που πυροδοτήθηκε ποτέ. Η ισχύς του ήταν τέτοια που η λάμψη από την έκρηξη ήταν ορατή για 1000 km και το πυρηνικό μανιτάρι ανέβηκε σχεδόν 70 km.
Η βόμβα του Τσάρου ήταν βόμβα υδρογόνου. Δημιουργήθηκε στο εργαστήριο του Kurchatov. Η δύναμη της βόμβας ήταν τέτοια που θα ήταν αρκετή για 3800 Χιροσίμα.
Ας ρίξουμε μια ματιά στην ιστορία του...
Στην αρχή της «ατομικής εποχής» οι Ηνωμένες Πολιτείες και Σοβιετική Ένωσημπήκαν στον αγώνα όχι μόνο στον αριθμό των ατομικών βομβών, αλλά και στη δύναμή τους.
Η ΕΣΣΔ, η οποία απέκτησε ατομικά όπλα αργότερα από τον ανταγωνιστή της, προσπάθησε να εξισώσει την κατάσταση δημιουργώντας πιο προηγμένες και ισχυρότερες συσκευές.
Η ανάπτυξη μιας θερμοπυρηνικής συσκευής με την κωδική ονομασία "Ivan" ξεκίνησε στα μέσα της δεκαετίας του 1950 από μια ομάδα φυσικών με επικεφαλής τον ακαδημαϊκό Kurchatov. Η ομάδα που συμμετείχε σε αυτό το έργο περιελάμβανε τους Andrei Sakharov, Viktor Adamsky, Yuri Babaev, Yuri Trunov και Yuri Smirnov.
Στη διάρκεια ερευνητικό έργοΟι επιστήμονες προσπάθησαν επίσης να βρουν τα όρια της μέγιστης ισχύος ενός θερμοπυρηνικού εκρηκτικού μηχανισμού.
Η θεωρητική δυνατότητα απόκτησης ενέργειας από θερμοπυρηνική σύντηξηήταν γνωστό ακόμη και πριν από τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, αλλά ήταν ο πόλεμος και η μετέπειτα κούρσα εξοπλισμών που έθεσε το ζήτημα της δημιουργίας τεχνική συσκευήγια την πρακτική δημιουργία αυτής της αντίδρασης. Είναι γνωστό ότι στη Γερμανία το 1944, γίνονταν εργασίες για την έναρξη της θερμοπυρηνικής σύντηξης με συμπίεση πυρηνικό καύσιμοχρησιμοποιώντας γομώσεις συμβατικών εκρηκτικών - αλλά απέτυχαν, καθώς δεν μπορούσαν να επιτύχουν τις απαιτούμενες θερμοκρασίες και πιέσεις. Οι ΗΠΑ και η ΕΣΣΔ ανέπτυξαν θερμοπυρηνικά όπλα από τη δεκαετία του 1940, έχοντας δοκιμάσει τις πρώτες θερμοπυρηνικές συσκευές σχεδόν ταυτόχρονα στις αρχές της δεκαετίας του 1950. Το 1952, στην ατόλη Enewetok, οι Ηνωμένες Πολιτείες πραγματοποίησαν μια έκρηξη γόμωσης χωρητικότητας 10,4 μεγατόνων (που είναι 450 φορές μεγαλύτερη από τη δύναμη της βόμβας που έπεσε στο Ναγκασάκι) και το 1953 μια συσκευή χωρητικότητας 400 κιλοτόνων. δοκιμάστηκε στην ΕΣΣΔ.
Τα σχέδια των πρώτων θερμοπυρηνικών συσκευών ήταν ακατάλληλα για πραγματική πολεμική χρήση. Για παράδειγμα, μια συσκευή που δοκιμάστηκε από τις Ηνωμένες Πολιτείες το 1952 ήταν μια υπέργεια κατασκευή τόσο ψηλή όσο ένα διώροφο κτίριο και ζύγιζε πάνω από 80 τόνους. Σε αυτό αποθηκεύτηκε υγρό θερμοπυρηνικό καύσιμο με τη βοήθεια μιας τεράστιας μονάδας ψύξης. Ως εκ τούτου, στο μέλλον, η μαζική παραγωγή θερμοπυρηνικών όπλων πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας στερεό καύσιμο- δευτερίδιο λιθίου-6. Το 1954, οι Ηνωμένες Πολιτείες δοκίμασαν μια συσκευή που βασίστηκε σε αυτήν στην Ατόλη Μπικίνι και το 1955, ένα νέο σοβιετικό θερμοηλεκτρικό σύστημα δοκιμάστηκε στο χώρο δοκιμών του Σεμιπαλατίνσκ. πυρηνική βόμβα. Το 1957, μια βόμβα υδρογόνου δοκιμάστηκε στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Οι μελέτες σχεδιασμού διήρκεσαν για αρκετά χρόνια και το τελικό στάδιο ανάπτυξης του "προϊόντος 602" έπεσε το 1961 και διήρκεσε 112 ημέρες.
Η βόμβα AN602 είχε σχεδιασμό τριών σταδίων: το πυρηνικό φορτίο του πρώτου σταδίου (η εκτιμώμενη συμβολή στην ισχύ έκρηξης είναι 1,5 μεγατόνων) πυροδότησε μια θερμοπυρηνική αντίδραση στο δεύτερο στάδιο (η συμβολή στην ισχύ έκρηξης είναι 50 μεγατόνων) και Αυτό, με τη σειρά του, ξεκίνησε τη λεγόμενη πυρηνική αντίδραση Jekyll-Hyde (σχάση πυρήνων σε μπλοκ ουρανίου-238 υπό τη δράση ταχέων νετρονίων που παράγονται ως αποτέλεσμα μιας αντίδρασης θερμοπυρηνικής σύντηξης) στο τρίτο στάδιο (άλλα 50 μεγατόνων ισχύος), έτσι ώστε η συνολική εκτιμώμενη ισχύς του AN602 ήταν 101,5 μεγατόνων.
Ωστόσο, η αρχική εκδοχή απορρίφθηκε, αφού με αυτή τη μορφή η έκρηξη της βόμβας θα προκαλούσε εξαιρετικά ισχυρό μόλυνση από ακτινοβολία(το οποίο όμως, σύμφωνα με υπολογισμούς, θα εξακολουθούσε να είναι σοβαρά κατώτερο από αυτό που προκαλούν οι πολύ λιγότερο ισχυρές αμερικανικές συσκευές).
Τελικά, αποφασίστηκε να μην χρησιμοποιηθεί η «αντίδραση Jekyll-Hyde» στο τρίτο στάδιο της βόμβας και να αντικατασταθούν τα συστατικά του ουρανίου με το ισοδύναμο μολύβδου τους. Αυτό μείωσε την εκτιμώμενη συνολική ισχύ έκρηξης σχεδόν στο μισό (σε 51,5 μεγατόνους).
Ένας άλλος περιορισμός για τους προγραμματιστές ήταν οι δυνατότητες των αεροσκαφών. Η πρώτη έκδοση μιας βόμβας βάρους 40 τόνων απορρίφθηκε από σχεδιαστές αεροσκαφών από το Γραφείο Σχεδιασμού Tupolev - το αεροσκάφος δεν μπορούσε να παραδώσει τέτοιο φορτίο στον στόχο.
Ως αποτέλεσμα, τα μέρη κατέληξαν σε συμβιβασμό - οι πυρηνικοί επιστήμονες μείωσαν το βάρος της βόμβας στο μισό και οι σχεδιαστές αεροπορίας ετοίμασαν γι 'αυτό μια ειδική τροποποίηση του βομβαρδιστικού Tu-95 - Tu-95V.
Αποδείχθηκε ότι δεν θα ήταν δυνατό να τοποθετηθεί γόμωση στον χώρο της βόμβας σε καμία περίπτωση, έτσι το Tu-95V έπρεπε να μεταφέρει το AN602 στον στόχο σε μια ειδική εξωτερική σφεντόνα.
Στην πραγματικότητα, το αεροσκάφος μεταφοράς ήταν έτοιμο το 1959, αλλά οι πυρηνικοί φυσικοί έλαβαν εντολή να μην αναγκάσουν να εργαστούν για τη βόμβα - ακριβώς εκείνη τη στιγμή υπήρχαν σημάδια μείωσης της έντασης στις διεθνείς σχέσεις στον κόσμο.
Στις αρχές του 1961, όμως, η κατάσταση κλιμακώθηκε ξανά και το έργο αναζωπυρώθηκε.
Το τελικό βάρος της βόμβας, μαζί με το σύστημα αλεξίπτωτου, ήταν 26,5 τόνοι. Το προϊόν αποδείχθηκε ότι είχε πολλά ονόματα ταυτόχρονα - "Big Ivan", "Tsar Bomba" και "Mother's Kuzkin". Ο τελευταίος κόλλησε στη βόμβα μετά την ομιλία του σοβιετικού ηγέτη Νικήτα Χρουστσόφ στους Αμερικανούς, στην οποία τους υποσχέθηκε να δείξει τη «μητέρα του Κουζκιν».
Το γεγονός ότι η Σοβιετική Ένωση σχεδιάζει να δοκιμάσει ένα υπερ-ισχυρό θερμοπυρηνικό φορτίο στο εγγύς μέλλον το είπε αρκετά ανοιχτά ο Χρουστσόφ σε ξένους διπλωμάτες το 1961. Στις 17 Οκτωβρίου 1961, ο Σοβιετικός ηγέτης ανακοίνωσε τις επερχόμενες δοκιμές σε μια έκθεση στο XXII Συνέδριο του Κόμματος.
Η περιοχή δοκιμής ήταν η περιοχή δοκιμής Dry Nose στο Novaya Zemlya. Οι προετοιμασίες για την έκρηξη ολοκληρώθηκαν τις τελευταίες ημέρες του Οκτωβρίου 1961.
Το αεροσκάφος μεταφοράς Tu-95V βασίστηκε στο αεροδρόμιο της Vaenga. Εδώ, σε ειδική αίθουσα, γινόταν η τελική προετοιμασία για τις δοκιμές.
Το πρωί της 30ης Οκτωβρίου 1961, το πλήρωμα του πιλότου Andrei Durnovtsev έλαβε εντολή να πετάξει στην περιοχή του χώρου δοκιμών και να ρίξει τη βόμβα.
Απογειωνόμενος από το αεροδρόμιο στο Vaenga, το Tu-95V έφτασε στο υπολογισμένο σημείο δύο ώρες αργότερα. Μια βόμβα σε ένα σύστημα αλεξίπτωτων έπεσε από ύψος 10.500 μέτρων και μετά οι πιλότοι άρχισαν αμέσως να αποσύρουν το αυτοκίνητο από την επικίνδυνη περιοχή.
Στις 11:33 ώρα Μόσχας σημειώθηκε έκρηξη πάνω από τον στόχο σε υψόμετρο 4 χλμ.
Η ισχύς της έκρηξης ξεπέρασε σημαντικά την υπολογιζόμενη (51,5 μεγατόνων) και κυμαινόταν από 57 έως 58,6 μεγατόνους σε ισοδύναμο TNT.
