Водородные бомбы, также известные как термоядерные бомбы, намного мощнее атомных бомб и основаны на другом типе ядерной реакции, называемой синтезом. Водородная бомба (также известная как водородная бомба, слитая бомба, или термоядерная бомба) является атомной бомбой, чья основной энергия исходит от синтеза легких ядер. СССР начал разрабатывать термоядерную бомбу позднее — первая схема была предложена советскими разработчиками лишь в 1949 году. Испытание первой водородной бомбы на Семипалатинском полигоне.
Д.т.н. И.И.Никитчук. Термоядерный прорыв. К истории создания водородной бомбы в СССР
| 3. Водородная бомба: кто выдал её секрет. Оружие, которое себя исчерпало | ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. |
| Водородная бомба | Наука | Дзен | 55 лет назад Никита Хрущев объявил о создании в СССР водородной бомбы. |
Водородная бомба и ядерная бомба отличия
Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе. Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы.
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 6Li это связано с особенностями прохождения термоядерных реакций , а в природе он находится в смеси с изотопом 7Li. Поэтому были построены специальные производства для разделения изотопов лития и отбора только 6Li. 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. Фото момента взрыва показано ниже.
При этом было показано, что мощность термоядерного заряда действительно не имеет ограничений. Ведь достаточно было выполнить третью ступень, и расчетная мощность была бы достигнута. А ведь можно наращивать число ступеней и далее, так как вес «Царь-бомбы» составил не более 27 тонн. Вид этого устройства показан на фото ниже.
Даже после того, как в СССР провели первое испытание своей атомной бомбы 29 августа 1949 года , говорить о преодолении атомной монополии США можно было лишь условно. Согласно рассекреченным документам Атомного проекта СССР в начале 1950 года наша страна располагала только единичными экземплярами ядерных устройств. А в арсенале США уже в 1950 году насчитывалось свыше четырехсот ядерных бомб, причем производили их серийно.
Американцы объявили о таком испытании почти на год раньше. Но они, по выражению их же специалистов, взорвали "дом с тритием" - громоздкий лабораторный образец. А в СССР провели испытание компактного, практически готового к применению боевого устройства: бомбу РДС-6с испытали, сбросив с самолета. В последующие 5-7 лет этот перелом удалось закрепить. Инициативные разработки конструкторов-ядерщиков обеспечили создание в СССР новейших систем вооружения для целей обороны и стратегического сдерживания. Поэтому заявление Хрущева в Берлине, сделанное 16 января 1963 года, отражало реальную расстановку сил и принципиально отличалось от того, что было сообщено от имени советского руководства в марте 1950-го. Так или иначе, но уже 5 августа 1963 года в Кремле лидеры СССР, США и Великобритании подписали первый международный договор, который ограничивал процесс разработки атомного оружия.
Документ, вошедший в историю как Московский договор 1963 года, запрещал проводить ядерные испытания в атмосфере, в космосе и под водой. Это стало фундаментом для дальнейших переговоров.
В этот крошечный промежуток времени энергия, выделяемая каждой реакцией, нагревает смесь еще больше; процесс горения становится самоподдерживающимся — достигается воспламенение. Получается миниатюрный термоядерный взрыв. Будущий реактор ICF будет работать в импульсном режиме, при этом крошечные топливные таблетки одна за другой сбрасываются во взрывную камеру и зажигаются лазерными импульсами. Взрывная камера NIF слева. Лазерный отсек NIF, генерирующий 192 луча Излишне говорить, что базовая физика ICF была разработана в контексте разработки ядерного оружия и до сих пор существенно пересекается с областью секретных военных исследований. Можно было бы много сказать о политике магнитного и инерционного синтеза, но это не моя тема здесь.
ОтSuper-бомбы к радиационному взрыву Пока что единственной доступной технологией генерирования большого количества избыточной энергии с помощью реакций ядерного синтеза является водородная бомба, также известная как термоядерная бомба. Впервые эта технология была успешно испытана 31 октября 1952 года. Во время американского Манхэттенского проекта создания атомной бомбы, использующей реакции ядерного деления, физик Эдвард Теллер задумал потенциально гораздо более разрушительное оружие, основанное не на делении урана, а на синтезе изотопов водорода. Его называли Super. Поскольку было ясно, что химические взрывчатые вещества не могут генерировать температуру в десятки миллионов градусов, необходимую для зажигания термоядерных реакций, единственным вариантом было использование бомбы деления. Название изобретения — «Совершенствование методов и средств использования ядерной энергии». Что и говорить, устройство не предназначалось для гражданского использования! Содержание патента фон Неймана-Фукса до сих пор официально является секретом правительства США, но его можно найти в увлекательной серии томов, опубликованных в России в 2008 году «Атомный проект СССР: Документы и материалы».
