Отстав на старте разработки водородной бомбы, СССР довольно быстро догнал соперника. В термоядерных бомбах используется другой принцип — термоядерный синтез, при котором такие лёгкие элементы, как водород или литий, сливаются в более тяжёлые, за счёт чего выделяется энергия, необходимая для взрыва. Водородная бомба (термоядерное оружие) — вид ядерного оружия, основанного на использовании энергии реакции ядерного синтеза легких элементов в более тяжелые. Принцип термоядерной реакции: Водородная бомба использует термоядерную реакцию, при которой происходит слияние легких ядер (обычно изотопов водорода) при высоких температурах и давлениях.
Ядерная бомба — история появления ядерного оружия
Работа создателей первой водородной бомбы, в том числе и сотрудников КБ-11, была высоко оценена советским правительством. Водородная (термоядерная) бомба: испытания оружия массового поражения. как действует водородная бомба и каковы последствия взрыва. В первую часть вошло описание принципа действия водородной бомбы с дейтеридом лития-6 в качестве основного взрывчатого вещества и урановым детонатором. Принцип действия «сухой» водородной бомбы открыли не Тамм, Сахаров и Гинзбург?
Как работает водородная бомба
В свою очередь, в водородной бомбе энергия высвобождается в результате реакции термоядерного синтеза тяжёлого водорода — дейтерия и трития — и получения более тяжёлых элементов. Возможность использования в качестве детонатора водородной бомбы ядерного заряда обсуждалась ещё физиками работающими в рамках Манхеттенского проекта. В термоядерных бомбах используется другой принцип — термоядерный синтез, при котором такие лёгкие элементы, как водород или литий, сливаются в более тяжёлые, за счёт чего выделяется энергия, необходимая для взрыва. научный руководитель Атомного проекта СССР. СССР начал разрабатывать термоядерную бомбу позднее: первая схема была предложена советскими разработчиками лишь в 1949 году.
Водородная бомба и ядерная бомба отличия
Это позволило сделать в СССР почти полную копию нового вида оружия и благополучно испытать его в 1949 году. Требовалось организовать группу физиков-ядерщиков и техников, способных успешно вести разработки сверхмощного оружия только своими силами. Его директором был назначен Павел Зернов. Объективные проблемы Идти по самому простому пути — сделать бомбу в десять раз больше, а значит и в десять раз мощнее — было бессмысленно.
Бомбардировщик Ту-95.
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. Конфигурация Теллера-Улама слева. Первое испытание водородной бомбы «Айви Майк» Избавляемся от триггера деления Учитывая успех водородной бомбы в высвобождении большого количества термоядерной энергии, естественно спросить, в какой степени термоядерные взрывы можно уменьшить до такой степени, что они могут быть использованы для коммерческого производства электроэнергии.
Законы физики объясняют энерговыделение при термоядерной реакции следующим образом: часть массы лёгких ядер, участвующих в образовании более тяжёлых элементов, остаётся незадействованной и превращается в чистую энергию в колоссальных количествах. Именно поэтому наше небесное светило теряет приблизительно 4 млн т. Изотопы водорода Самым простым из всех существующих атомов является атом водорода.
В его состав входит всего один протон, образующий ядро, и единственный электрон, вращающийся вокруг него. В результате научных исследований воды H2O , было установлено, что в ней в малых количествах присутствует так называемая «тяжёлая» вода. Она содержит «тяжёлые» изотопы водорода 2H или дейтерий , ядра которых, помимо одного протона, содержат так же один нейтрон частицу, близкую по массе к протону, но лишённую заряда. Науке известен также тритий — третий изотоп водорода, ядро которого содержит 1 протон и сразу 2 нейтрона. Для трития характерна нестабильность и постоянный самопроизвольный распад с выделением энергии радиации , в результате чего образуется изотоп гелия. Следы трития находят в верхних слоях атмосферы Земли: именно там, под действием космических лучей молекулы газов, образующие воздух, претерпевают подобные изменения. Получение трития возможно также и в ядерном реакторе путём облучения изотопа литий-6 мощным потоком нейтронов.