Λειτουργική αρχή:
Η δράση μιας βόμβας υδρογόνου βασίζεται στη χρήση της ενέργειας που απελευθερώνεται κατά την αντίδραση της θερμοπυρηνικής σύντηξης ελαφρών πυρήνων. Είναι αυτή η αντίδραση που λαμβάνει χώρα στο εσωτερικό των άστρων, όπου, υπό την επίδραση υπερυψηλών θερμοκρασιών και γιγαντιαίας πίεσης, πυρήνες υδρογόνου συγκρούονται και συγχωνεύονται σε βαρύτερους πυρήνες ηλίου. Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, μέρος της μάζας των πυρήνων του υδρογόνου μετατρέπεται σε μεγάλη ποσότητα ενέργειας - χάρη σε αυτό, τα αστέρια απελευθερώνουν συνεχώς μια τεράστια ποσότητα ενέργειας. Οι επιστήμονες αντέγραψαν αυτήν την αντίδραση χρησιμοποιώντας ισότοπα υδρογόνου - δευτέριο και τρίτιο, που έδωσαν το όνομα "βόμβα υδρογόνου". Αρχικά χρησιμοποιήθηκαν υγρά ισότοπα υδρογόνου για την παραγωγή φορτίων και αργότερα χρησιμοποιήθηκε το δευτερίδιο του λιθίου-6, μια στερεή ένωση του δευτερίου και ένα ισότοπο λιθίου.
Το δευτερίδιο του λιθίου-6 είναι το κύριο συστατικό της βόμβας υδρογόνου, το θερμοπυρηνικό καύσιμο. Ήδη αποθηκεύει δευτέριο και το ισότοπο λιθίου χρησιμεύει ως πρώτη ύλη για το σχηματισμό τριτίου. Για να ξεκινήσει μια αντίδραση σύντηξης, είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις, καθώς και να απομονωθεί το τρίτιο από το λίθιο-6. Οι προϋποθέσεις αυτές παρέχονται ως εξής.
Το κέλυφος του δοχείου για θερμοπυρηνικά καύσιμα είναι κατασκευασμένο από ουράνιο-238 και πλαστικό, δίπλα στο δοχείο τοποθετείται ένα συμβατικό πυρηνικό φορτίο χωρητικότητας αρκετών κιλοτόνων - ονομάζεται σκανδάλη ή εκκινητής φόρτισης βόμβας υδρογόνου. Κατά την έκρηξη του φορτίου πλουτωνίου εκκίνησης, υπό την επίδραση ισχυρής ακτινοβολίας ακτίνων Χ, το κέλυφος του δοχείου μετατρέπεται σε πλάσμα, συρρικνώνοντας χιλιάδες φορές, γεγονός που δημιουργεί την απαραίτητη υψηλή πίεση και την τεράστια θερμοκρασία. Ταυτόχρονα, τα νετρόνια που εκπέμπονται από το πλουτώνιο αλληλεπιδρούν με το λίθιο-6, σχηματίζοντας τρίτιο. Οι πυρήνες του δευτερίου και του τριτίου αλληλεπιδρούν υπό την επίδραση εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης, η οποία οδηγεί σε θερμοπυρηνική έκρηξη.
Εάν κάνετε πολλά στρώματα ουρανίου-238 και δευτεριδίου λιθίου-6, τότε καθένα από αυτά θα προσθέσει τη δύναμή του στην έκρηξη της βόμβας - δηλαδή, μια τέτοια "τζούρα" σας επιτρέπει να αυξήσετε την ισχύ της έκρηξης σχεδόν απεριόριστα. Χάρη σε αυτό, μια βόμβα υδρογόνου μπορεί να κατασκευαστεί σχεδόν από οποιαδήποτε δύναμη και θα είναι πολύ φθηνότερη από μια συμβατική πυρηνική βόμβα ίδιας ισχύος.
Μάρτυρες του τεστ λένε ότι δεν έχουν ξαναδεί κάτι παρόμοιο στη ζωή τους. Η έκρηξη πυρηνικού μανιταριού ανέβηκε σε ύψος 67 χιλιομέτρων, η φωτεινή ακτινοβολία θα μπορούσε ενδεχομένως να προκαλέσει εγκαύματα τρίτου βαθμού σε απόσταση έως και 100 χιλιομέτρων.
Οι παρατηρητές ανέφεραν ότι στο επίκεντρο της έκρηξης, οι βράχοι πήραν ένα εκπληκτικά ομοιόμορφο σχήμα και η γη μετατράπηκε σε ένα είδος στρατιωτικού χώρου παρελάσεων. Πλήρης καταστροφήεπιτεύχθηκε σε έκταση ίση με την επικράτεια του Παρισιού.
Ο ατμοσφαιρικός ιονισμός προκάλεσε ραδιοπαρεμβολές ακόμη και εκατοντάδες χιλιόμετρα από το σημείο δοκιμής για περίπου 40 λεπτά. Η έλλειψη ραδιοεπικοινωνίας έπεισε τους επιστήμονες ότι οι δοκιμές πήγαν καλά. Το ωστικό κύμα που προέκυψε από την έκρηξη του Τσάρου Μπόμπα γύρισε την υδρόγειο τρεις φορές. Το ηχητικό κύμα που δημιουργήθηκε από την έκρηξη έφτασε στο νησί Dixon σε απόσταση περίπου 800 χιλιομέτρων.
Παρά την έντονη νέφωση, μάρτυρες είδαν την έκρηξη ακόμη και σε απόσταση χιλιάδων χιλιομέτρων και μπορούσαν να την περιγράψουν.
Η ραδιενεργή μόλυνση από την έκρηξη αποδείχθηκε ελάχιστη, όπως είχαν σχεδιάσει οι προγραμματιστές - περισσότερο από το 97% της ισχύος έκρηξης παρήχθη από μια αντίδραση θερμοπυρηνικής σύντηξης που πρακτικά δεν δημιούργησε ραδιενεργή μόλυνση.
Αυτό επέτρεψε στους επιστήμονες να αρχίσουν να μελετούν τα αποτελέσματα των δοκιμών στο πειραματικό πεδίο δύο ώρες μετά την έκρηξη.
Η έκρηξη του Τσάρου Μπόμπα έκανε πραγματικά εντύπωση σε όλο τον κόσμο. Ήταν πιο δυνατή από την πιο ισχυρή αμερικανική βόμβατέσσερις φορές.
Υπήρχε μια θεωρητική πιθανότητα δημιουργίας ακόμη πιο ισχυρών χρεώσεων, αλλά αποφασίστηκε να εγκαταλειφθεί η υλοποίηση τέτοιων έργων.
Παραδόξως, οι κύριοι σκεπτικιστές ήταν οι στρατιωτικοί. Από την άποψή τους, ένα τέτοιο όπλο δεν είχε καμία πρακτική σημασία. Πώς θα διέταζες να τον παραδώσουν στη «φωλιά του εχθρού»; Η ΕΣΣΔ είχε ήδη πυραύλους, αλλά δεν μπορούσαν να πετάξουν στην Αμερική με τέτοιο φορτίο.
Τα στρατηγικά βομβαρδιστικά δεν μπόρεσαν επίσης να πετάξουν στις Ηνωμένες Πολιτείες με τέτοιες «αποσκευές». Επιπλέον, έγιναν εύκολος στόχος για τα συστήματα αεράμυνας.
Οι ατομικοί επιστήμονες αποδείχθηκαν πολύ πιο ενθουσιώδεις. Υποβλήθηκαν σχέδια για την τοποθέτηση πολλών υπερβομβών χωρητικότητας 200-500 μεγατόνων στα ανοικτά των ακτών των Ηνωμένων Πολιτειών, η έκρηξη των οποίων υποτίθεται ότι θα προκαλούσε ένα γιγάντιο τσουνάμι που κυριολεκτικά θα ξέβραζε την Αμερική.
Ακαδημαϊκός Αντρέι Ζαχάρωφ, μελλοντικός ακτιβιστής για τα ανθρώπινα δικαιώματα και βραβευμένος βραβείο Νόμπελειρήνη, βάλε μπροστά ένα άλλο σχέδιο. «Το αεροπλανοφόρο μπορεί να είναι μια μεγάλη τορπίλη που εκτοξεύεται από υποβρύχιο. Φανταζόμουν ότι ήταν δυνατό να αναπτυχθεί ένας ατομικός αεριωθούμενος κινητήρας άμεσης ροής νερού-ατμού για μια τέτοια τορπίλη. Στόχος επίθεσης από απόσταση πολλών εκατοντάδων χιλιομέτρων θα πρέπει να είναι τα λιμάνια του εχθρού. Ο πόλεμος στη θάλασσα χάνεται αν καταστραφούν τα λιμάνια, μας διαβεβαιώνουν οι ναυτικοί. Το σώμα μιας τέτοιας τορπίλης μπορεί να είναι πολύ ανθεκτικό, δεν θα φοβάται τις νάρκες και τα δίχτυα εμποδίων. Φυσικά, η καταστροφή των λιμανιών - τόσο από επιφανειακή έκρηξη τορπίλης με γόμωση 100 μεγατόνων που «ξεπήδησε» από το νερό, όσο και από υποβρύχια έκρηξη - συνδέεται αναπόφευκτα με πολύ μεγάλες ανθρώπινες απώλειες», έγραψε ο επιστήμονας. τα απομνημονεύματά του.
Ο Ζαχάρωφ είπε στον αντιναύαρχο Πιότρ Φόμιν για την ιδέα του. Ένας έμπειρος ναύτης, ο οποίος ήταν επικεφαλής του «ατομικού τμήματος» υπό τον Ανώτατο Διοικητή του Ναυτικού της ΕΣΣΔ, τρομοκρατήθηκε από το σχέδιο του επιστήμονα, χαρακτηρίζοντας το έργο «κανιβαλιστικό». Σύμφωνα με τον Ζαχάρωφ, ντρεπόταν και δεν επέστρεψε ποτέ σε αυτή την ιδέα.
Οι επιστήμονες και ο στρατός έλαβαν γενναιόδωρα βραβεία για την επιτυχή δοκιμή της Tsar Bomba, αλλά η ίδια η ιδέα των υπερισχυρών θερμοπυρηνικών φορτίων άρχισε να γίνεται παρελθόν.
Οι σχεδιαστές πυρηνικών όπλων εστίασαν σε πράγματα λιγότερο θεαματικά, αλλά πολύ πιο αποτελεσματικά.
Και η έκρηξη του «Τσάρου Μπόμπα» μέχρι σήμερα παραμένει η πιο ισχυρή από αυτές που έχουν παραχθεί ποτέ από την ανθρωπότητα.
Βόμβα Τσάρου σε αριθμούς:
- Βάρος: 27 τόνους
- Μήκος: 8 μέτρα
- Διάμετρος: 2 μέτρα
- Εξουσία: 55 μεγατόνων TNT
- Ύψος μανιταριού: 67 χλμ
- Διάμετρος βάσης μανιταριού: 40 χλμ
- Διάμετρος βολίδας: 4.6 χλμ
- Απόσταση στην οποία η έκρηξη προκάλεσε δερματικά εγκαύματα: 100 χλμ
- Απόσταση ορατότητας έκρηξης: 1 000 χλμ
- Η ποσότητα TNT που χρειάζεται για να ταιριάζει με τη δύναμη της βόμβας του Τσάρου: ένας τεράστιος κύβος TNT με μια πλευρά 312 μέτρα (ύψος του Πύργου του Άιφελ)
πηγές
http://www.aif.ru/society/history/1371856
http://www.aif.ru/dontknows/infographics/kak_deystvuet_vodorodnaya_bomba_i_kakovy_posledstviya_vzryva_infografika
http://lllollll.ru/tsar-bomb
Και λίγα περισσότερα για το μη ειρηνικό ΑΤΟΜ: για παράδειγμα, και εδώ. Υπήρχαν όμως και τέτοια που υπήρχαν ακόμα Το αρχικό άρθρο βρίσκεται στον ιστότοπο InfoGlaz.rfΣύνδεσμος προς το άρθρο από το οποίο δημιουργήθηκε αυτό το αντίγραφο -Ivy Mike - Πρώτη ατμοσφαιρική δοκιμή βόμβας υδρογόνου από τις Ηνωμένες Πολιτείες στην Ατόλη Enewetak την 1η Νοεμβρίου 1952.
