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
«взрывает» реакция неуправляемого термоядерного синтеза. У водородной бомбы нет фугасного действия, при взрыве, как у взрывчатки. Водородная, или термоядерная бомба, стала краеугольным камнем гонки вооружений между США и СССР. Испытание первой водородной бомбы было проведено советскими учеными. ВОДОРОДНАЯ БОМБА — оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер.
Водородная и атомная бомбы: сравнительные характеристики
Принцип действия водородной бомбы состоит в следующем: сначала взрывается внутри оболочки HB заряд, который является инициатором термоядерной реакции, как результат возникает нейтронная вспышка. На этапе горения лития и урана термоядерная бомба по устройству напоминает звезду. Двое разработчиков американского атомного оружия утверждают, что секрет водородной бомбы был похищен советской разведкой. Если вы посмотрели эту новость «США разрабатывают новую термоядерную бомбу», обязательно расскажи свои впечатления о ней, своим друзьям в соцсетях и в комментариях ниже.
Опасная «слойка»: как советская водородная бомба потрясла мир
«Вследствие осуществления в водородной бомбе мощной термоядерной реакции взрыв был большой силы, — писали «Известия». Формула LiD, в советском водородном проекте нежно названная Лидочкой. Взрыв водородной бомбы – неуправляемый термоядерный синтез, что делает его непригодным для энергетических целей, но весьма эффективным для целей разрушения.
Опасная «слойка»: как советская водородная бомба потрясла мир
Мощность термоядерной ВВ 30 кт/кг, хотя я считал по формулам и получилось 70 кт/кг. История создания водородной бомбы содержит в себе маленький детективный сюжет, оказавший огромное влияние на жизнь двух американских физиков — Роберта Оппенгеймера и Эдварда Теллера. Водородная «Царь-бомба» Мощнейшая в истории человечества водородная бомба была взорвана. Если вы посмотрели эту новость «США разрабатывают новую термоядерную бомбу», обязательно расскажи свои впечатления о ней, своим друзьям в соцсетях и в комментариях ниже.
50 лет назад была испытана водородная бомба
Попробуем разобраться. О том, что в СССР проведено успешное испытание термоядерного заряда это произошло 12 августа 1953 года на Семипалатинском полигоне и что на вооружение советской стратегической авиации приняты водородные бомбы, западным разведкам уже было известно. Да и советские лидеры этого не скрывали. Более того, еще 17 октября 1961 года, когда в Москве начал работу XXII съезд КПСС, а на Новой Земле готовились испытать самую мощную термоядерную бомбу, Никита Хрущев публично, прямо в докладе, предупредил об ожидаемом "подарке съезду". 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. А кроме того, испытывались оперативно-тактическая ракета Р-12, зенитные и самонаводящиеся крылатые ракеты. Но об этих идущих на вооружение боевых системах в открытой печати не сообщалось. В августе-декабре 1962 года, включая самые тревожные дни Карибского кризиса, "грибной сезон" продолжился. Всего в СССР, включая Семипалатинский полигон, в период с 20 октября по 5 ноября 1962 года было проведено пятнадцать ядерных взрывов.
А завершилась программа таких испытаний декабрьской серией из 11 термоядерных бомб и боеголовок мегатонного класса, взорванных над мысом Сухой Нос у западного побережья Новой Земли. Причем 18, 24 и 25 декабря проводили по два испытания в день, а 23-го было проведено три... В 1961-1963 годах США провели как минимум 125 ядерных испытаний Справедливости ради отметим, что Соединенные Штаты за период 1961-1963 годов провели на трех своих полигонах в Неваде, на острове Рождества и острове Джонстона как минимум 125 ядерных испытаний в атмосфере и под водой.