Там можно найти подробный текст с расчетами и диаграммами в переводе на английский и русский языки, а также комментарии к нему ведущих советских исследователей с 1948 года. Как такое возможно? Клаус Фукс позже признал, что был советским агентом! В конструкции фон Неймана-Фукса уже заложено то, что стало основным принципом действия водородной бомбы: «радиационная имплозия». Вместо того, чтобы оборачивать термоядерное топливо вокруг бомбы деления, как это было изначально задумано для Super, поместите топливо в отдельный контейнер и используйте интенсивный импульс излучения, генерируемый взрывом деления, чтобы нагреть, сжать и воспламенить его. Устройство, которое, наконец, использовалось в успешном испытании 1952 года, основывалось на этом радиационном взрыве в более продвинутой форме, разработанном Эдвардом Теллером и Станиславом Уламом. Это знаменитая двухступенчатая «конфигурация Теллера-Улама», проиллюстрированная на прилагаемой диаграмме. Он стал своего рода моделью для более позднего развития термоядерного синтеза с лазерным управлением.
2. Чем отличаются атомная, ядерная и термоядерная бомбы?
- Последние материалы
- Что произойдет после взрыва ядерной бомбы?
- Водородная бомба | Наука | Дзен
- Навигация по записям
Уроки водородной бомбы для мирного термоядерного синтеза
Водородная бомба КНДР — объект пока что гипотетический, о ее существовании говорят лишь косвенные улики. История создания водородной бомбы содержит в себе маленький детективный сюжет, оказавший огромное влияние на жизнь двух американских физиков — Роберта Оппенгеймера и Эдварда Теллера. ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Работать над созданием водородной бомбы начали сразу после войны в конце 1945 года. Термоядерная (водородная) бомба — также достаточно проста по конструкции.
Атомная, водородная и нейтронная бомбы
Осознав из донесений разведки всю опасность отставания в этой области, осенью 1942 года руководство СССР приняло решение о возобновлении работ по урану. Научным руководителем советского атомного проекта стал 40-летний физик Игорь Курчатов, в команду которого вошли Юлий Харитон, Исаак Кикоин, Яков Зельдович и ряд других ученых. Но в условиях жесточайшей войны достаточное финансирование проекта было невозможным. И именно американцы продемонстрировали всю его разрушительную силу летом 1945-го: 6 августа на Хиросиму сбросили бомбу под кодовым названием «Малыш», а 9 августа на Нагасаки — «Толстяк». Правда, американские газеты пестрели яркими заголовками, в которых акцент делался на мощности оружия. Некоторые издания обвиняли руководство Японии в том, что оно вынудило США пойти на такие меры. Иосиф Сталин собрал совещание, на котором поручил ускорить работы по созданию советской атомной бомбы. Куратором от правительства стал Лаврентий Берия.
Просите всё что угодно! Отказа не будет. Только дайте бомбу», — сказал Сталин. Уже через год, в 1946-м, Игорь Курчатов с коллегами запустили первый в Евразии уран-графитовый реактор. А в 1949-м состоялись первые испытания советского ядерного оружия — появилась наша атомная бомба, началось их серийное производство. Но для победы в гонке вооружений Советскому Союзу понадобилась разработка оружия, превышавшего по мощности ядерное. Лебедева ФИАН , других ученых.
Чем водородная бомба отличается от атомной Термоядерный синтез — процесс, который происходит во время детонации водородной бомбы — самый мощный тип доступной человечеству энергии. В мирных целях его использовать мы еще не научились, зато приспособили к военным. Эта термоядерная реакция, подобная той, что можно наблюдать на звездах, высвобождает невероятный поток энергии. В атомной же энергия получается от деления атомного ядра, поэтому взрыв атомной бомбы намного слабее. Первое испытание И Советский Союз вновь опередил многих участников гонки холодной войны. Первую водородную бомбу, изготовленную под руководством гениального Сахарова, испытали на секретном полигоне Семипалатинска — и они, мягко говоря, впечатлили не только ученых, но и западных лазутчиков. Ударная волна Прямое разрушительное воздействие водородной бомбы — сильнейшая, обладающая высокой интенсивностью ударная волна.