А чтобы так ставить вопрос - о переговорах между Москвой и Вашингтоном на равных, - надо было как минимум обеспечить фактический паритет СССР и США в ядерных вооружениях. Советский Союз вступил в эту гонку на исходе тяжелейшей для себя войны и первые пятнадцать лет был в роли догоняющего. Даже после того, как в СССР провели первое испытание своей атомной бомбы 29 августа 1949 года , говорить о преодолении атомной монополии США можно было лишь условно. Согласно рассекреченным документам Атомного проекта СССР в начале 1950 года наша страна располагала только единичными экземплярами ядерных устройств. А в арсенале США уже в 1950 году насчитывалось свыше четырехсот ядерных бомб, причем производили их серийно. Американцы объявили о таком испытании почти на год раньше. Но они, по выражению их же специалистов, взорвали "дом с тритием" - громоздкий лабораторный образец. 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.
Принцип работы водородной бомбы
К созданию водородной бомбы Советский Союз подтолкнула непростая политическая ситуация. неуправляемый термоядерный синтез, что делает его непригодным для энергетических целей, но весьма эффективным для целей разрушения. В свою очередь, в водородной бомбе энергия высвобождается в результате реакции термоядерного синтеза тяжёлого водорода — дейтерия и трития — и получения более тяжёлых элементов.
60 лет назад водородная бомба помогла СССР достичь ядерного паритета с США
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. Ее мощность зависит от размера самой бомбы и той высоты, на которой произошла детонация заряда. Тепловой эффект Водородная бомба всего в 20 мегатонн размеры самой большой испытанной на данный момент бомбы — 58 мегатонн создает огромное количество тепловой энергии: бетон плавился в радиусе пяти километров от места испытания снаряда. В девятикилометровом радиусе будет уничтожено все живое, не устоят ни техника, ни постройки.
В своё время в полемику с американцами вступил патриарх советской атомной науки академик Ю. Смирновым формируют определённый взгляд на историю развития отечественного водородного оружия, который практически ни в одном пункте не совпадает с американским. По материалам юбилейной сессии Курчатовским центром издан доклад. Выдержки из него цитируются под цифрой II. Я постараюсь максимально точно передать позиции сторон и выразить свою, которая, как оказалось, не совпадает с двумя предыдущими. При этом я прошу читателя быть снисходительным — любое воспоминание субъективно, а одни и те же события по-разному воспринимаются разными людьми. Тем более, если учесть, что автор располагал далеко не всей возможной информацией. Как теперь известно, американская водородная бомба начинает свою историю с 1946 года. Именно тогда, вскоре после появления атомных бомб, Э.
Подобно тому как от капсюля-детонатора провоцируется волна горения детонации в химическом взрывчатом веществе, в водородной бомбе Э. Теллера распространяется термоядерная волна по дейтерию, инициированная атомным взрывом. Если устойчивое незатухающее горение возможно, то оно, вызванное относительно скромной энергией атомного взрыва, затем при распространении выделяет произвольно большую энергию. Захватывающая перспектива, не правда ли? В 1951 году, когда я после окончания Московского университета оказался в группе Я. Зельдовича в КБ amp;ndash;11 , там с большим энтузиазмом занимались сходной проблемой отставая , по-видимому, на год-два от Лос-Аламоса. Сейчас, когда узнаёшь у тех же Д. Например, для нас с самого начала представлялась очевидной невозможность разжигания чистого дейтерия — это могло осуществиться только через промежуточную область, насыщенную тритием. Но трития требуется так много, что его производство вступает в острую конкуренцию с производством военного плутония на промышленных реакторах.
Нет ответа и на главный принципиальный вопрос: осуществим ли стационарный режим горения? Дело в том, что при любой детонации существует некоторый минимальный размер радиус детонационного шнура , ниже которого устойчивого режима не существует. Вещество вследствие собственного энерговыделения разлетается быстрее, чем успевает сгореть. Особенностью же высокотемпературной термоядерной плазмы является наличие не только нижнего, но и верхнего радиуса. Всякое вещество, предоставленное самому себе, стремится к термодинамическому равновесию, выравниванию температуры между веществом и излучением. Нетрудно подсчитать, что при рассматриваемых параметрах плазмы подавляющая часть энергии приходится на излучение. Образуется, таким образом, паразитный сток энергии от вещества, то есть от горячих материальных частиц, вступающих в ядерную реакцию, в излучение. Этим объясняется наличие двух радиусов — разлётного и радиационного, причём первый должен быть больше некоторого значения, а второй — меньше некоторого другого. Трудность задачи состояла в том, что радиусы эти оказались близкими.