В отличие от Фукса и Холла, после войны Персей остался в Лос-Аламосе и сильно поднялся по служебной лестнице. К этому времени он порвал с советской разведкой и чувствовал себя в полной безопасности. Но весной 1954 года к нему обратился советский агент с просьбой последний раз помочь друзьям прошлых лет по всей видимости, под угрозой разоблачения — и Персей не смог отказаться. Почему эта дата столь важна? Радиохимический анализ убедил советских физиков, что это была настоящая водородная бомба, которой у СССР еще не было. Советский Союз располагал лишь 400-килотонной атомной бомбой с водородным усилением, то есть менее мощной почти в сорок раз. С помощью Персея разведка решила выведать, как действует новое оружие.
И тот выдал главный секрет , открытый за три года до того Эдвардом Теллером и Станиславом Уламом. Эти ученые пришли к выводу, что капсулу с тяжелым водородом и атомный запал надо развести в пространстве.
А ещё Вашингтон откровенно занимался ядерным шантажом. На правах сильного. И на этот шантаж как-то надо было отвечать. И, надо полагать, что при наличии политической воли в Вашингтоне и при наличии того флота стратегических бомбардировщиков в том числе и B-52 , Америка запросто могла реализовать свои планы. Необходимо было как-то отвечать, демонстрировать возможность адекватного ответа.
Конечно, у СССР уже тогда имелись термоядерные боеприпасы. Но их разнообразие было невелико, а количество было существенно меньше, чем у США. Да и с носителями были определённые трудности. Безусловно, у нашей страны уже тогда были межконтинентальные ракеты Р-7, но количество их было крайне мало. И так было до 1963 года, когда на боевое дежурство стали ставить ракеты Р-16. Оставалась одна надежда на стратегические бомбардировщики в связке с мощными термоядерными боеприпасами.
Несмотря на успешное испытание, бомба на вооружение не поступила; тем не менее, создание и испытание сверхбомбы имели большое политическое значение, продемонстрировав, что СССР решил задачу достижения практически любого уровня мегатоннажа ядерного арсенала.
Принцип действия водородной бомбы Действие водородной бомбы основано на использовании энергии, выделяющейся при реакции термоядерного синтеза лёгких ядер. Именно эта реакция протекает в недрах звёзд, где под действием сверхвысоких температур и гигантского давления ядра водорода сталкиваются и сливаются в более тяжёлые ядра гелия. Во время реакции часть массы ядер водорода превращается в большое количество энергии — благодаря этому звёзды и выделяют огромное количество энергии постоянно. Учёные скопировали эту реакцию с использованием изотопов водорода — дейтерия и трития, что и дало название «водородная бомба». Изначально для производства зарядов использовались жидкие изотопы водорода, а впоследствии стал использоваться дейтерид лития-6, твёрдое вещество, соединение дейтерия и изотопа лития. Дейтерид лития-6 является основным компонентом водородной бомбы, термоядерным горючим. В нём уже хранится дейтерий, а изотоп лития служит сырьём для образования трития.
Академик РАН Михаил Федонкин: водород стал предтечей всего в космосе и на Земле
В итоге конструкторский коллектив, в который входили Виктор Адамский, Андрей Сахаров, Юрий Бабаев, Юрий Смирнов и Юрий Трутнев, решил отказаться от реакции Джекила — Хайда в третьей ступени бомбы и заменить урановые компоненты на их свинцовый эквивалент. Это должно было уменьшить расчетную общую мощность взрыва почти вдвое до 51,5 мегатонны. Я решил, что это изделие будет испытываться в "чистом варианте" — с искусственно уменьшенной мощностью, но тем не менее существенно большей, чем у какого-либо испытанного ранее кем-либо изделия. Даже в этом варианте его мощность превосходила бомбу Хиросимы в несколько тысяч раз! Подготовка к испытанию "Царь-бомбы" АН602 было решено испытать в конце октября 1961 года на полигоне на Новой Земле. Супербомбу собирали в первом советском ядерном центре, родине отечественного ядерного оружия Конструкторском бюро — 11 в Арзамасе-16, прямо на специальной железнодорожной платформе.