Все дело в различной критической массе ядерного топлива , а также в различии процессов высвобождения энергии. В ядерной бомбе процесс начинается после детонации заряда, расположенного внутри атомной бомбы, в которой находится уран или плутоний. После мини-взрыва, который приводит к детонации, изотопы начинают распадаться, захватывая нейтроны. Начинается цепной процесс деления атомных ядер. После разрушения структуры атомов происходит ядерное возбуждение энергии с момента, когда ядерный заряд достигнет критической отметки. Это и приводит к ядерному взрыву. Водородная бомба основана на совершенно ином процессе высвобождения энергии. Для начала в водородной бомбе начинается процесс расщепления тяжелых ядер дейтерида лития-6, который распадается на тритий и гелий. И только потом происходит процесс термоядерного синтеза, что приводит к резкому нагреву боевого заряда с последующим мощнейшим взрывом. Теоретически максимальный верхний предел мощности атомной бомбы, которую люди в настоящий момент могут изготовить, составляет около 800 000 тонн в тротиловом эквиваленте. Но такую бомбу никто не делает, так как мощность в 500 000 тонн — уже вершина безумия. Кстати, ядерное топливо уран-235, который используется в атомной бомбе, делится не полностью. Например, атомная бомба, сброшенная американцами на Хиросиму, Япония, содержала 60 килограммов урана-235. Но успешному делению подверглось только 700 граммов топлива.
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.
3. Водородная бомба: кто выдал её секрет
Одним из типов ядерного оружия является термоядерное оружие, которое многим из нас более известно под названием водородная бомба. Это достигается помещением в бомбу специального твердого соединения — дейтерида лития, который состоит из лития-6 и водорода-2. Мировое сообщество было разочаровано новостью о создании водородной бомбы, считает историк Клим Жуков. оружие невероятной разрушительной силы, чья мощность исчисляется мегатоннами в тротиловом эквиваленте.
Принцип работы водородной бомбы
Водородную бомбу было решено взорвать на поверхности земли, несмотря на то, что конфигурация позволяла сбросить ее с самолета. Водородная бомба — ядерное оружие, которое использует процесс термоядерного синтеза для создания огромного количества энергии. Водородная бомба является гораздо более продвинутой и технологичной, чем атомная. Одним из типов ядерного оружия является термоядерное оружие, которое многим из нас более известно под названием водородная бомба. Наша статья посвящена истории создания и общим принципам синтеза такого устройства, как термоядерная бомба, иногда называемой водородной. Принцип работы Действие водородной бомбы основано на использовании энергии, выделяющейся при реакции термоядерного синтеза лёгких ядер.
Как действует водородная бомба и каковы последствия взрыва? Инфографика
Задание на разработку такого заряда со стороны военного ведомства США было выдано. Однако, «отец атомной бомбы» Роберт Оппенгеймер, шокированный атомной бомбардировкой Хиросимы и Нагасаки что для перелома ситуации в войне с Японией вовсе не требовалось , в которой погибли более 140 тысяч человек одномоментно и примерно столько же впоследствии от «лучевой болезни», от создания «гиперсмертельного оружия» отказался. Он был отстранен от проекта и подвергся гонениям со стороны американского руководства и спецслужб США. Новый проект возглавил физик-ядерщик Эдвард Теллер по национальности - венгр. Наша внешняя разведка не дремала, и о новом направлении «Манхэттенского проекта» стало известно в Спецкомитете, который возглавлял Л. Были предприняты ответные меры.
К этому периоду относятся и предложения А. Сахарова, физика-ядерщика, в то время работавшего сменным инженером на оборонном заводе. Через своего отца - великолепного школьного преподавателя физики в Москве, автора учебника по физике, Сахаров сумел передать И. Тамму свою тетрадь с обоснованием возможности создания термоядерной бомбы и управляемой термоядерной реакции с целью получения колоссальной энергии для хозяйственных нужд. Сахаров сразу же был направлен в лабораторию И.
Тамма в качестве аспиранта и начал интенсивно работать над проектом в содружестве с В. Гинзбургом и Ю. Группу И. Саров к сожалению, по причине «политической неблагонадежности» жены В. Гинзбург был отстранен от участия в проекте, хотя именно ему принадлежала идея использования в качестве термоядерного топлива дейтерида лития LiD6, в обиходе физиков-ядерщиков называвшегося «Лидочка».
Зельдовичем; - РДС-6С «слойка» - во главе с к. После проведения расчетно-теоретических и экспериментальных исследований, разработка РДС-6Т была приостановлена как неперспективная. К работе были привлечены такие гиганты науки, как академики Келдыш М. В 1952 г. В этом экспериментальном устройстве термоядерное топливо дейтерий и тритий находилось в жидком виде в огромных сосудах Дьюара.
Для инициирования реакции синтеза использовался атомный заряд. Мы пошли своим путем… Первая советская водородная 12 августа 1953 г. В РДС-6С была успешно реализована физическая идея, получившая название «слойка» одноступенчатая схема термоядерного заряда. Созданный научно-технический и производственный задел обеспечил прогресс в области конструирования термоядерного оружия. Основные результаты создания РДС-6С: - впервые в СССР было реализовано зажигание и горение термоядерного горючего, практически показана возможность создания одностадийного термоядерного заряда; - схема РДС-6С оказала прямое влияние на выбор схемы термоядерного узла в будущих термоядерных зарядах на принципах радиационной имплозии.