Πριν από 65 χρόνια, η Σοβιετική Ένωση εξερράγη την πρώτη της θερμοπυρηνική βόμβα. Πώς είναι τοποθετημένο αυτό το όπλο, τι μπορεί να κάνει και τι όχι; Στις 12 Αυγούστου 1953, η πρώτη «πρακτική» θερμοπυρηνική βόμβα πυροδοτήθηκε στην ΕΣΣΔ. Θα μιλήσουμε για την ιστορία της δημιουργίας του και θα δούμε αν είναι αλήθεια ότι τέτοια πυρομαχικά σχεδόν δεν μολύνουν το περιβάλλον, αλλά μπορούν να καταστρέψουν τον κόσμο.
Η ιδέα ενός θερμοπυρηνικού όπλου, όπου οι πυρήνες των ατόμων συγχωνεύονται αντί να χωρίζονται, όπως στην ατομική βόμβα, εμφανίστηκε το αργότερο το 1941. Ήρθε στο μυαλό των φυσικών Enrico Fermi και Edward Teller. Περίπου την ίδια περίοδο, συμμετείχαν στο Manhattan Project και βοήθησαν στη δημιουργία των βομβών που έπεσαν στη Χιροσίμα και στο Ναγκασάκι. Αποδείχθηκε ότι ήταν πολύ πιο δύσκολο να σχεδιαστεί ένα θερμοπυρηνικό όπλο.
Κατανοήστε περίπου πώς θερμοπυρηνική βόμβαπιο περίπλοκο από τα πυρηνικά, είναι επίσης δυνατό λόγω του γεγονότος ότι οι πυρηνικοί σταθμοί που λειτουργούν είναι από καιρό συνηθισμένος, και οι εργαζόμενοι και πρακτικοί θερμοπυρηνικοί σταθμοί εξακολουθούν να είναι επιστημονική φαντασία.
Για να συγχωνευθούν οι ατομικοί πυρήνες μεταξύ τους, πρέπει να θερμανθούν σε εκατομμύρια βαθμούς. Το σχέδιο της συσκευής που θα επέτρεπε να γίνει αυτό κατοχυρώθηκε από τους Αμερικανούς το 1946 (το έργο ονομαζόταν ανεπίσημα Super), αλλά το θυμήθηκαν μόνο τρία χρόνια αργότερα, όταν μια πυρηνική βόμβα δοκιμάστηκε με επιτυχία στην ΕΣΣΔ.
Ο πρόεδρος των ΗΠΑ Χάρι Τρούμαν είπε ότι η σοβιετική ανακάλυψη θα πρέπει να απαντηθεί με «το λεγόμενο υδρογόνο ή υπερβόμβα».
Μέχρι το 1951, οι Αμερικανοί είχαν συναρμολογήσει τη συσκευή και τη δοκίμασαν με την κωδική ονομασία "George". Το σχέδιο ήταν ένας τόρος - με άλλα λόγια, ένα ντόνατ - με βαριά ισότοπα υδρογόνου, δευτερίου και τριτίου. Επιλέχθηκαν επειδή τέτοιοι πυρήνες συγχωνεύονται ευκολότερα από τους συνηθισμένους πυρήνες υδρογόνου. Το φιτίλι ήταν μια πυρηνική βόμβα. Η έκρηξη συμπίεσε δευτέριο και τρίτιο, συγχωνεύτηκαν, έδωσε ένα ρεύμα γρήγορων νετρονίων και πυροδότησε την επένδυση ουρανίου. Σε μια συνηθισμένη ατομική βόμβα, δεν διασπάται: υπάρχουν μόνο αργά νετρόνια που δεν μπορούν να δημιουργήσουν ένα σταθερό ισότοπο σχάσης ουρανίου. Αν και η ενέργεια πυρηνικής σύντηξης αντιπροσώπευε περίπου το 10% του συνολική ενέργειαη έκρηξη του "George", η "ανάφλεξη" του ουρανίου-238 κατέστησαν δυνατή την αύξηση της ισχύος έκρηξης δύο φορές υψηλότερα από το συνηθισμένο, έως και 225 κιλοτόνους.
Λόγω του πρόσθετου ουρανίου, η έκρηξη αποδείχθηκε διπλάσια ισχυρότερη από ό,τι με μια συμβατική ατομική βόμβα. Όμως η θερμοπυρηνική σύντηξη αντιπροσώπευε μόνο το 10% της εκλυόμενης ενέργειας: οι δοκιμές έδειξαν ότι οι πυρήνες του υδρογόνου δεν συμπιέζονται αρκετά έντονα.
Στη συνέχεια, ο μαθηματικός Stanislav Ulam πρότεινε μια διαφορετική προσέγγιση - μια πυρηνική ασφάλεια δύο σταδίων. Η ιδέα του ήταν να τοποθετήσει μια ράβδο πλουτωνίου στη ζώνη «υδρογόνου» της συσκευής. Η έκρηξη της πρώτης θρυαλλίδας «άναψε» πλουτώνιο, δύο κρουστικά κύματα και δύο ρεύματα ακτινογραφίεςσυγκρούστηκαν - η πίεση και η θερμοκρασία αυξήθηκαν αρκετά για να ξεκινήσει η θερμοπυρηνική σύντηξη. Η νέα συσκευή δοκιμάστηκε στο Eniwetok Atoll Ειρηνικός ωκεανόςτο 1952 - η εκρηκτική ισχύς της βόμβας ήταν ήδη δέκα μεγατόνοι TNT.
Ωστόσο, αυτή η συσκευή ήταν επίσης ακατάλληλη για χρήση ως στρατιωτικό όπλο.
Για να συγχωνευθούν οι πυρήνες του υδρογόνου, η απόσταση μεταξύ τους πρέπει να είναι ελάχιστη, έτσι το δευτέριο και το τρίτιο ψύχθηκαν σε υγρή κατάστασησχεδόν στο απόλυτο μηδέν. Αυτό απαιτούσε μια τεράστια κρυογονική εγκατάσταση. Η δεύτερη θερμοπυρηνική συσκευή, στην πραγματικότητα μια διευρυμένη τροποποίηση του George, ζύγιζε 70 τόνους - δεν μπορείτε να την ρίξετε από αεροπλάνο.
Η ΕΣΣΔ άρχισε να αναπτύσσει μια θερμοπυρηνική βόμβα αργότερα: το πρώτο σχέδιο προτάθηκε από τους Σοβιετικούς προγραμματιστές μόνο το 1949. Υποτίθεται ότι χρησιμοποιούσε δευτερίδιο λιθίου. Είναι μέταλλο στερεός, δεν χρειάζεται να υγροποιηθεί και επομένως δεν χρειαζόταν πλέον ένα ογκώδες ψυγείο, όπως στην αμερικανική έκδοση. Δεν είναι λιγότερο σημαντικό το γεγονός ότι το λίθιο-6, όταν βομβαρδίστηκε με νετρόνια από την έκρηξη, έδωσε ήλιο και τρίτιο, γεγονός που απλοποιεί περαιτέρω την περαιτέρω σύντηξη των πυρήνων.
Η βόμβα RDS-6 ήταν έτοιμη το 1953. Σε αντίθεση με τις αμερικανικές και τις σύγχρονες θερμοπυρηνικές συσκευές, δεν υπήρχε ράβδος πλουτωνίου σε αυτό. Ένα τέτοιο σχήμα είναι γνωστό ως "ρουφηξιά": στρώματα δευτεριδίου λιθίου διασκορπίστηκαν με ουράνιο. Στις 12 Αυγούστου, το RDS-6 δοκιμάστηκε στο χώρο δοκιμών του Semipalatinsk.
Η ισχύς της έκρηξης ήταν 400 κιλοτόνοι TNT - 25 φορές λιγότερο από ό,τι στη δεύτερη προσπάθεια των Αμερικανών. Αλλά τα RDS-6 θα μπορούσαν να πεταχτούν από τον αέρα. Η ίδια βόμβα επρόκειτο να χρησιμοποιηθεί σε διηπειρωτικούς βαλλιστικούς πυραύλους. Και ήδη το 1955, η ΕΣΣΔ βελτίωσε το θερμοπυρηνικό της τέκνο, εξοπλίζοντάς το με μια ράβδο πλουτωνίου.
Σήμερα, σχεδόν όλες οι θερμοπυρηνικές συσκευές - προφανώς ακόμη και οι βορειοκορεατικές - βρίσκονται κάπου ανάμεσα στα πρώιμα σοβιετικά και αμερικανικά μοντέλα. Όλοι χρησιμοποιούν δευτερίδιο λιθίου ως καύσιμο και το αναφλέγουν με πυρηνικό πυροκροτητή δύο σταδίων.
Όπως είναι γνωστό από διαρροές, ακόμη και η πιο σύγχρονη αμερικανική θερμοπυρηνική κεφαλή W88 είναι παρόμοια με την RDS-6c: στρώματα δευτεριδίου λιθίου είναι διάσπαρτα με ουράνιο.
Η διαφορά είναι ότι τα σύγχρονα θερμοπυρηνικά πυρομαχικά δεν είναι τέρατα πολλών μεγατόνων όπως το Tsar Bomba, αλλά συστήματα χωρητικότητας εκατοντάδων κιλοτόνων, όπως τα RDS-6. Κανείς δεν έχει κεφαλές μεγατόνων στο οπλοστάσιό του, αφού στρατιωτικά μια ντουζίνα λιγότερο ισχυρές κεφαλές είναι πιο πολύτιμες από μια ισχυρή: αυτό σας επιτρέπει να χτυπάτε περισσότερους στόχους.
Οι τεχνικοί εργάζονται με την αμερικανική θερμοπυρηνική κεφαλή W80
Τι δεν μπορεί μια θερμοπυρηνική βόμβα
Το υδρογόνο είναι ένα εξαιρετικά κοινό στοιχείο, και υπάρχει αρκετό από αυτό στην ατμόσφαιρα της Γης.
Κάποτε ειπώθηκε ότι μια αρκετά ισχυρή θερμοπυρηνική έκρηξη θα μπορούσε να ξεκινήσει αλυσιδωτή αντίδρασηκαι όλος ο αέρας στον πλανήτη μας θα καεί. Αυτό όμως είναι μύθος.
Όχι μόνο το αέριο, αλλά και το υγρό υδρογόνο δεν είναι αρκετά πυκνό για να ξεκινήσει η θερμοπυρηνική σύντηξη. Πρέπει να συμπιεστεί και να θερμανθεί με πυρηνική έκρηξη, κατά προτίμηση από διαφορετικές πλευρές, όπως γίνεται με μια ασφάλεια δύο σταδίων. Δεν υπάρχουν τέτοιες συνθήκες στην ατμόσφαιρα, επομένως οι αυτοσυντηρούμενες αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης είναι αδύνατες εκεί.
Αυτή δεν είναι η μόνη παρανόηση για τα θερμοπυρηνικά όπλα. Λέγεται συχνά ότι μια έκρηξη είναι πιο «καθαρή» από μια πυρηνική έκρηξη: λένε ότι όταν οι πυρήνες υδρογόνου συγχωνεύονται, υπάρχουν λιγότερα «θραύσματα» - επικίνδυνοι βραχύβιοι πυρήνες ατόμων που δίνουν ραδιενεργή μόλυνση - λιγότερα από ό,τι κατά τη διάσπαση πυρήνων ουρανίου.