До сих пор осталось невыясненным, есть ли между ними щель, необходимая для существования устойчивого распространения. Это, скажем так, теоретическая сторона вопроса. А вот как развивались события в плоскости политической. В 1951 году президент США Г. Трумэн направил комиссии по атомной энергии директиву о возобновлении работы по созданию водородной бомбы. К аналогичному выводу в группе Я. Зельдовича пришли к концу 1953 года. То, что вещество горит тем полней и быстрей, чем выше его плотность, следует из самых общих соображений. Задача состояла в том, чтобы понять, как достичь высокой степени сжатия.
У него возникла идея о фокусировке на дейтерии механической энергии, высвобождаемой при взрыве обычной атомной бомбы. Чтобы осуществить такую фокусировку, необходимо надлежащим образом направить ударную волну по окружающему материалу. Этот способ сулил колоссальное сжатие дейтерия. Когда Улам сообщил Теллеру о своей схеме сжатия дейтерия, во время их исторической встречи в начале 1951 года, Теллер предложил вариант, согласно которому не ударные волны сжатия от взрыва атомного устройства, а радиация от этого первичного взрыва должна вызвать так называемую имплозию, приводящую к сильнейшему сжатию дейтерия. Как развивались события дальше? В 1954 году США испытали боевую водородную бомбу, осуществив тем самым окончательный поворот к новой технологии, уцелевшей в основных чертах до наших дней. Но уже в ноябре 1955 года на Семипалатинском полигоне взорвали нашу водородную бомбу новейшего образца.
Науке известен также тритий — третий изотоп водорода, ядро которого содержит 1 протон и сразу 2 нейтрона. Для трития характерна нестабильность и постоянный самопроизвольный распад с выделением энергии радиации , в результате чего образуется изотоп гелия.
Следы трития находят в верхних слоях атмосферы Земли: именно там, под действием космических лучей молекулы газов, образующие воздух, претерпевают подобные изменения. Получение трития возможно также и в ядерном реакторе путём облучения изотопа литий-6 мощным потоком нейтронов. Разработка и первые испытания водородной бомбы В результате тщательного теоретического анализа, специалисты из СССР и США пришли к выводу, что смесь дейтерия и трития позволяет легче всего запускать реакцию термоядерного синтеза. Вооружившись этими знаниями, учёные из США в 50-х годах прошлого века принялись за создание водородной бомбы. И уже весной 1951 года, на полигоне Эниветок атолл в Тихом океане было проведено тестовое испытание, однако тогда удалось добиться лишь частичного термоядерного синтеза. Прошло ещё чуть более года, и в ноябре 1952 года было проведено второе испытание водородной бомбы мощностью порядка 10 Мт в тротиловом эквиваленте. Однако тот взрыв трудно назвать взрывом термоядерной бомбы в современном понимании: по сути, устройство представляло собой крупную ёмкость размером с трёхэтажный дом , наполненную жидким дейтерием. В России тоже взялись за усовершенствование атомного оружия, и первая водородная бомба проекта А.
Отстав на старте разработки водородной бомбы, СССР довольно быстро догнал соперника. Заслуга в такой прыти принадлежит выдающемуся физику Андрею Сахарову. Еще в 1949 году он спроектировал первое советское термоядерное устройство, которое получило название «Слойка». Сахаров предложил принципиально новую концепцию реализации термоядерной реакции, которая в корне отличалась от раздельной схемы Теллера-Улама. Физик разработал схему чередования расщепляющегося материала со слоями топлива-зачинщика реакции. В 1953 году «Слойка» была испытана. В 1953 году группа советских ученых, которая включала Сахарова, Зельдовича, Трутнева и других сильных физиков, разработала идею использования рентгеновского излучения для сжатия дейтерида лития перед синтезом. Эта концепция позволила в 1955 году добиться мощности взрыва в 1,6 мегатонн, открыв безграничные просторы для наращивания силы заряды. Через 6 лет была взорвана «Царь-бомба», которая остается самым мощным оружием, испытанным человечеством. Принцип действия водородной бомбы Основой термоядерного взрыва является энергия, которая выделяется при реакции термоядерного синтеза легких ядер. Подобные реакции происходят на солнце и других небесных светилах. Критические температуры и колоссальное давление приводят к столкновению ядер водорода, при котором образуются тяжелые ядра гелия. Некоторая часть массы ядра водорода переходит в энергию. Подобные реакции и провоцируют постоянное выделение энергии у звезд. Ученые положили в основу такой реакции изотопы водорода, что и дало название будущей бомбе. Именно на дейтерий и тритий положились основные задачи термоядерной реакции.