За разработку первого одноступенчатого водородного заряда большая группа сотрудников КБ-11 и смежных организаций была удостоена звания Героя Социалистического Труда в том числе, первая Звезда Героя у будущего академика А. По сути, эти параметры послужили отправной точкой, определившей полезную нагрузку и стартовую массу ракеты Р-7 созданной ОКБ-1, главный конструктор С.
Мы решили исправить эту оплошность и рассказать о том, что же это такое. Мы уже рассказывали о количестве ядерных боеголовках в странах мира и количестве ядерных боеголовок России. Немного о терминологии и принципах работы в картинках Разбираясь в том, как выглядит ядерная боеголовка и почему, необходимо рассмотреть принцип ее работы, основанный на реакции деления. Сначала в атомной бомбе происходит детонация. В оболочке располагаются изотопы урана и плутония. Они распадаются на частички, захватывая нейтроны. Далее разрушается один атом и инициируется деление остальных.
Делается это при помощи цепного процесса. В конце начинается сама ядерная реакция. Части бомбы становятся одним целым. Заряд начинает превышать критическую массу. При помощи такой структуры освобождается энергия и происходит взрыв. Кстати, ядерную бомбу еще называют атомной. А водородная получила название термоядерной. Поэтому вопрос, чем отличается атомная бомба от ядерной, по сути своей является некорректным. Это одно и то же.
Отличие ядерной бомбы от термоядерной же заключается не только в названии. Термоядерная реакция основана не на реакции деления, а сжатия тяжелых ядер. Ядерная боеголовка является детонатором или запалом для водородной бомбы. Другими словами, представьте себе огромную бочку с водой. В нее погружают атомную ракету. Вода представляет собой тяжелую жидкость. Тут протон со звуком замещается в ядре водорода на два элемента - дейтерий и тритий: Дейтерий представляет собой один протон и нейтрон. Их масса вдвое тяжелее, чем водород; Тритий состоит из одного протона и двух нейтронов. Они тяжелее водорода в три раза.
Сначала взрывается атомный запал из двух кусков урана-235 или плутония-239. Находятся они в хвостовой части бочки. При соединении они достигают критической массы и начинается цепная реакция. Это и есть атомный взрыв. За счет него выделяется тепло, которое начинает термоядерный синтез гелия из дейтерия. Подробнее о самых мощных атомных бомбах. Испытания термоядерной бомбы После взрыва в Хиросиме и Нагасаки , окончания Второй Мировой Войны, началась гонка между Америкой и СССР и мировое сообщество поняло, что мощнее ядерная или водородная бомба. Разрушительная сила атомного оружия начала привлекать каждую из сторон. США первыми сделали и испытали ядерную бомбу.
Но вскоре стало понятно, что она не может иметь больших размеров. Поэтому было решено попробовать сделать термоядерную боеголовку.
Это была уже настоящая бомба, сброшенная с самолета. Проект был разработан в 1949 году еще до испытания первой советской ядерной бомбы Андреем Сахаровым и Юлием Харитоном. Курчатова 30 октября 1961 года на полигоне "Сухой Нос" на архипелаге Новая земля. Измеренная мощность взрыва составила 58,6 мегатонны, что многократно превышало все опытные взрывы, произведенные на территории СССР или США. Изначально планировалось, что бомба будет еще больше и мощнее, однако не существовало ни одного самолета, который мог бы поднять больший вес в воздух.
Огненный шар взрыва достиг радиуса примерно 4,6 километра. Теоретически он мог бы вырасти до поверхности земли, однако этому воспрепятствовала отраженная ударная волна, поднявшая низ шара и отбросившая его от поверхности. Ядерный гриб взрыва поднялся на высоту 67 километров для сравнения: современные пассажирские самолеты летают на высоте 8-11 километров. Ощутимая волна атмосферного давления, возникшая в результате взрыва, три раза обогнула земной шар, распространившись всего за несколько секунд, а звуковая волна докатилась до острова Диксон на расстоянии около 800 километров от эпицентра взрыва расстояние от Москвы до Санкт-Петербурга. Радиацией было заражено все на расстоянии двух-трех километров.
В природной воде один атом дейтерия приходится на 7000 атомов водорода, но из его количества. 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.
Как работает водородная бомба
Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе. Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.
Отражающая оболочка отражает рентгеновские лучи к стадии слияния Типичное термоядерное устройство имеет две стадии: первичную стадию, на которой инициируется взрыв, и вторичную стадию, место основного термоядерного взрыва. Верхняя часть или первичная часть: это бомба деления типа бомбы А , которая, взорвавшись, вызывает очень сильное повышение температуры и тем самым запуск термоядерного синтеза. В частности, в США будет использоваться праймер цеце. Нижняя часть или вторичная часть: это материал, который будет плавиться, в данном случае литий, вместе с плутониевым сердечником и оболочкой из урана-238. Эта часть окружена пенополистиролом, который позволяет очень сильно нагреваться.