Αυτή η λανθασμένη αντίληψη βασίζεται στο γεγονός ότι κατά τη διάρκεια μιας θερμοπυρηνικής έκρηξης τα περισσότερα απόη ενέργεια υποτίθεται ότι απελευθερώνεται λόγω της σύντηξης των πυρήνων. Δεν είναι αλήθεια. Ναι, έτσι ήταν ο «Τσάρος Μπόμπας», αλλά μόνο και μόνο επειδή το «πουκάμισο» του ουρανίου για δοκιμή αντικαταστάθηκε με μόλυβδο. Οι σύγχρονες ασφάλειες δύο σταδίων οδηγούν σε μια σημαντική ραδιενεργή μόλυνση.
Η ζώνη πιθανής ολικής ήττας από τον «Τσάρο Μπόμπα», αποτυπωμένη σε χάρτη του Παρισιού. Ο κόκκινος κύκλος είναι η ζώνη πλήρους καταστροφής (ακτίνα 35 km). Ο κίτρινος κύκλος έχει το μέγεθος της βολίδας (ακτίνα 3,5 km).
Είναι αλήθεια ότι υπάρχει ακόμα ένας κόκκος αλήθειας στον μύθο της «καθαρής» βόμβας. Πάρτε την καλύτερη αμερικανική θερμοπυρηνική κεφαλή W88. Με την έκρηξή του στο βέλτιστο ύψος πάνω από την πόλη, η περιοχή της σοβαρής καταστροφής θα συμπέσει πρακτικά με τη ζώνη ραδιενεργών ζημιών, επικίνδυνη για τη ζωή. Θα υπάρξουν εξαφανιστικά λίγοι θάνατοι από ασθένεια ακτινοβολίας: άνθρωποι θα πεθάνουν από την ίδια την έκρηξη και όχι από την ακτινοβολία.
Ένας άλλος μύθος λέει ότι τα θερμοπυρηνικά όπλα είναι ικανά να καταστρέψουν ολόκληρο τον ανθρώπινο πολιτισμό, ακόμη και τη ζωή στη Γη. Αυτό είναι επίσης πρακτικά αδύνατο. Η ενέργεια της έκρηξης κατανέμεται σε τρεις διαστάσεις, επομένως, με αύξηση της ισχύος των πυρομαχικών κατά χίλιες φορές, η ακτίνα του καταστροφικού αποτελέσματος αυξάνεται μόνο δέκα φορές - μια κεφαλή μεγατόνων έχει ακτίνα καταστροφής μόνο δέκα φορές μεγαλύτερη παρά ένα τακτικό, κιλοτονικό.
Πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια, μια πρόσκρουση αστεροειδούς προκάλεσε την εξαφάνιση των περισσότερων ζώων και φυτών της ξηράς. Η ισχύς πρόσκρουσης ήταν περίπου 100 εκατομμύρια μεγατόνων - αυτή είναι 10 χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από τη συνολική ισχύ όλων των θερμοπυρηνικών οπλοστάσιων της Γης. Πριν από 790 χιλιάδες χρόνια, ένας αστεροειδής συγκρούστηκε με τον πλανήτη, η πρόσκρουση ήταν ένα εκατομμύριο μεγατόνων, αλλά δεν υπήρχαν ίχνη τουλάχιστον μέτριας εξαφάνισης (συμπεριλαμβανομένου του γένους μας Homo) μετά από αυτό. Τόσο η ζωή γενικά όσο και ένας άνθρωπος είναι πολύ πιο δυνατοί από όσο φαίνονται.
Η αλήθεια για τα θερμοπυρηνικά όπλα δεν είναι τόσο δημοφιλής όσο οι μύθοι. Σήμερα είναι έτσι: τα θερμοπυρηνικά οπλοστάσια συμπαγών κεφαλών μέσης απόδοσης παρέχουν μια λεπτή στρατηγική ισορροπία, εξαιτίας της οποίας κανείς δεν μπορεί ελεύθερα να σιδερώσει άλλες χώρες του κόσμου με ατομικά όπλα. Ο φόβος μιας θερμοπυρηνικής αντίδρασης είναι περισσότερο από αρκετός αποτρεπτικός παράγοντας.
Πολλοί από τους αναγνώστες μας συνδέουν τη βόμβα υδρογόνου με την ατομική βόμβα, μόνο πολύ πιο ισχυρή. Στην πραγματικότητα, αυτό είναι ένα θεμελιωδώς νέο όπλο που απαιτούσε δυσανάλογα μεγάλες πνευματικές προσπάθειες για τη δημιουργία του και λειτουργεί με θεμελιωδώς διαφορετικές φυσικές αρχές.
"Φούσκα"
σύγχρονη βόμβα
Το μόνο κοινό που έχουν η ατομική βόμβα και η βόμβα υδρογόνου είναι ότι και οι δύο απελευθερώνουν την κολοσσιαία ενέργεια που κρύβεται στον ατομικό πυρήνα. Αυτό μπορεί να γίνει με δύο τρόπους: να χωρίσει βαρείς πυρήνες, για παράδειγμα, ουράνιο ή πλουτώνιο, σε ελαφρύτερους (αντίδραση σχάσης) ή να αναγκάσει τα ελαφρύτερα ισότοπα υδρογόνου να συγχωνευθούν (αντίδραση σύντηξης). Ως αποτέλεσμα και των δύο αντιδράσεων, η μάζα του υλικού που προκύπτει είναι πάντα μικρότερη από τη μάζα των αρχικών ατόμων. Αλλά η μάζα δεν μπορεί να εξαφανιστεί χωρίς ίχνος - μετατρέπεται σε ενέργεια σύμφωνα με τον περίφημο τύπο του Αϊνστάιν E=mc2.
Μια βόμβα
Για να δημιουργηθεί μια ατομική βόμβα, απαραίτητη και επαρκής προϋπόθεση είναι η απόκτηση σχάσιμου υλικού σε επαρκείς ποσότητες. Το έργο είναι μάλλον επίπονο, αλλά όχι πολύ διανοητικό, και είναι πιο κοντά στη βιομηχανία εξόρυξης παρά στην υψηλή επιστήμη. Οι κύριοι πόροι για τη δημιουργία τέτοιων όπλων πηγαίνουν στην κατασκευή γιγαντιαίων ορυχείων ουρανίου και εργοστασίων εμπλουτισμού. Απόδειξη της απλότητας της συσκευής είναι το γεγονός ότι δεν πέρασε ούτε ένας μήνας από την απόκτηση του πλουτωνίου που ήταν απαραίτητο για την πρώτη βόμβα και την πρώτη σοβιετική πυρηνική έκρηξη.
Ας θυμηθούμε εν συντομία την αρχή λειτουργίας μιας τέτοιας βόμβας, γνωστή από την πορεία σχολική φυσική. Βασίζεται στην ιδιότητα του ουρανίου και ορισμένων στοιχείων υπερουρανίου, όπως το πλουτώνιο, να απελευθερώνουν περισσότερα από ένα νετρόνια κατά τη διάσπαση. Αυτά τα στοιχεία μπορούν να διασπαστούν τόσο αυθόρμητα όσο και υπό την επίδραση άλλων νετρονίων.
Το απελευθερωμένο νετρόνιο μπορεί να φύγει από το ραδιενεργό υλικό ή μπορεί να συγκρουστεί με άλλο άτομο, προκαλώντας άλλη αντίδραση σχάσης. Όταν ξεπεραστεί μια ορισμένη συγκέντρωση μιας ουσίας (κρίσιμη μάζα), ο αριθμός των νεογέννητων νετρονίων που προκαλούν περαιτέρω σχάση ατομικό πυρήνα, αρχίζει να υπερβαίνει τον αριθμό των πυρήνων σε αποσύνθεση. Ο αριθμός των ατόμων σε αποσύνθεση αρχίζει να αυξάνεται σαν χιονοστιβάδα, γεννώντας νέα νετρόνια, δηλαδή συμβαίνει μια αλυσιδωτή αντίδραση. Για το ουράνιο-235, η κρίσιμη μάζα είναι περίπου 50 kg, για το πλουτώνιο-239, 5,6 kg. Δηλαδή, μια μπάλα πλουτωνίου που ζυγίζει λίγο λιγότερο από 5,6 κιλά είναι απλώς ένα ζεστό κομμάτι μετάλλου και λίγη περισσότερη μάζα υπάρχει για λίγα μόνο νανοδευτερόλεπτα.
Στην πραγματικότητα, η λειτουργία της βόμβας είναι απλή: παίρνουμε δύο ημισφαίρια ουρανίου ή πλουτωνίου, το καθένα ελαφρώς μικρότερο από την κρίσιμη μάζα, τα τοποθετούμε σε απόσταση 45 εκατοστών, τα καλύπτουμε με εκρηκτικά και εκρήγνυνται. Το ουράνιο ή το πλουτώνιο συντήκονται σε ένα κομμάτι υπερκρίσιμης μάζας και ξεκινά μια πυρηνική αντίδραση. Ολα. Υπάρχει ένας άλλος τρόπος για να ξεκινήσει μια πυρηνική αντίδραση - να συμπιέσει ένα κομμάτι πλουτωνίου με μια ισχυρή έκρηξη: η απόσταση μεταξύ των ατόμων θα μειωθεί και η αντίδραση θα ξεκινήσει σε χαμηλότερη κρίσιμη μάζα. Όλοι οι σύγχρονοι ατομικοί πυροκροτητές λειτουργούν με αυτήν την αρχή.
Τα προβλήματα της ατομικής βόμβας ξεκινούν από τη στιγμή που θέλουμε να αυξήσουμε τη δύναμη της έκρηξης. Με απλή μεγέθυνσηΤο σχάσιμο υλικό είναι απαραίτητο - μόλις η μάζα του φτάσει σε κρίσιμη, πυροδοτείται. Επινοήθηκαν διάφορα έξυπνα σχέδια, για παράδειγμα, για να φτιάξουν μια βόμβα όχι από δύο μέρη, αλλά από πολλά, τα οποία έκαναν τη βόμβα να μοιάζει με ξεσπασμένο πορτοκάλι και στη συνέχεια να τη συναρμολογήσει σε ένα κομμάτι με μια έκρηξη, αλλά ακόμα, με δύναμη άνω των 100 κιλοτόνων, τα προβλήματα έγιναν ανυπέρβλητα.
h-βόμβα
Αλλά το καύσιμο για τη θερμοπυρηνική σύντηξη δεν έχει κρίσιμη μάζα. Εδώ ο Ήλιος, γεμάτος με θερμοπυρηνικά καύσιμα, κρέμεται από πάνω του, μια θερμοπυρηνική αντίδραση διεξάγεται μέσα του εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια, και τίποτα δεν εκρήγνυται. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια της αντίδρασης σύντηξης, για παράδειγμα, δευτερίου και τριτίου (βαρύ και υπερβαρύ ισότοπο υδρογόνου), απελευθερώνεται 4,2 φορές περισσότερη ενέργεια από ό,τι όταν καίγεται η ίδια μάζα ουρανίου-235.