Для этого даже пришлось проложить железнодорожную ветку внутрь цеха. В двадцатых числах октября вагон с бомбой выглядевший снаружи как совершенно обычный вагон в составе литерного поезда под усиленной охраной отправился к месту своего назначения — станции Оленьей на Кольском полуострове. Тот поезд состоял из нескольких вагонов, расположенных спереди и сзади вагона с бомбой. Любые неожиданности были исключены. Маршрутные документы несколько раз менялись для того, чтобы невозможно было определить ни станцию отправления, ни пункт назначения.
На станции Оленьей бомба прошла тщательный контроль и была приведена в боевое положение. Испытание "Царь-бомбы" Для испытания "Царь-бомбы" подготовили специальную парашютную систему и самолет. Габариты изделия поражали воображение: длина — около 8 метров, диаметр — 2,1 метра, вес — 26 тонн.
Главная техническая проблема — это утилизация термоядерной энергии, которая в реакции изотопов водорода — дейтерия и трития — выделяется в виде энергии альфа-частиц 3. Представляется, что в случае лазерного термоядерного синтеза собрать эту энергию окажется легче, поскольку лазер располагается далеко от области выделения энергии. Расскажите подробнее про американскую схему? На установке Ливерморской лаборатории имеются 192 лазерных пучка с общей энергией около 2 МДж, которые вводятся в так называемый конвертор — устройство, преобразующее лазерное излучение в рентгеновское. Конвертор представляет собой цилиндр из золота длиной около 9 и диаметром около 6 миллиметров. На торцах цилиндра есть специальные отверстия, через которые вводятся лазерные пучки. Пучки фокусируются на внутренней поверхности этого цилиндра, а в середине конвертора находится термоядерная мишень. Мишень представляет собой полую оболочку, которая состоит из двух основных элементов — внешнего слоя, так называемого аблятора и намороженного на его внутреннюю поверхность слоя дейтерий-тритиевого льда. Внешняя часть аблятора нагревается рентгеновским излучением, которым заполнен конвертор, до очень высоких температур — около 1 кэВ около 10 млн. В результате на поверхности мишени образуется давление порядка 50 мегабар 50 млн. Это громадное давление за короткое время несколько наносекунд сжимает неиспаренную часть мишени, включая дейтерий-тритиевое горючее к центру. В качестве вещества аблятора используется либо пластик, либо бериллий, в последнее время используется углерод повышенной плотности, грубо говоря — алмаз. Радиус всей мишени около одного миллиметра, толщины аблятора и слоя дейтерий-тритиевого льда составляют около 100 мкм. Очень напоминает знаменитую сахаровскую «слойку» — схему водородной бомбы. Да, эти схемы имеют один общий инерциальный подход, основанный на использовании рентгеновского излучения. Происхождение рентгеновского излучения разное. Вещество летит к центру в течение 3-4 наносекунд, а время удержания и горения плазмы в 100 раз меньше -20-40 пикосекунд. При инерциальном способе удержания дейтерий-тритиевую плазму надо очень сильно сжать, чтобы за короткое время удержания успело произойти необходимое количество реакций синтеза. В последнем эксперименте Ливерморской лаборатории произошло около 1018 реакций синтеза. Lawrence Livermore National Laboratory Как меряют энергию на выходе? Энергия, как я говорил, содержится в альфа-частицах и нейтронах. Нейтроны тормозятся в веществе значительно слабее заряженных альфа-частиц. Они все покидают мишень. Поэтому по измерению числа нейтронов определяется число произошедших реакций синтеза и, следовательно, выделившаяся в этих реакциях энергия. Энергия, выделившаяся в американском эксперименте, 3 МДж, действительно превзошла энергию лазерных пучков 2МДж. Но для генерации этих пучков потребовалось в сто раз больше энергии.