Наконец, можно использовать третью ступень того же типа, что и вторая, для создания гораздо более мощной водородной бомбы. Эта дополнительная ступень намного больше в среднем в десять раз больше , и ее синтез инициируется энергией, выделяемой при синтезе второй ступени. Таким образом, мы можем производить водородные бомбы очень высокой мощности, добавляя несколько ступеней. Мощность первичной ступени и ее способность вызывать взрыв вторичной повышаются подпитываются смесью трития , который вступает в реакцию ядерного синтеза с дейтерием. Синтез генерирует большое количество нейтронов , которые существенно увеличивают деление высокообогащенного плутония или урана, присутствующего в ступенях. Такой подход используется в современном оружии для обеспечения достаточной мощности, несмотря на значительное уменьшение габаритов и веса. Сама бомба окружена конструкцией, которая позволит сохранить массивный вклад рентгеновских лучей, возникающих при взрыве бомбы деления. Затем эти волны перенаправляются, чтобы сжать термоядерный материал, и тогда может начаться полный взрыв бомбы.
Архитектурная бомба Теллера-Улама - это то же самое, что и бомба деления-синтеза-деления. Самого по себе этого недостаточно для начала термоядерного взрыва, но его можно использовать для ускорения реакции: несколько граммов дейтерия и трития в центре делящейся активной зоны произведут большой поток нейтронов, что значительно увеличит скорость горения материал делящийся. Полученные нейтроны имеют энергию 14,1 МэВ , что достаточно, чтобы вызвать деление U-238, что приведет к реакции деления-синтеза-деления. Другие реакции могут продолжаться только тогда, когда первичный ядерный взрыв создал необходимые условия температуры и сжатия. Для реакции деления требуется 550 нс, а для реакции синтеза - 50 нс. После воспламенения химического взрывчатого вещества срабатывает бомба деления.
Принцип действия HB основан на энергии, которая вырабатывается при термоядерном синтезе ядер водорода — точно такой же процесс происходит на Солнце. Чем водородная бомба отличается от атомной Термоядерный синтез — процесс, который происходит во время детонации водородной бомбы — самый мощный тип доступной человечеству энергии. В мирных целях его использовать мы еще не научились, зато приспособили к военным. Эта термоядерная реакция, подобная той, что можно наблюдать на звездах, высвобождает невероятный поток энергии. В атомной же энергия получается от деления атомного ядра, поэтому взрыв атомной бомбы намного слабее. Первое испытание И Советский Союз вновь опередил многих участников гонки холодной войны. Первую водородную бомбу, изготовленную под руководством гениального Сахарова, испытали на секретном полигоне Семипалатинска — и они, мягко говоря, впечатлили не только ученых, но и западных лазутчиков.
В России тоже взялись за усовершенствование атомного оружия, и первая водородная бомба проекта А. Сахарова была испытана на Семипалатинском полигоне 12 августа 1953 года. РДС-6 данный тип оружия массового поражения прозвали «слойкой» Сахарова, так как его схема подразумевала последовательное размещение слоёв дейтерия, окружающих заряд-инициатор имела мощность 10 Мт. Однако в отличие от американского «трёхэтажного дома», советская бомба была компактной, и её можно было оперативно доставить к месту выброски на территории противника на стратегическом бомбардировщике. Приняв вызов, США в марте 1954 произвели взрыв более мощной авиабомбы 15 Мт на испытательном полигоне на атолле Бикини Тихий океан. Испытание стало причиной выброса в атмосферу большого количества радиоактивных веществ, часть из которых выпало с осадками за сотни километров от эпицентра взрыва. Японское судно «Счастливый дракон» и приборы, установленные на острове Рогелап, зафиксировали резкое повышение радиации. Так как в результате процессов, происходящих при детонации водородной бомбы, образуется стабильный, безопасный гелий, ожидалось, что радиоактивные выбросы не должны превышать уровень загрязнения от атомного детонатора термоядерного синтеза. Но расчёты и замеры реальных радиоактивных осадков сильно разнились, причём как по количеству, так и по составу. Поэтому в руководстве США было принято решение временно приостановить проектирование данного вооружения до полного изучения его влияния на окружающую среду и человека.