Η κατασκευή της ατομικής βόμβας ήταν περισσότερο πειραματική παρά θεωρητική. Η δημιουργία μιας βόμβας υδρογόνου απαιτούσε την εμφάνιση εντελώς νέων φυσικών κλάδων: τη φυσική του πλάσματος υψηλής θερμοκρασίας και των υπερυψηλών πιέσεων. Πριν αρχίσουμε να σχεδιάζουμε μια βόμβα, ήταν απαραίτητο να κατανοήσουμε διεξοδικά τη φύση των φαινομένων που συμβαίνουν μόνο στον πυρήνα των άστρων. Κανένα πείραμα δεν μπορούσε να βοηθήσει εδώ - μόνο η θεωρητική φυσική και τα ανώτερα μαθηματικά ήταν τα εργαλεία των ερευνητών. Δεν είναι τυχαίο ότι ένας γιγάντιος ρόλος στην ανάπτυξη των θερμοπυρηνικών όπλων ανήκει ακριβώς στους μαθηματικούς: Ulam, Tikhonov, Samarsky κ.λπ.
κλασικό σούπερ
Μέχρι το τέλος του 1945, ο Έντουαρντ Τέλερ πρότεινε το πρώτο σχέδιο βόμβας υδρογόνου, που ονομάστηκε «κλασική σούπερ». Για να δημιουργηθεί η τερατώδης πίεση και θερμοκρασία που απαιτούνται για την έναρξη της αντίδρασης σύντηξης, υποτίθεται ότι χρησιμοποιούσε μια συμβατική ατομική βόμβα. Το ίδιο το "κλασικό σούπερ" ήταν ένας μακρύς κύλινδρος γεμάτος με δευτέριο. Ένας ενδιάμεσος θάλαμος "ανάφλεξης" με ένα μίγμα δευτερίου-τριτίου παρέχεται επίσης - η αντίδραση σύνθεσης δευτερίου και τριτίου ξεκινά σε χαμηλότερη πίεση. Κατ' αναλογία με τη φωτιά, το δευτέριο υποτίθεται ότι έπαιζε το ρόλο του καυσόξυλου, ένα μείγμα δευτερίου και τριτίου - ένα ποτήρι βενζίνη και μια ατομική βόμβα - σπίρτα. Ένα τέτοιο σχέδιο ονομάστηκε "σωλήνας" - ένα είδος πούρου με έναν ατομικό αναπτήρα στο ένα άκρο. Σύμφωνα με το ίδιο σχέδιο, οι Σοβιετικοί φυσικοί άρχισαν να αναπτύσσουν μια βόμβα υδρογόνου.
Ωστόσο, ο μαθηματικός Stanislav Ulam απέδειξε στον Teller με έναν συνηθισμένο κανόνα διαφάνειας ότι η εμφάνιση μιας αντίδρασης σύντηξης καθαρού δευτερίου σε ένα "super" είναι σχεδόν αδύνατη και το μείγμα θα απαιτούσε τέτοια ποσότητα τριτίου που για την παραγωγή του θα ήταν απαραίτητη. να παγώσει ουσιαστικά την παραγωγή πλουτωνίου για όπλα στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Σφολιά ζάχαρης
Στα μέσα του 1946, ο Τέλερ πρότεινε ένα άλλο σχέδιο για τη βόμβα υδρογόνου - το «ξυπνητήρι». Αποτελούνταν από εναλλασσόμενα σφαιρικά στρώματα ουρανίου, δευτερίου και τριτίου. Σε μια πυρηνική έκρηξη του κεντρικού φορτίου του πλουτωνίου, απαιτούμενη πίεσηκαι τη θερμοκρασία για να ξεκινήσει μια θερμοπυρηνική αντίδραση στα άλλα στρώματα της βόμβας. Ωστόσο, για το «ξυπνητήρι» χρειάστηκε ένας πυρηνικός εκκινητής υψηλής ισχύος και οι Ηνωμένες Πολιτείες (όπως, πράγματι, η ΕΣΣΔ) αντιμετώπισαν προβλήματα με την παραγωγή ουρανίου και πλουτωνίου για όπλα.
Το φθινόπωρο του 1948, ο Αντρέι Ζαχάρωφ σκέφτηκε ένα παρόμοιο σχέδιο. Στη Σοβιετική Ένωση, το σχέδιο ονομαζόταν "sloika". Για την ΕΣΣΔ, η οποία δεν είχε αρκετό χρόνο για να παράγει ουράνιο-235 και πλουτώνιο-239 για όπλα, η ρουφηξιά Ζαχάρωφ ήταν πανάκεια. Και για αυτο.
Σε μια συνηθισμένη ατομική βόμβα, το φυσικό ουράνιο-238 δεν είναι μόνο άχρηστο (η ενέργεια των νετρονίων κατά τη διάσπαση δεν είναι αρκετή για να ξεκινήσει η σχάση), αλλά και επιβλαβές, καθώς απορροφά άπληστα δευτερεύοντα νετρόνια, επιβραδύνοντας την αλυσιδωτή αντίδραση. Επομένως, το ουράνιο οπλικής ποιότητας είναι ισότοπο 90% ουρανίου-235. Ωστόσο, τα νετρόνια που προκύπτουν από τη θερμοπυρηνική σύντηξη είναι 10 φορές πιο ενεργητικά από τα νετρόνια σχάσης και το φυσικό ουράνιο-238 που ακτινοβολείται με τέτοια νετρόνια αρχίζει να διασπάται άριστα. Η νέα βόμβα κατέστησε δυνατή τη χρήση του ουρανίου-238 ως εκρηκτικό, το οποίο προηγουμένως θεωρούνταν ως απόβλητα.
Το αποκορύφωμα της «τζούρας» του Ζαχάρωφ ήταν επίσης η χρήση μιας λευκής ελαφριάς κρυσταλλικής ουσίας, του δευτριδίου του λιθίου 6LiD, αντί του οξείας έλλειψης τριτίου.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ένα μείγμα δευτερίου και τριτίου αναφλέγεται πολύ πιο εύκολα από το καθαρό δευτέριο. Ωστόσο, εδώ τελειώνουν τα πλεονεκτήματα του τριτίου και παραμένουν μόνο τα μειονεκτήματα: στην κανονική κατάσταση, το τρίτιο είναι αέριο, το οποίο προκαλεί δυσκολίες στην αποθήκευση. Το τρίτιο είναι ραδιενεργό και, καθώς διασπάται, μετατρέπεται σε σταθερό ήλιο-3, καταβροχθίζοντας ενεργά τα τόσο απαραίτητα γρήγορα νετρόνια, γεγονός που περιορίζει τη διάρκεια ζωής της βόμβας σε μερικούς μήνες.
Το μη ραδιενεργό δευτρίδιο του λιθίου, όταν ακτινοβοληθεί με νετρόνια βραδείας σχάσης - οι συνέπειες της έκρηξης μιας ατομικής θρυαλλίδας - μετατρέπεται σε τρίτιο. Έτσι, η ακτινοβολία της πρωτογενούς ατομικής έκρηξης σε μια στιγμή παράγει αρκετό τρίτιο για μια περαιτέρω θερμοπυρηνική αντίδραση και το δευτέριο είναι παρόν στο δευτέριο λιθίου από την αρχή.
Ήταν μια τέτοια βόμβα, RDS-6, που δοκιμάστηκε επιτυχώς στις 12 Αυγούστου 1953 στον πύργο της τοποθεσίας δοκιμών Semipalatinsk. Η ισχύς της έκρηξης ήταν 400 κιλοτόνια και οι διαφωνίες δεν έχουν σταματήσει ακόμη αν ήταν πραγματική θερμοπυρηνική έκρηξη ή υπερισχυρή ατομική. Πράγματι, η αντίδραση της θερμοπυρηνικής σύντηξης στην ρουφηξιά Ζαχάρωφ δεν αντιπροσώπευε περισσότερο από το 20% της συνολικής ισχύος φόρτισης. Η κύρια συμβολή στην έκρηξη έγινε από την αντίδραση διάσπασης του ουρανίου-238 που ακτινοβολήθηκε με γρήγορα νετρόνια, χάρη στην οποία τα RDS-6 άνοιξαν την εποχή των λεγόμενων «βρώμικων» βομβών.
Το γεγονός είναι ότι η κύρια ραδιενεργή μόλυνση είναι μόνο τα προϊόντα αποσύνθεσης (ιδιαίτερα, το στρόντιο-90 και το καίσιο-137). Ουσιαστικά, η «σλόικα» του Ζαχάρωφ ήταν μια γιγάντια ατομική βόμβα, ελαφρώς ενισχυμένη από μια θερμοπυρηνική αντίδραση. Δεν είναι τυχαίο ότι μόνο μια έκρηξη του "sloika" παρήγαγε το 82% του στροντίου-90 και το 75% του καισίου-137, το οποίο εισήλθε στην ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια ολόκληρης της ιστορίας της ύπαρξης του χώρου δοκιμών Semipalatinsk.
αμερικανικές βόμβες
Ωστόσο, ήταν οι Αμερικανοί που πυροδότησαν την πρώτη βόμβα υδρογόνου. Την 1η Νοεμβρίου 1952, η συσκευή σύντηξης Mike με απόδοση 10 μεγατόνων δοκιμάστηκε με επιτυχία στην Ατόλη Elugelab στον Ειρηνικό Ωκεανό. Το να αποκαλείς βόμβα μια αμερικανική συσκευή 74 τόνων μπορεί να είναι δύσκολο. Το "Mike" ήταν μια ογκώδης συσκευή στο μέγεθος ενός διώροφου σπιτιού, γεμάτη με υγρό δευτέριο σε θερμοκρασία κοντά στο απόλυτο μηδέν (το "sloika" του Ζαχάρωφ ήταν ένα εντελώς μεταφερόμενο προϊόν). Ωστόσο, το αποκορύφωμα του «Mike» δεν ήταν το μέγεθος, αλλά η έξυπνη αρχή της συμπίεσης των θερμοπυρηνικών εκρηκτικών.
Θυμηθείτε ότι η κύρια ιδέα της βόμβας υδρογόνου είναι να δημιουργήσει συνθήκες σύντηξης (υπερυψηλής πίεσης και θερμοκρασίας) μέσω πυρηνικής έκρηξης. Στο σχήμα ρουφηξιών, το πυρηνικό φορτίο βρίσκεται στο κέντρο και επομένως δεν συμπιέζει το δευτέριο τόσο πολύ όσο το διασκορπίζει προς τα έξω - η αύξηση της ποσότητας του θερμοπυρηνικού εκρηκτικού δεν οδηγεί σε αύξηση της ισχύος - απλά δεν το κάνει έχουν χρόνο να εκραγούν. Αυτό ακριβώς περιορίζει τη μέγιστη ισχύ αυτού του σχεδίου - η πιο ισχυρή «τζούρα» στον κόσμο Orange Herald, που ανατινάχτηκε από τους Βρετανούς στις 31 Μαΐου 1957, έδωσε μόνο 720 κιλοτόνους.
Θα ήταν ιδανικό εάν η ατομική θρυαλλίδα μπορούσε να γίνει για να εκραγεί μέσα, συμπιέζοντας θερμοπυρηνικά εκρηκτικά. Αλλά πώς να το κάνουμε αυτό; πρόβαλε ο Έντουαρντ Τέλερ εξαιρετική ιδέα: συμπίεση του θερμοπυρηνικού καυσίμου όχι με μηχανική ενέργεια και ροή νετρονίων, αλλά με ακτινοβολία της κύριας ατομικής θρυαλλίδας.