Производство такого ядерного оружия дешевле, чем атомного, а его действие может быть усилено во сколько угодно раз. Это самая мощная взорванная бомба, которую испытали в Советском Союзе 12 августа 1953 года. Последствия взрыва Результат взрыва водородной бомбы носит тройной характер. Самое первое, что происходит - наблюдается мощнейшая взрывная волна. Ее мощность зависит от высоты проводимого взрыва и типа местности, а также степени прозрачности воздуха. Могут образовываться большие огненные ураганы, которые не успокаиваются в течение нескольких часов. И все же вторичное и наиболее опасное последствие, которое может вызвать самая мощная термоядерная бомба - это радиоактивное излучение и заражение окружающей местности на длительное время. Радиоактивные остатки после взрыва водородной бомбы При взрыве огненный шар содержит в себе множество очень маленьких радиоактивных частиц, которые задерживаются в атмосферном слое земли и надолго там остаются. При соприкосновении с землей этот огненный шар создает раскаленную пыль, состоящую из частиц распада. Сначала оседает крупная, а затем более легкая, которая при помощи ветра разносится на сотни километров. Эти частицы можно разглядеть невооруженным глазом, например, такую пыль можно заметить на снегу. Она приводит к летальному исходу, если кто-либо окажется поблизости. Самые мелкие частицы могут много лет находиться в атмосфере и так «путешествовать», несколько раз облетая всю планету. Их радиоактивное излучение станет более слабым к тому моменту, когда они выпадут в виде осадков.
Все детонаторы должны сработать одновременно — тогда происходит взрыв, который порождает направленную к центру ударную волну. Если хотя бы один детонатор не сработает вовремя, сжатие будет ассиметричным и приведёт лишь к разрушению боеприпаса. И это служит надёжной защитой. Бомба может выпасть с самолёта, упасть вместе с самолётом, сгореть в вагоне в результате железнодорожной катастрофы, в неё даже может попасть артиллерийский снаряд правда, последнее испытывалось только на макетах. В худшем случае это приведёт к подрыву обычной, химической взрывчатки, но незапланированной детонации ядерного заряда не произойдёт. Первая атомная бомба «Малыш» сверху относилась к пушечному типу. Но вторая, сброшенная на Нагасаки бомба «Толстяк» снизу , уже имела шаровой заряд Следом за взрывчаткой в шаровом заряде располагается слой алюминия. Лёгкий металл нужен, чтобы увеличить радиус заряда, а значит, и итоговое давление в центре сферы. Внутрь полой алюминиевой сферы вкладывается тампер — полая сфера из обеднённого урана, которая служит массивным поршнем. Через тампер концентрическая ударная волна передаётся на третью, самую маленькую полую сферу, изготовленную из ядерной взрывчатки — урана или плутония. В самом же центре находится миниатюрный источник нейтронов на основе трития. Масса «ядерной взрывчатки» в шаровом заряде обычно в полтора-три раза меньше критической. Развитие цепной реакции в боеприпасе происходит благодаря дополнительным нейтронам, испускаемым тритием, увеличению плотности металла в момент максимального сжатия, а также потому, что урановый тампер отражает рождающиеся при распаде ядер нейтроны внутрь, не позволяя им покидать зону реакции. Шаровая конструкция позволяет безопасно заложить в боеприпас и сверхкритический заряд расщепляющегося изотопа. Рекорд здесь принадлежит британцам: они изготовили тонкостенную плутониевую сферу, масса которой превышала критическую в 12 раз!
10 стыдных вопросов о ядерном оружии: отвечает физик Дмитрий Побединский
Исходя из полученного ответа, будет принято решение о возбуждении дела об административном правонарушении и направлении его в суд.
В стержне начинается цепная реакция деления, быстро приводящая к ядерному взрыву внутри контейнера. Поскольку дейтерид лития-6 при этом подвергается абляционному обжатию снаружи и давлению ядерного взрыва изнутри, его плотность и температура еще больше возрастает. Этот момент — начало запуска реакции синтеза.
Дальнейшее ее поддержание определяется тем, как долго контейнер будет удерживать термоядерные процессы внутри себя, не давая выхода тепловой энергии наружу. Выгорание термоядерного топлива идет от оси цилиндра к его краю. Температура фронта горения достигает 300 миллионов кельвин.
В основу водородной бомбы положен тот же процесс, который происходит в звездах: четыре атома водорода точнее, их ядра — протоны соединяются в атом гелия. Протоны имеют положительный заряд, и, по идее, должны отталкиваться друг от друга, как отталкиваются два магнита, если поднести их друг к другу одинаковыми полюсами. Чтобы преодолеть это сопротивление, протоны разгоняются до очень больших скоростей с помощью температуры вспомните школу: температура — это энергия движения атомов и молекул.