ВОДОРОДНАЯ БОМБА
Первый — «слойка», представляющая собой атомный заряд, который окружен несколькими слоями легких и тяжелых элементов. Второй — «труба», в которой плутониевая бомба погружалась в жидкий лейтерий. Впоследствии именно первую модель выбрали для дальнейших испытаний. К моменту взрыва полигон быль тщательно подготовлен: 16 самолетов, 7 танков, орудий и минометов, 1300 измерительных, регистрирующих и киносъемочных приборов, 1700 различных индикаторов. Специально для аппаратуры, регистрирующей термоядерные процессы, в 5 м от места подрыва соорудили бункер. Сам заряд установили на стальной башне, на высоте 30 м закрепили бомбу. Около 7:30 утра 12 августа 1953 года горизонт озарила вспышка света от взрыва.
Мощность взрыва в 20 раз превысила показатели первой атомной бомбы. В то время "противник" не обладал ничем подобным.
Взрывная волна уничтожила все в радиусе 4 километров. Работать над созданием водородной бомбы начали сразу после войны в конце 1945 года. Американская бомба, созданная в 1952 году, была названа «Майк», мощность ее взрыва составляла 10,4 мегатонны. Это была огромная конструкция размером с двухэтажный дом. Перед советскими учеными поставили задачу создать похожее устройство, но минимального размера. В 1949 году физик Андрей Сахаров предложил основной принцип советской водородной бомбы — слойку.
Ядерный триггер - по сути "обычная" ядерная бомба, которая используется для пуска термоядерной реакции. Этот поток излучения испаряет тепловой экран и рентгеновское излучение начинает интенсивно поглощаться ураном контейнера термоядерного заряда. В результате так называемой абляции уноса массы с поверхности нагретого контейнера возникает реактивная сила, сжимающая контейнер в 10 раз. Этот эффект называется радиационной имплозией или обжатием излучением. При этом плотность термоядерного топлива обычно - дейтерид лития-6 возрастает в 1000 раз. В результате колоссального давления радиационной имплозии центральный стержень-инициатор из урана-235 также подвергается обжатию, хотя и в меньшей степени, и переходит в надкритическое состояние.
Некоторые из них включают Договор об всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний и Договор о нераспространении ядерного оружия. Важно отметить, что водородная бомба представляет собой чрезвычайно разрушительное оружие, и ее использование имеет потенциально катастрофические последствия для человечества. В настоящее время глобальное сообщество стремится к ядерному разоружению и созданию мира без ядерного оружия. Этот процесс освобождает огромное количество энергии по сравнению с ядерным расщеплением, которое используется в атомных бомбах. Детонатор: Для инициирования термоядерной реакции в водородной бомбе используется атомная бомба в качестве детонатора. Взрыв атомной бомбы создает необходимые условия высокую температуру и давление , чтобы запустить термоядерную реакцию во второй ступени водородной бомбы. Размер и мощность: Водородная бомба может быть значительно более мощной, чем атомная бомба. Мощность водородной бомбы измеряется в мегатоннах TNT и может достигать нескольких сотен мегатонн.
Термоядерная бомба: устройство. Первая термоядерная бомба. Испытание термоядерной бомбы
Для начала реакции термоядерного синтеза требуется создать высокие температуру и давление, а также выделить из лития-6 тритий. Эти условия обеспечивают следующим образом. Вспышка взрыва бомбы АН602 сразу после отделения ударной волны. В это мгновение диаметр шара составлял около 5,5 км, а через несколько секунд он увеличился до 10 км. Оболочку контейнера для термоядерного горючего делают из урана-238 и пластика, рядом с контейнером размещают обычный ядерный заряд мощностью несколько килотонн - его называют триггером, или зарядом-инициатором водородной бомбы. Во время взрыва плутониевого заряда-инициатора под действием мощного рентгеновского излучения оболочка контейнера превращается в плазму, сжимаясь в тысячи раз, что создаёт необходимое высокое давление и огромную температуру. Одновременно с этим нейтроны, испускаемые плутонием, взаимодействуют с литием-6, образуя тритий.