Στο νέο σχέδιο του Teller, ο ατομικός κόμβος εκκίνησης βρισκόταν σε απόσταση από τη θερμοπυρηνική μονάδα. Όταν εκτοξεύτηκε το ατομικό φορτίο, η ακτινοβολία ακτίνων Χ ξεπέρασε το κρουστικό κύμα και διαδόθηκε κατά μήκος των τοιχωμάτων του κυλινδρικού σώματος, εξατμίζοντας και μετατρέποντας την εσωτερική επένδυση από πολυαιθυλένιο του σώματος της βόμβας σε πλάσμα. Το πλάσμα, με τη σειρά του, εξέπεμπε ξανά το μαλακότερο ακτινογραφίες, το οποίο απορροφήθηκε από τα εξωτερικά στρώματα του εσωτερικού κυλίνδρου του ουρανίου-238 - «ώθησης». Τα στρώματα άρχισαν να εξατμίζονται εκρηκτικά (το φαινόμενο αυτό ονομάζεται αφαίρεση). Το πυρακτωμένο πλάσμα ουρανίου μπορεί να συγκριθεί με τους πίδακες ενός υπερισχυρού κινητήρα πυραύλων, η ώθηση του οποίου κατευθύνεται στον κύλινδρο με δευτέριο. Ο κύλινδρος ουρανίου κατέρρευσε, η πίεση και η θερμοκρασία του δευτερίου έφτασε σε κρίσιμο επίπεδο. Η ίδια πίεση συμπίεσε τον κεντρικό σωλήνα πλουτωνίου σε μια κρίσιμη μάζα και πυροδοτήθηκε. Η έκρηξη της θρυαλλίδας πλουτωνίου πίεσε το δευτέριο από μέσα, συμπιέζοντας και θερμαίνοντας επιπλέον το θερμοπυρηνικό εκρηκτικό, το οποίο πυροδοτήθηκε. Η έντονη ροή νετρονίων διασπά τους πυρήνες ουρανίου-238 στον ωστήρα, προκαλώντας μια δευτερεύουσα αντίδραση διάσπασης. Όλα αυτά είχαν καιρό να συμβούν πριν από τη στιγμή που το κύμα έκρηξης από την πρωτογενή πυρηνική έκρηξη φτάσει στη θερμοπυρηνική μονάδα. Ο υπολογισμός όλων αυτών των γεγονότων που συμβαίνουν σε δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου απαιτούσε την καταπόνηση του μυαλού των ισχυρότερων μαθηματικών στον πλανήτη. Οι δημιουργοί του "Mike" βίωσαν όχι φρίκη από την έκρηξη των 10 μεγατόνων, αλλά απερίγραπτη απόλαυση - κατάφεραν όχι μόνο να κατανοήσουν τις διαδικασίες που πραγματικό κόσμοπηγαίνουν μόνο στους πυρήνες των αστεριών, αλλά και πειραματικά δοκιμάζουν τις θεωρίες τους οργανώνοντας το δικό τους μικρό αστέρι στη Γη.
Μπράβο
Ξεπερνώντας τους Ρώσους όσον αφορά την ομορφιά του σχεδιασμού τους, οι Αμερικανοί δεν μπόρεσαν να κάνουν τη συσκευή τους συμπαγή: χρησιμοποίησαν υπερψυγμένο υγρό δευτέριο αντί για το κονιοποιημένο δευτρίδιο λιθίου του Ζαχάρωφ. Στο Λος Άλαμος, αντέδρασαν στη ρουφηξιά του Ζαχάρωφ με έναν βαθμό φθόνου: «αντί για μια τεράστια αγελάδα με έναν κουβά ωμό γάλαΟι Ρώσοι χρησιμοποιούν ένα πακέτο γάλα σε σκόνη». Ωστόσο, και οι δύο πλευρές δεν κατάφεραν να κρύψουν μυστικά η μία από την άλλη. Την 1η Μαρτίου 1954, κοντά στην Ατόλη Μπικίνι, οι Αμερικανοί δοκίμασαν τη βόμβα Bravo των 15 μεγατόνων σε δευτρίδιο λιθίου και στις 22 Νοεμβρίου 1955 εξερράγη η πρώτη σοβιετική θερμοπυρηνική βόμβα δύο σταδίων RDS-37 με χωρητικότητα 1,7 μεγατόνων. ο χώρος δοκιμών του Σεμιπαλατίνσκ, κατεδαφίζοντας σχεδόν το ήμισυ του χώρου δοκιμών. Από τότε, ο σχεδιασμός της θερμοπυρηνικής βόμβας έχει υποστεί μικρές αλλαγές (για παράδειγμα, μια ασπίδα ουρανίου εμφανίστηκε μεταξύ της βόμβας εκκίνησης και της κύριας γόμωσης) και έχει γίνει κανονική. Και στον κόσμο δεν υπάρχουν πια τέτοια μεγάλης κλίμακας μυστήρια της φύσης, που θα μπορούσαν να λυθούν με ένα τόσο θεαματικό πείραμα. Είναι αυτή η γέννηση ενός σουπερνόβα.
Κατά τη διευθέτηση του χώρου για πυρηνικές δοκιμές στο χώρο πυρηνικών δοκιμών Semipalatinsk, στις 12 Αυγούστου 1953, έπρεπε να επιβιώσω από την έκρηξη της πρώτης βόμβας υδρογόνου στον κόσμο με χωρητικότητα 400 κιλοτόνων, η έκρηξη σημειώθηκε ξαφνικά. Το έδαφος τινάχτηκε από κάτω μας σαν νερό. Κύμα η επιφάνεια της γηςπέρασε και μας σήκωσε σε ύψος πάνω από ένα μέτρο. Και βρισκόμασταν σε απόσταση περίπου 30 χιλιομέτρων από το επίκεντρο της έκρηξης. Μια αναταραχή από κύματα αέρα μας πέταξε στο έδαφος. Το κύλησα για αρκετά μέτρα, σαν πατατάκια. Ακούστηκε ένα άγριο βρυχηθμό. Ο κεραυνός έλαμψε εκτυφλωτικά. Ενστάλαξαν τον τρόμο των ζώων.
Όταν σηκωθήκαμε εμείς, οι παρατηρητές αυτού του εφιάλτη, ένα πυρηνικό μανιτάρι κρεμόταν από πάνω μας. Ζεστασιά ξεπήδησε από μέσα του και ακούστηκε ένα τρίξιμο. Σαν μαγεμένος, κοίταξα το πόδι ενός γιγάντιου μανιταριού. Ξαφνικά, ένα αεροπλάνο πέταξε κοντά του και άρχισε να κάνει τερατώδεις στροφές. Νόμιζα ότι ήταν ένας ήρωας πιλότος που έπαιρνε δείγματα ραδιενεργού αέρα. Μετά το αεροπλάνο βούτηξε στο στέλεχος του μανιταριού και εξαφανίστηκε... Ήταν εκπληκτικό και τρομακτικό.
Υπήρχαν πραγματικά αεροπλάνα, τανκς και άλλος εξοπλισμός στο γήπεδο του προπονητικού πεδίου. Αλλά μεταγενέστερες έρευνες έδειξαν ότι ούτε ένα αεροσκάφος δεν πήρε δείγματα αέρα από το σύννεφο των μανιταριών. Ήταν παραίσθηση; Το μυστήριο λύθηκε αργότερα. Συνειδητοποίησα ότι ήταν ένα εφέ καμινάδας γιγαντιαίων διαστάσεων. Δεν υπήρχαν αεροπλάνα ή τανκς στο γήπεδο μετά την έκρηξη. Αλλά οι ειδικοί πίστευαν ότι εξατμίστηκαν από την υψηλή θερμοκρασία. Πιστεύω ότι απλώς παρασύρθηκαν στο φλογερό μανιτάρι. Οι παρατηρήσεις και οι εντυπώσεις μου επιβεβαιώθηκαν από άλλα στοιχεία.
Στις 22 Νοεμβρίου 1955 έγινε μια ακόμη πιο ισχυρή έκρηξη. Η φόρτιση της βόμβας υδρογόνου ήταν 600 κιλοτόνων. Ετοιμάσαμε μια τοποθεσία για αυτή τη νέα έκρηξη 2,5 χιλιόμετρα από το επίκεντρο της προηγούμενης πυρηνικής έκρηξης. Ο λιωμένος ραδιενεργός φλοιός της γης θάφτηκε αμέσως σε χαρακώματα που έσκαψαν μπουλντόζες. ετοίμαζαν μια νέα παρτίδα εξοπλισμού που υποτίθεται ότι καίγονταν στη φλόγα μιας βόμβας υδρογόνου. Επικεφαλής της κατασκευής του χώρου δοκιμών Semipalatinsk ήταν ο R. E. Ruzanov. Άφησε μια εκφραστική περιγραφή αυτής της δεύτερης έκρηξης.
Οι κάτοικοι του "Bereg" (οικιστική πανεπιστημιούπολη των δοκιμαστών), τώρα της πόλης Kurchatov, σηκώθηκαν στις 5 το πρωί. Έκανε κρύο -15°C. Όλοι μεταφέρθηκαν στο γήπεδο. Τα παράθυρα και οι πόρτες των σπιτιών έμειναν ανοιχτά.
Την καθορισμένη ώρα εμφανίστηκε ένα γιγάντιο αεροπλάνο συνοδευόμενο από μαχητικά.
Το ξέσπασμα της έκρηξης προέκυψε απροσδόκητα και τρομακτικά. Ήταν πιο λαμπερή από τον ήλιο. Ο ήλιος έχει ξεθωριάσει. Έχει εξαφανιστεί. Τα σύννεφα έχουν φύγει. Ο ουρανός έγινε μαύρος και μπλε. Ακούστηκε ένα τρομερό χτύπημα. Έφτασε στο γήπεδο με τους δοκιμαστές. Το γήπεδο απείχε 60 χιλιόμετρα από το επίκεντρο. Παρόλα αυτά, το κύμα αέρα γκρέμισε τους ανθρώπους στο έδαφος και τους πέταξε δεκάδες μέτρα προς τις κερκίδες. Χιλιάδες άνθρωποι γκρεμίστηκαν. Ακούστηκε μια άγρια κραυγή από αυτά τα πλήθη. Γυναίκες και παιδιά ούρλιαζαν. Όλο το γήπεδο γέμισε με γκρίνια από τραυματισμούς και πόνο που τρόμαξαν αμέσως τον κόσμο. Το γήπεδο με τους δοκιμαστές και τους κατοίκους της πόλης πνίγηκαν στη σκόνη. Η πόλη ήταν επίσης αόρατη από τη σκόνη. Ο ορίζοντας, όπου ήταν η χωματερή, έβραζε σε ρόπαλα φλόγας. Το πόδι του ατομικού μανιταριού φαινόταν επίσης να έβραζε. Αυτή κινούνταν. Φαινόταν ότι ένα σύννεφο που έβραζε ετοιμαζόταν να πλησιάσει το γήπεδο και να μας σκεπάσει όλους. Φαινόταν ξεκάθαρα πώς τανκς, αεροπλάνα, μέρη κατεστραμμένων κατασκευών που ήταν ειδικά κατασκευασμένα στο πεδίο του γηπέδου εκπαίδευσης άρχισαν να σύρονται στο σύννεφο από το έδαφος και να εξαφανίζονται μέσα σε αυτό. Η σκέψη μου τρυπήθηκε στο κεφάλι: θα παρασυρθούμε σε αυτό σύννεφο! Όλοι κατελήφθησαν από μούδιασμα και φρίκη.