Д.т.н. И.И.Никитчук. Термоядерный прорыв. К истории создания водородной бомбы в СССР
После воспламенения химического взрывчатого вещества срабатывает бомба деления. Взрыв вызывает появление рентгеновских лучей , которые отражаются от оболочки и ионизируют полистирол, переходящий в плазменное состояние. Рентгеновские лучи облучают буфер, сжимающий термоядерное топливо 6 LiD , и праймер из плутония, который под действием этого сжатия и нейтронов начинает трескаться. Сжатый и доведенный до очень высоких температур дейтерид лития 6 LiD запускает реакцию синтеза. Обычно наблюдается такой тип реакции синтеза: Когда термоядерный материал плавится при температуре более ста миллионов градусов, он выделяет огромное количество энергии. При данной температуре количество реакций увеличивается как функция квадрата плотности: таким образом, более высокое сжатие в тысячу раз приводит к образованию в миллион раз большего количества реакций. Реакция синтеза производит большой поток нейтронов, который облучает буфер, и если он состоит из расщепляющихся материалов например, 238 U , произойдет реакция деления, вызывающая новое высвобождение энергии того же порядка, что и при синтезе. Последовательность взрыва водородной бомбы: A: Бомба до взрыва; верхняя стадия деления первичная , нижняя стадия плавления вторичная , все подвешены в пенополистироле. B: Взрывчатое вещество большой мощности детонирует в первичной обмотке, сжимая плутоний в сверхкритическом режиме и инициируя реакцию деления. C: грунтовка излучает рентгеновские лучи, которые отражаются внутри корпуса и облучают поверхность прокладки пенополистирол прозрачен для рентгеновских лучей и служит только опорой.
D: Рентгеновские лучи испаряют поверхность подушки, сжимая вторичную обмотку, и плутоний начинает делиться. E: Сжатый и нагретый дейтерид лития 6 запускает реакцию синтеза, а поток нейтронов начинает деление буфера. Начинает формироваться огненный шар... Мощность и эффект взрыва Термоядерные бомбы имеют качественно аналогичные эффекты с другим ядерным оружием. Однако они, как правило, более мощные, чем бомбы класса А, поэтому количественные эффекты могут быть намного сильнее. А «классическое» значение энергии , выделяемое при взрыве бомбы деления составляет около 14 кт от TNT или 14000 т , одну тонны тротила развивающейся 10 9 кала , или 4. Конструктивно максимальное значение едва ли превышает 700 узлов. Для сравнения, водородные бомбы теоретически были бы по крайней мере в 1000 раз мощнее, чем « Маленький мальчик» , бомба деления, сброшенная в 1945 году на Хиросиму. Например, первая американская термоядерная бомба « Айви Майк» высвободила около 10 400 кт 10,4 Мт энергии.
В апреле 1947 года в лаборатории в Лос-Аламосе началась целая серия экспериментов, предназначенная для исследования природы термоядерных принципов. От Alarm Clock ученые ожидали наибольшего энерговыделения. Осенью Теллер решил использовать в качестве горючего для устройства дейтерид лития. Исследователи еще не использовали это вещество, но ожидали, что оно позволит повысить эффективность Интересно, что Теллер уже тогда отмечал в своих служебных записках зависимость ядерной программы от дальнейшего развития компьютеров.
Эта техника была необходима ученым для более точных и сложных расчетов. Alarm Clock и РДС-6с имели много общего, но многим и отличались. Американский вариант не был столь практичным как советский из-за своей величины. Большие размеры он унаследовал от проекта Super.
В конце концов, американцам пришлось отказаться от этой разработки. Последние исследования прошли в 1954 году, после чего стало ясно, что проект нерентабелен. Взрыв первой термоядерной бомбы Первое в человеческой истории испытание водородной бомбы произошло 12 августа 1953 года. Утром на горизонте появилась ярчайшая вспышка, которая слепила даже через защитные очки.
Взрыв РДС-6с оказался в 20 раз мощнее атомной бомбы. Эксперимент был признан удачным. Ученые смогли достичь важного технологического прорыва. Впервые в качестве горючего был использован гидрид лития.
В радиусе 4 километров от эпицентра взрыва волной уничтожило все постройки. Это разрушительное оружие было не только самым мощным. Важным достоинством бомбы являлась ее компактность. Снаряд помещался в бомбардировщик Ту-16.
Успех позволил советским ученым опередить американцев. В США в это время было термоядерное устройство, размером с дом. Оно было нетранспортабельным. Главным аргументом американцев был тот факт, что термоядерная бомба должна быть изготовлена по схеме Теллера-Улама.
В ее основе лежал принцип радиационной имплозии. Этот проект будет реализован в СССР через два года, в 1955-м. Водородная бомба была его детищем - именно он предложил революционные те технические решения , которые позволили успешно завершить испытания на Семипалатинском полигоне. В 1953 испытание водородной бомбы показало, что советская наука может преодолеть то, что еще совсем недавно казалось выдумкой и фантастикой.
Поэтому сразу после успешного взрыва РДС-6с началась разработка еще более мощных снарядов. На этот раз она была двухступенчатой и соответствовала схеме Теллера-Улама. Бомбу РДС-37 собирались сбросить с самолета. Однако, когда он поднялся в воздух, стало ясно что испытания придется проводить при нештатной ситуации.