Ядра дейтерия и трития взаимодействуют под действием сверхвысоких температуры и давления, что и приводит к термоядерному взрыву. Световое излучение вспышки взрыва могло вызвать ожоги третьей степени на расстоянии до ста километров. Это фото сделано с расстояния в 160 км. Если сделать несколько слоёв урана-238 и дейтерида лития-6, то каждый из них добавит свою мощность ко взрыву бомбы - т.
За этим лично следил Лаврентий Берия.
Сахарову выделили отдельный коттедж с обстановкой, кухарку и экономку. Создатели водородной бомбы могли позволить себе все, чего лишены были обычные граждане. Но быт их заботил мало. Все внимание уделялось работе. В августе 1953 года на Семипалатинском полигоне в центре опытного поля была построена 37-метровая испытательная вышка.
На удалении были возведены гражданские и промышленные здания и сооружения, выставлены разные образцы военной техники. В ночь перед испытаниями собранное изделие подняли на вышку. А на рассвете произвели взрыв. Многоэтажные дома на испытательном поле разлетелись как карточные домики. Грибообразное облако было видно за 170 километров.
Мощность бомбы составила около 400 тысяч тонн в тротиловом эквиваленте. Радиоактивное облако поднялось на высоту 16 километров и достигло практически Китая. С Семипалатинского полигона в ЦК Партии по спецсвязи было передано срочное сообщение: 12 августа в 4 часа 30 минут по московскому времени взорвано изделие РДС-6С. Впервые в СССР осуществлена термоядерная реакция. Как на это отреагировали за океаном?
Какие разработки последовали за взрывом РДС-6С? И что напугало ученых-ядерщиков перед испытаниями «Царь-бомбы»? Смотрите полный выпуск программы «Секретные материалы» на телеканале «Звезда».
В ядерном синтезе легкие ядра, обычно изотопы водорода деутерий и тритий , объединяются, чтобы образовать более тяжелое ядро, освобождая при этом огромное количество энергии. Двухступенчатая конструкция: Водородная бомба состоит из двух ступеней. Первая ступень, называемая урановой "подрывной зарядкой" или "примесной зарядкой", использует энергию атомной бомбы, чтобы создать условия для термоядерной реакции. Вторая ступень, называемая "термоядерной ступенью", содержит деутерий и тритий, которые при взрыве испускают огромное количество энергии в результате ядерного синтеза. Гораздо большая мощность: Водородная бомба значительно мощнее атомной бомбы. Мощность водородной бомбы измеряется в мегатоннах TNT эквивалент тротилового эквивалента , что означает, что она способна создать разрушения, эквивалентные множеству миллионов тонн тротила. Разработка и испытания: Разработка водородной бомбы требует значительных научных знаний и технологического уровня.
Первая успешная испытанная водородная бомба была проведена в 1952 году Соединенными Штатами Америки.
Энергия взрыва от такого заряда могла разметать даже крупные авианесущие корабли как детские игрушки. Для этого «торпеда Сахарова» должна была разгоняться с помощью парового ядерного двигателя. И это в неограниченных количествах как по длительности, так и по дальности «ядерного путешествия». Это позволяет любому аппарату добраться из места пуска до места подрыва всего за 6 часов. Посмотрите на самые впечатляющие ядерные взрывы в истории: 14фотографий.
Мощнейшее смертоносное оружие: как устроена водородная бомба и чем она отличается от атомной
| «Сахаровская слойка»: секреты появления в СССР водородной бомбы | Принцип работы и преимущества вакуумной бомбы. |
| ВОДОРОДНАЯ БОМБА | Энциклопедия Кругосвет | В заключение, вероятно, взорвем водородную бомбу мощностью в 50 миллионов тонн тротила. |
| Водородная бомба | В термоядерных бомбах используется другой принцип — термоядерный синтез, при котором такие лёгкие элементы, как водород или литий, сливаются в более тяжёлые, за счёт чего выделяется энергия, необходимая для взрыва. |
Please wait while your request is being verified...
| Последствия взрыва водородной бомбы | Термоя́дерное ору́жие — вид ядерного оружия, разрушительная сила которого основана на использовании энергии реакции ядерного синтеза лёгких элементов в более тяжёлые. |
| «Отец» водородной бомбы | Водородные бомбы, также известные как термоядерные бомбы, намного мощнее атомных бомб и основаны на другом типе ядерной реакции, называемой синтезом. |
| Принцип действия термоядерного синтеза | Принцип работы и преимущества вакуумной бомбы. |