Ξαφνικά, το στέλεχος του πυρηνικού μύκητα αποσπάστηκε από το βραστό σύννεφο από πάνω. Το σύννεφο ανέβηκε ψηλότερα και το πόδι στάθηκε στο έδαφος. Μόνο τότε συνήλθαν οι άνθρωποι. Όλοι όρμησαν στα σπίτια. Δεν υπήρχαν παράθυρα και πόρτες, στέγες, αντικείμενα μέσα τους. Όλα ήταν σκορπισμένα τριγύρω. Όσοι τραυματίστηκαν κατά τη διάρκεια των εξετάσεων περισυνελέγησαν βιαστικά και μεταφέρθηκαν στο νοσοκομείο…
Μια εβδομάδα αργότερα, οι αξιωματικοί που έφτασαν από το χώρο δοκιμών του Σεμιπαλατίνσκ ψιθύρισαν για αυτό το τερατώδες θέαμα. Για τα δεινά που υπέστησαν οι άνθρωποι. Σχετικά με τα τανκς που πετούν στον αέρα. Συγκρίνοντας αυτές τις ιστορίες με τις παρατηρήσεις μου, συνειδητοποίησα ότι ήμουν μάρτυρας ενός φαινομένου που μπορεί να ονομαστεί το φαινόμενο της καμινάδας. Μόνο σε γιγαντιαία κλίμακα.
Τεράστιες θερμικές μάζες κατά την έκρηξη του υδρογόνου αποσπάστηκαν από την επιφάνεια της γης και κινήθηκαν προς το κέντρο του μύκητα. Αυτό το φαινόμενο προέκυψε λόγω των τερατωδών θερμοκρασιών που έδωσε μια πυρηνική έκρηξη. ΣΕ αρχικό στάδιοη θερμοκρασία της έκρηξης ήταν 30 χιλιάδες βαθμοί Κελσίου Στο στέλεχος ενός πυρηνικού μανιταριού ήταν τουλάχιστον 8 χιλιάδες. Μια τεράστια, τερατώδης δύναμη αναρρόφησης προέκυψε, παρασύροντας στο επίκεντρο της έκρηξης όσα αντικείμενα βρίσκονταν στο σημείο. Επομένως, το αεροπλάνο που παρατήρησα κατά την πρώτη πυρηνική έκρηξη δεν ήταν παραίσθηση. Απλώς τραβήχτηκε στο πόδι του μανιταριού και έκανε απίστευτες στροφές εκεί ...
Η διαδικασία που παρατήρησα στην έκρηξη της βόμβας υδρογόνου είναι πολύ επικίνδυνη. Όχι μόνο από την υψηλή θερμοκρασία του, αλλά και από την επίδραση της απορρόφησης γιγάντιων μαζών, που κατάλαβα, είτε πρόκειται για τον αέρα είτε για το υδάτινο κέλυφος της Γης.
Ο υπολογισμός μου το 1962 έδειξε ότι αν ένας πυρηνικός μύκητας εισχωρήσει στην ατμόσφαιρα σε μεγάλο ύψος, θα μπορούσε να προκαλέσει μια πλανητική καταστροφή. Όταν το μανιτάρι ανέβει σε ύψος 30 χιλιομέτρων, θα ξεκινήσει η διαδικασία αναρρόφησης των μαζών νερού-αέρα της Γης στο διάστημα. Το κενό θα αρχίσει να λειτουργεί σαν αντλία. Η γη θα χάσει τα κελύφη του αέρα και του νερού μαζί με τη βιόσφαιρα. Η ανθρωπότητα θα χαθεί.
Υπολόγισα ότι για αυτή την αποκαλυπτική διαδικασία αρκεί μια ατομική βόμβα μόνο 2 χιλιάδων κιλοτόνων, δηλαδή μόνο τριπλάσια δύναμη από τη δεύτερη έκρηξη υδρογόνου. Αυτό είναι το απλούστερο ανθρωπογενές σενάριο για τον θάνατο της ανθρωπότητας.
Κάποτε μου απαγόρευσαν να μιλήσω γι' αυτό. Σήμερα θεωρώ καθήκον μου να μιλήσω άμεσα και ανοιχτά για την απειλή για την ανθρωπότητα.
Η Γη έχει συσσωρεύσει τεράστια αποθέματα πυρηνικών όπλων. Οι αντιδραστήρες των πυρηνικών σταθμών λειτουργούν σε όλο τον κόσμο. Μπορούν να γίνουν λεία για τρομοκράτες. Η έκρηξη αυτών των αντικειμένων μπορεί να φτάσει σε χωρητικότητα μεγαλύτερη από 2.000 κιλοτόνους. Δυνητικά, το σενάριο του θανάτου του πολιτισμού έχει ήδη προετοιμαστεί.
Τι προκύπτει από εδώ; Είναι απαραίτητο να προστατεύονται οι πυρηνικές εγκαταστάσεις από πιθανή τρομοκρατία τόσο προσεκτικά ώστε να είναι εντελώς απρόσιτες για αυτόν. Διαφορετικά, μια πλανητική καταστροφή είναι αναπόφευκτη.
Σεργκέι Αλεξένκο
συμμετέχων στην κατασκευή
Πυρηνικό Semipolatinsk
Το περιεχόμενο του άρθρου
H-BOMB,ένα όπλο μεγάλης καταστροφικής ισχύος (της τάξης των μεγατόνων σε ισοδύναμο TNT), η αρχή λειτουργίας του οποίου βασίζεται στην αντίδραση θερμοπυρηνικής σύντηξης ελαφρών πυρήνων. Η πηγή ενέργειας της έκρηξης είναι διαδικασίες παρόμοιες με αυτές που συμβαίνουν στον Ήλιο και σε άλλα αστέρια.
θερμοπυρηνικές αντιδράσεις.
Το εσωτερικό του Ήλιου περιέχει μια γιγάντια ποσότητα υδρογόνου, το οποίο βρίσκεται σε κατάσταση υπερυψηλής συμπίεσης σε θερμοκρασία περίπου. 15.000.000 Κ. Σε τόσο υψηλή θερμοκρασία και πυκνότητα πλάσματος, οι πυρήνες υδρογόνου υφίστανται συνεχείς συγκρούσεις μεταξύ τους, μερικές από τις οποίες καταλήγουν στη συγχώνευσή τους και, τελικά, στο σχηματισμό βαρύτερων πυρήνων ηλίου. Τέτοιες αντιδράσεις, που ονομάζονται θερμοπυρηνική σύντηξη, συνοδεύονται από την απελευθέρωση τεράστιας ποσότητας ενέργειας. Σύμφωνα με τους νόμους της φυσικής, η απελευθέρωση ενέργειας κατά τη διάρκεια της θερμοπυρηνικής σύντηξης οφείλεται στο γεγονός ότι όταν σχηματίζεται ένας βαρύτερος πυρήνας, μέρος της μάζας των ελαφρών πυρήνων που περιλαμβάνονται στη σύνθεσή του μετατρέπεται σε κολοσσιαία ποσότητα ενέργειας. Γι' αυτό ο Ήλιος, έχοντας μια γιγαντιαία μάζα, χάνει περίπου. 100 δισεκατομμύρια τόνους ύλης και απελευθερώνει ενέργεια, χάρη στην οποία έγινε δυνατή η ζωή στη Γη.
Ισότοπα υδρογόνου.
Το άτομο υδρογόνου είναι το απλούστερο από όλα τα υπάρχοντα άτομα. Αποτελείται από ένα πρωτόνιο, που είναι ο πυρήνας του, γύρω από τον οποίο περιστρέφεται ένα μόνο ηλεκτρόνιο. Προσεκτικές μελέτες του νερού (H 2 O) έδειξαν ότι περιέχει αμελητέες ποσότητες «βαρέος» νερού που περιέχει το «βαρύ ισότοπο» υδρογόνου - δευτερίου (2 Η). Ο πυρήνας του δευτερίου αποτελείται από ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο, ένα ουδέτερο σωματίδιο με μάζα κοντά σε αυτή ενός πρωτονίου.
Υπάρχει ένα τρίτο ισότοπο του υδρογόνου, το τρίτιο, το οποίο περιέχει ένα πρωτόνιο και δύο νετρόνια στον πυρήνα του. Το τρίτιο είναι ασταθές και υφίσταται αυθόρμητη ραδιενεργή διάσπαση, μετατρέποντας σε ισότοπο ηλίου. Ίχνη τριτίου έχουν βρεθεί στην ατμόσφαιρα της Γης, όπου σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των κοσμικών ακτίνων με τα μόρια αερίου που συνθέτουν τον αέρα. Τρίτιο λάβετε με τεχνητά μέσασε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα, ακτινοβολώντας το ισότοπο λιθίου-6 με ροή νετρονίων.
Ανάπτυξη της βόμβας υδρογόνου.
Προκαταρκτικός θεωρητική ανάλυσηέδειξε ότι η θερμοπυρηνική σύντηξη πραγματοποιείται πιο εύκολα σε ένα μείγμα δευτερίου και τριτίου. Λαμβάνοντας αυτό ως βάση, οι επιστήμονες των ΗΠΑ στις αρχές της δεκαετίας του 1950 άρχισαν να εφαρμόζουν ένα έργο για τη δημιουργία μιας βόμβας υδρογόνου (HB). Οι πρώτες δοκιμές ενός μοντέλου πυρηνικής συσκευής πραγματοποιήθηκαν στο χώρο δοκιμών Eniwetok την άνοιξη του 1951. η θερμοπυρηνική σύντηξη ήταν μόνο μερική. Σημαντική επιτυχία σημειώθηκε την 1η Νοεμβρίου 1951, στη δοκιμή μιας τεράστιας πυρηνικής συσκευής, η ισχύς έκρηξης της οποίας ήταν 4 x 8 Mt σε ισοδύναμο TNT.
Η πρώτη αεροπορική βόμβα υδρογόνου πυροδοτήθηκε στην ΕΣΣΔ στις 12 Αυγούστου 1953 και την 1η Μαρτίου 1954, οι Αμερικανοί πυροδότησαν μια ισχυρότερη αεροβόμβα (περίπου 15 Mt) στην Ατόλη Μπικίνι. Από τότε, και οι δύο δυνάμεις πυροδότησαν προηγμένα όπλα μεγατόνων.
Η έκρηξη στην Ατόλη Μπικίνι συνοδεύτηκε από εκτίναξη ένας μεγάλος αριθμόςραδιενεργών ουσιών. Κάποια από αυτά έπεσαν εκατοντάδες χιλιόμετρα από το σημείο της έκρηξης στο ιαπωνικό αλιευτικό Lucky Dragon, ενώ άλλα κάλυψαν το νησί Rongelap. Δεδομένου ότι η θερμοπυρηνική σύντηξη παράγει σταθερό ήλιο, η ραδιενέργεια στην έκρηξη μιας αμιγώς υδρογόνου βόμβας δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από αυτή ενός ατομικού πυροκροτητή μιας θερμοπυρηνικής αντίδρασης. Ωστόσο, στην υπό εξέταση περίπτωση, η προβλεπόμενη και η πραγματική ραδιενεργή πτώση διέφεραν σημαντικά ως προς την ποσότητα και τη σύνθεση.
Ο μηχανισμός δράσης της βόμβας υδρογόνου.