Когда протоны сталкиваются, то начинает действовать другая сила — сильное взаимодействие, которое и удерживает эти элементарные частицы вместе. Оно настолько сильное, что атомы могут существовать очень долго — вспомните, что и мы состоим из атомов. Проблема заключается в том, что ядро гелия состоит и из нейтронов, которых в природе в свободном состоянии практически не существует они «живут» максимум 15 минут. Они получаются тут же, на месте, из протона, электрона и небольшого количества энергии. Но откуда получается энергия, если процесс требует нагрева, а в итоге просто образуется новое вещество? Ведь вы затратите на нагрев гораздо больше, разве не так?
Так, да не так. Вся прелесть термоядерной реакции заключается в том, что вы получаете больше энергии, чем затрачиваете на неё. Всё дело в том, что нейтроны и протоны при соединении в ядре становятся немного легче. Это явление называется «дефект массы». Вот эта масса и превращается в энергию согласно знаменитого уравнения Эйнштейна. В земных условиях воссоздать этот процесс полностью не получится.
Причина этого кроется в том, что на звездах превращение водорода в гелий происходит в несколько стадий.
Развитие исследования С тех пор прошло 70 лет, и идея Тамма — Сахарова получила дальнейшее развитие, воплотившись под руководством Льва Арцимовича в установку "Токамак" только в ней для удержания плазмы используется электрический ток. Работа оказалась не только технически сложной, но и чрезвычайно затратной, поэтому ученые США, Азии, Европы, включая Россию, объединились в рамках международного научного проекта ИТЭР, чтобы получить возможность осуществить управляемую термоядерную реакцию синтеза. Показать ещё Если научная сторона деятельности Андрея Сахарова вызывает уважение и восхищение специалистов, то общественная сторона все-таки представляется неоднозначной. Он все больше и больше погружался в правозащитную деятельность в СССР, которая была изрядно политизирована, став в конце 1960-х годов одним из ее лидеров. Академик писал и подписывал письма в поддержку разных диссидентов, охотно давал интервью западным журналистам, где критиковал советский строй, лидеров страны и так далее.
Личные страницы Пытаясь поддержать одного из диссидентов на процессе в Калуге в 1970 году, овдовевший Сахаров познакомился с Еленой Боннэр, которая через год стала его женой. Женщина решительная и властная категорически не любила Советскую власть родители были репрессированы в годы "большого террора" , активно участвовала в правозащитной деятельности. Считается, что она оказывала огромное влияние на самого Сахарова. Из всех родных и приемных а это Татьяна и Алексей Семеновы от Елены Боннэр детей академика мне посчастливилось быть знакомым именно с Дмитрием, который жил в центре Москвы и, увы, в начале 2021 года ушел из жизни. Часы Судного дня не стали переводить. Стрелки замерли на отметке 90 секунд Внешне он был очень похож на отца, носил близкие по стилю вещи и при этом не скрывал обиды, особенно на мачеху и ее детей — на воспитание передали в семью родственников, когда молодому человеку едва исполнилось 15 лет.
Объективные проблемы
- Как действует водородная бомба и каковы последствия взрыва.
- История создания
- Опасная «слойка»: как советская водородная бомба потрясла мир
- Самое популярное
Царь-бомба АН602. Рассекреченные кадры взрыва водородной бомбы мощностью 50 млн тонн
| Академик РАН Михаил Федонкин: водород стал предтечей всего в космосе и на Земле | Соответственно, поскольку мы выбираем водородную бомбу в качестве отправной точки для разработки термоядерных реакторов — включая с трудом полученные физические знания, лежащие в основе бомбы, — необходимо найти замену спусковому механизму деления. |
| Истинное происхождение советской водородной бомбы | создания более мощного ядерного оружия, использующего энергию ядерного синтеза – термоядерной (водородной) бомбы. |