Вопреки прогнозам синоптиков, заметно испортилась погода, из-за чего полигон накрыла плотная облачность. Впервые специалисты оказались вынуждены сажать самолет с термоядерной бомбой на борту. Некоторое время на Центральном командном пункте шла дискуссия о том, что делать дальше. Рассматривалось предложение сбросить бомбу в горах неподалеку, однако этот вариант был отклонен, как слишком рискованный.
Меж тем самолет продолжал кружить рядом с полигоном, вырабатывая горючее. Решающее слово получили Зельдович и Сахаров. Водородная бомба, взорвавшаяся не на полигоне, привела бы к катастрофе. Ученые понимали всю степень риска и собственной ответственности, и все-таки дали письменное подтверждение того, что посадка самолета будет безопасной.
Наконец, командир экипажа Ту-16 Федор Головашко получил команду приземляться. Посадка была очень плавной. Летчики проявили все свои умения и не запаниковали в критической ситуации. Маневр был идеальным.
В Центральном командном пункте облегченно выдохнули. Создатель водородной бомбы Сахаров и его команда перенесли испытания. Вторая попытка была намечена на 22 ноября. В этот день все прошло без внештатных ситуаций.
Бомбу сбросили с высоты в 12 километров. Пока снаряд падал, самолет успел удалиться на безопасное расстояние от эпицентра взрыва. Через несколько минут ядерный гриб достиг высоты 14 километров, а его диаметр - 30 километров. Взрыв не обошелся без трагических происшествий.
От ударной волны на расстоянии в 200 километров выбивало стекла, из-за чего пострадало несколько человек. Также погибла девочка, жившая в соседнем ауле, на которую обвалился потолок. Еще одной жертвой стал солдат, находившийся в специальном выжидательном районе. Солдата засыпало в землянке, и он умер от удушья до того, как товарищи смогли вытащить его.
Разработка «Царь-бомбы» В 1954 году лучшие физики-ядерщики страны под руководством начали разработку мощнейшей в истории человечества термоядерной бомбы. Благодаря своей мощности и размеру бомба стала известна как «Царь-бомба». Участники проекта позже вспоминали, что эта фраза появилась после знаменитого высказывания Хрущева о «Кузькиной матери» в ООН. Официально же проект назывался АН602.
За семь лет разработок бомба пережила несколько реинкарнаций. Сначала ученые планировали использовать компоненты из урана и реакцию Джекилла-Хайда, однако позже от этой идеи пришлось отказаться из-за опасности радиоактивного загрязнения. Испытание на Новой Земле На некоторое время проект «Царь-бомба» был заморожен, так как Хрущев собирался в США, а в холодной войне наступила короткая пауза. В 1961 году конфликт между странами разгорелся вновь и в Москве снова вспомнили о термоядерном оружии.
Самолет добирался до цели два часа. Очередная советская водородная бомба была сброшена на высоте в 10,5 тысяч метров над ядерным полигоном «Сухой Нос». Снаряд взорвался еще в воздухе. Возник огненный шар, который достиг диаметра трех километров и почти коснулся земли.
Согласно подсчетам, ученых сейсмическая волна от взрыва три раза пересекла планету. Удар чувствовался за тысячу километров, а все живое на расстоянии ста километров могло получить ожоги третьей степени этого не произошло, так как данный район был необитаемым. На тот момент наиболее мощная термоядерная бомба США в мощности уступала «Царю-бомбе» в четыре раза. Советское руководство было довольно результатом эксперимента.
В Москве получили то, чего так хотели от очередной водородной бомбы. В дальнейшем разрушительный рекорд «Царя-бомбы» так и не был побит. Самый мощный взрыв водородной бомбы стал важнейшей вехой в истории науки и холодной войны. Термоядерное оружие других стран Британские разработки водородной бомбы начались в 1954 году.
Руководителем проекта был Уильям Пенней, который до того был участником манхэттенского проекта в США. Англичане обладали крохами информации о строении термоядерного оружия. Американские союзники не делились этой информацией. В Вашингтоне ссылались на закон об атомной энергии , принятый в 1946 году.
Единственным исключением для британцев было разрешение вести наблюдения за испытаниями. Кроме того, они использовали самолеты для сбора проб, оставшихся после взрывов американских снарядов. Сперва в Лондоне решили ограничиться созданием очень мощной атомной бомбы. Так начались испытания «Оранжевый вестник».
В ходе них была сброшена самая мощная из не термоядерных бомб в истории человечества. Ее недостатком была чрезмерная дороговизна.