Η αλληλουχία των διεργασιών που συμβαίνουν κατά την έκρηξη μιας βόμβας υδρογόνου μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής. Πρώτον, ο εκκινητής φορτίου μιας θερμοπυρηνικής αντίδρασης (μια μικρή ατομική βόμβα) που βρίσκεται μέσα στο κέλυφος HB εκρήγνυται, με αποτέλεσμα μια λάμψη νετρονίων και τη δημιουργία θερμότητααπαιτείται για την έναρξη της θερμοπυρηνικής σύντηξης. Τα νετρόνια βομβαρδίζουν ένα ένθετο από δευτερίδιο λιθίου - μια ένωση δευτερίου με λίθιο (ισότοπο λιθίου με μαζικός αριθμός 6). Το λίθιο-6 διασπάται από τα νετρόνια σε ήλιο και τρίτιο. Έτσι, η ατομική θρυαλλίδα δημιουργεί τα απαραίτητα υλικά για τη σύνθεση απευθείας στην ίδια τη βόμβα.
Στη συνέχεια ξεκινά μια θερμοπυρηνική αντίδραση σε ένα μείγμα δευτερίου και τριτίου, η θερμοκρασία στο εσωτερικό της βόμβας αυξάνεται γρήγορα, εμπλέκοντας όλο και περισσότερους μεγάλη ποσότηταυδρογόνο. Με περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας, θα μπορούσε να ξεκινήσει μια αντίδραση μεταξύ των πυρήνων του δευτερίου, που είναι χαρακτηριστικό μιας αμιγώς βόμβας υδρογόνου. Όλες οι αντιδράσεις βέβαια προχωρούν τόσο γρήγορα που γίνονται αντιληπτές ως ακαριαίες.
Διαίρεση, σύνθεση, διαίρεση (υπερβόμβα).
Στην πραγματικότητα, στη βόμβα, η ακολουθία των διεργασιών που περιγράφηκαν παραπάνω τελειώνει στο στάδιο της αντίδρασης του δευτερίου με το τρίτιο. Επιπλέον, οι σχεδιαστές βομβών προτίμησαν να χρησιμοποιήσουν όχι τη σύντηξη των πυρήνων, αλλά τη σχάση τους. Η σύντηξη των πυρήνων δευτερίου και τριτίου παράγει ήλιο και γρήγορα νετρόνια, η ενέργεια των οποίων είναι αρκετά μεγάλη ώστε να προκαλέσει τη σχάση των πυρήνων ουρανίου-238 (το κύριο ισότοπο του ουρανίου, πολύ φθηνότερο από το ουράνιο-235 που χρησιμοποιείται στις συμβατικές ατομικές βόμβες). γρήγορα νετρόνιαχώρισε τα άτομα του κελύφους ουρανίου της υπερβόμβας. Η σχάση ενός τόνου ουρανίου δημιουργεί ενέργεια ισοδύναμη με 18 Mt. Η ενέργεια δεν πηγαίνει μόνο στην έκρηξη και στην απελευθέρωση θερμότητας. Κάθε πυρήνας ουρανίου χωρίζεται σε δύο εξαιρετικά ραδιενεργά «θραύσματα». Τα προϊόντα σχάσης περιλαμβάνουν 36 διαφορετικά χημικά στοιχείακαι σχεδόν 200 ραδιομετάδοση. Όλα αυτά συνθέτουν τη ραδιενεργή πτώση που συνοδεύει τις εκρήξεις των υπερβομβών.
Λόγω του μοναδικού σχεδιασμού και του περιγραφόμενου μηχανισμού δράσης, τα όπλα αυτού του τύπου μπορούν να κατασκευαστούν όσο ισχυρά επιθυμείτε. Είναι πολύ φθηνότερο από ατομικές βόμβες ίδιας ισχύος.
Συνέπειες της έκρηξης.
Κρουστικό κύμα και θερμικό αποτέλεσμα.
Η άμεση (πρωτογενής) πρόσκρουση μιας έκρηξης υπερβόμβας είναι τριπλή. Το πιο προφανές από τα άμεσα αποτελέσματα είναι ένα ωστικό κύμα τεράστιας έντασης. Η ισχύς της πρόσκρουσής της, ανάλογα με την ισχύ της βόμβας, το ύψος της έκρηξης πάνω από το έδαφος και τη φύση του εδάφους, μειώνεται με την απόσταση από το επίκεντρο της έκρηξης. Η θερμική επίδραση μιας έκρηξης καθορίζεται από τους ίδιους παράγοντες, αλλά, επιπλέον, εξαρτάται επίσης από τη διαφάνεια του αέρα - η ομίχλη μειώνει απότομα την απόσταση στην οποία ένα θερμικό φλας μπορεί να προκαλέσει σοβαρά εγκαύματα.
Σύμφωνα με υπολογισμούς, σε περίπτωση έκρηξης στην ατμόσφαιρα μιας βόμβας 20 μεγατόνων, οι άνθρωποι θα παραμείνουν ζωντανοί στο 50% των περιπτώσεων εάν 1) καταφύγουν σε υπόγειο καταφύγιο από οπλισμένο σκυρόδεμα σε απόσταση περίπου 8 χλμ. επίκεντρο της έκρηξης (EW), 2) βρίσκονται σε συνηθισμένα αστικά κτίρια σε απόσταση περίπου . 15 χλμ. από το ΑΔ, 3) ήταν ανοιχτά σε απόσταση περίπου. 20 χλμ από EV. Σε συνθήκες κακής ορατότητας και σε απόσταση τουλάχιστον 25 km, εάν η ατμόσφαιρα είναι καθαρή, για άτομα σε ανοιχτές περιοχές, η πιθανότητα επιβίωσης αυξάνεται γρήγορα με την απόσταση από το επίκεντρο. σε απόσταση 32 km, η υπολογιζόμενη τιμή του είναι μεγαλύτερη από 90%. Η περιοχή στην οποία η διεισδυτική ακτινοβολία που εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της έκρηξης προκαλεί θανατηφόρο αποτέλεσμα είναι σχετικά μικρή, ακόμη και στην περίπτωση μιας υπερβόμβας υψηλής απόδοσης.
Μπάλα φωτιάς.
Ανάλογα με τη σύσταση και τη μάζα του εύφλεκτου υλικού που εμπλέκεται στη βολίδα, μπορούν να σχηματιστούν γιγαντιαίες αυτοσυντηρούμενες καταιγίδες που μαίνεται για πολλές ώρες. Ωστόσο, η πιο επικίνδυνη (αν και δευτερεύουσα) συνέπεια της έκρηξης είναι η ραδιενεργή μόλυνση του περιβάλλοντος.
Fallout.
Πώς σχηματίζονται.
Όταν η βόμβα εκραγεί, η βολίδα που προκύπτει γεμίζει με τεράστιο ποσόραδιενεργά σωματίδια. Συνήθως, αυτά τα σωματίδια είναι τόσο μικρά που μόλις εισέλθουν στην ανώτερη ατμόσφαιρα, μπορούν να παραμείνουν εκεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αλλά αν η βολίδα έρθει σε επαφή με την επιφάνεια της Γης, ό,τι βρίσκεται πάνω της, μετατρέπεται σε καυτή σκόνη και στάχτη και τα παρασύρει σε έναν πύρινο ανεμοστρόβιλο. Στη δίνη της φλόγας αναμειγνύονται και συνδέονται με ραδιενεργά σωματίδια. Η ραδιενεργή σκόνη, εκτός από τη μεγαλύτερη, δεν κατακάθεται αμέσως. Η λεπτότερη σκόνη παρασύρεται από το προκύπτον σύννεφο έκρηξης και σταδιακά πέφτει καθώς κινείται προς τα κάτω. Ακριβώς στο σημείο της έκρηξης, οι ραδιενεργές εκρήξεις μπορεί να είναι εξαιρετικά έντονες - κυρίως χοντρή σκόνη που κατακάθεται στο έδαφος. Εκατοντάδες χιλιόμετρα από το σημείο της έκρηξης και σε μεγαλύτερες αποστάσεις, μικρές, αλλά ακόμα ορατή στο μάτισωματίδια τέφρας. Συχνά σχηματίζουν ένα κάλυμμα σαν το χιόνι, θανατηφόρο για όποιον τύχει να βρεθεί κοντά. Ακόμη μικρότερα και αόρατα σωματίδια, προτού εγκατασταθούν στο έδαφος, μπορούν να περιπλανηθούν στην ατμόσφαιρα για μήνες ή και χρόνια, κάνοντας πολλές φορές τον γύρο της υδρογείου. Μέχρι να πέσουν έξω, η ραδιενέργεια τους εξασθενεί σημαντικά. Η πιο επικίνδυνη είναι η ακτινοβολία στροντίου-90 με χρόνο ημιζωής 28 χρόνια. Η πτώση του παρατηρείται ξεκάθαρα σε όλο τον κόσμο. Εγκαθιστώντας σε φύλλωμα και γρασίδι, εισέρχεται στις τροφικές αλυσίδες, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Ως συνέπεια αυτού, αξιοσημείωτες, αν και όχι ακόμη επικίνδυνες, ποσότητες στροντίου-90 έχουν βρεθεί στα οστά των κατοίκων των περισσότερων χωρών. Συσσώρευση στροντίου-90 σε ανθρώπινα οστά σε μακροπρόθεσμαπολύ επικίνδυνο, καθώς οδηγεί στο σχηματισμό κακοήθων όγκων των οστών.
Παρατεταμένη μόλυνση της περιοχής με ραδιενεργές εκροές.
Σε περίπτωση εχθροπραξιών, η χρήση βόμβας υδρογόνου θα οδηγήσει σε άμεση ραδιενεργή μόλυνση της επικράτειας σε ακτίνα περίπου. 100 χλμ από το επίκεντρο της έκρηξης. Σε περίπτωση έκρηξης υπερβόμβας, μια περιοχή δεκάδων χιλιάδων τετραγωνικών χιλιομέτρων θα μολυνθεί. Μια τέτοια τεράστια περιοχή καταστροφής με μία μόνο βόμβα το καθιστά έναν εντελώς νέο τύπο όπλου. Ακόμα κι αν η σούπερ βόμβα δεν χτυπήσει το στόχο, δηλ. δεν θα χτυπήσει το αντικείμενο με κρουστικά-θερμικά φαινόμενα, η διεισδυτική ακτινοβολία και οι ραδιενεργές εκρήξεις που συνοδεύουν την έκρηξη θα καταστήσουν τη γύρω περιοχή ακατάλληλη για κατοίκηση. Μια τέτοια βροχόπτωση μπορεί να συνεχιστεί για πολλές ημέρες, εβδομάδες, ακόμη και μήνες. Ανάλογα με τον αριθμό τους, η ένταση της ακτινοβολίας μπορεί να φτάσει σε θανατηφόρα επίπεδα. Ένας σχετικά μικρός αριθμός υπερβομβών είναι αρκετός για να καλύψει πλήρως μια μεγάλη χώρα με ένα στρώμα ραδιενεργού σκόνης θανατηφόρο για όλα τα ζωντανά πράγματα. Έτσι, η δημιουργία της υπερβόμβας σηματοδότησε την αρχή μιας εποχής όπου κατέστη δυνατό να καταστήσουν ακατοίκητες ολόκληρες ηπείρους. Ακόμα και αργότερα πολύς καιρόςΜετά την παύση της άμεσης έκθεσης σε ραδιενεργές καταρροές, ο κίνδυνος που ενέχει η υψηλή ραδιοτοξικότητα ισοτόπων όπως το στρόντιο-90 θα παραμείνει. Με τα τρόφιμα που καλλιεργούνται σε εδάφη μολυσμένα με αυτό το ισότοπο, η ραδιενέργεια θα εισέλθει στο ανθρώπινο σώμα.