В Индии претензии, сделали то же самое, но несколько экспертов, ссылаясь на отчеты сейсмографа , оспорить этот результат. Северная Корея утверждает, что разработан и успешно испытан, то 6 января 2016 г. Американский институт геологии USGS и Южнокорейское метеорологическое агентство обнаружили землетрясение с магнитудой от 4,2 до 5,1: по мнению экспертов, оно было слишком слабым для аутентификации термоядерной бомбы. Эта страна также утверждает, что провела испытания 3 сентября 2017 г. Расчетная магнитуда этого землетрясения составила 6,3 балла. Действительно, сам по себе термоядерный синтез не производит никаких радиоактивных соединений напрямую. Следовательно, радиоактивные осадки от «чистой» водородной бомбы будут априори менее значительными, чем выпадение от обычной атомной бомбы той же мощности, в то время как другие эффекты остаются столь же разрушительными. Разница заключается в конструкции стадии слияния.
Заменив ее заглушкой из другого тяжелого, но не делящегося металла, такого как свинец , бомба потеряет половину своей мощности, но с гораздо меньшим количеством осадков. Он взорвался на атолле Эниветок Маршалловы острова на. Она имела мощность 10,4 Мт. Испытание Castle Bravo мощностью 15 Мт Бикини, 1954. Castle Bravo - это название самой мощной водородной бомбы, испытанной в США. Это самый мощный техногенный ядерный взрыв в истории. Канопус - это название первой водородной бомбы, испытанной Францией на 24 августа 1968 г. Среди аварий, связанных с действующими водородными бомбами, особенно известны два: 17 января 1966 г. В-52 с четырьмя водородными бомбами разбился после пожара на борту. Все четыре бомбы были уничтожены в результате взрыва, и их радиоактивное содержимое улетучилось.
Однако термоядерный характер этих бомб не повлиял на эти аварии, так как правильное зажигание второй ступени было невозможно в случайных обстоятельствах.
Почему при взрыве образуется "гриб"? На самом деле облако грибовидной формы — обыкновенное физическое явление. Такие облака образуются при обычных взрывах достаточной мощности, при извержениях вулканов, сильных пожарах и падениях метеоритов. Горячий воздух всегда поднимается выше холодного, однако тут его нагрев происходит настолько быстро и так мощно, что он видимым столбом поднимается вверх, закручивается в кольцеобразный вихрь и тянет за собой "ножку" — столб пыли и дыма с поверхности земли. Поднимаясь, воздух постепенно охлаждается, становясь похожим на обычное облако из-за конденсации паров воды. Однако это еще не все. Гораздо опаснее для человека ударная взрывная волна, расходящаяся по поверхности земли от эпицентра взрыва по окружности радиусом, достигающим 700 км, и радиоактивные осадки, выпадающие из того самого грибовидного облака.
В день на полигонах могли производиться по три-четыре эксперимента, в ходе которых изучалась динамика взрыва, поражающие способности, потенциальный ущерб противника. Первый опытный образец был взорван 27 августа 1949 года, а последнее испытание ядерного оружия в СССР произвели 25 декабря 1962-го. Все испытания проходили в основном на двух полигонах — на Семипалатинском полигоне или "Сияпе", расположенном на территории Казахстана, и на Новой земле, архипелаге в Северном Ледовитом океане. Там осуществили взрыв заряда мощностью 10,4 мегатонны, что в 450 раз превышало мощность бомбы "Толстяк", сброшенной на Нагасаки.
Термоядерная бомба: устройство. Первая термоядерная бомба. Испытание термоядерной бомбы
Полностью же на использование твёрдого термоядерного горючего советские разработчики перешли только в водородной бомбе, взорванной в 1955 году. Водородные бомбы — наиболее разрушительный его вариант — имеют теоретически неограниченную мощность, и потому при их разработке между СССР и США развернулась гонка. Водородная бомба является гораздо более продвинутой и технологичной, чем атомная. В водородной бомбе применяется не чистый водород, а дейтерид лития-6, содержащий в себе изотоп водорода дейтерий и изотоп лития, служащий для выделения еще одного изотопа водорода – трития. Водородная бомба является гораздо более продвинутой и технологичной, чем атомная.
Последствия взрыва водородной бомбы
Водородная (термоядерная) бомба: испытания оружия массового поражения. как действует водородная бомба и каковы последствия взрыва. Иллюстрация взрыва водородной бомбы После взрыва в Хиросиме и Нагасаки, окончания Второй Мировой Войны, началась гонка между Америкой и СССР и мировое сообщество поняло, что мощнее ядерная или водородная бомба. термоядерное оружие колоссальной разрушительной силы, использующее в качестве источника энергии синтез тяжёлых ядер дейтерия и трития. Испытание первой водородной бомбы на Семипалатинском полигоне. Вслед за "чистой водородной бомбой" в 58 мегатонн, которую сбросили с самолета над Новой Землей 30 октября 61-го, на том же Северном полигоне и в том же году испытали еще не менее десяти мощных термоядерных бомб и боеголовок мегатонного класса. Как теперь известно, американская водородная бомба начинает свою историю с 1946 года.