Водородные бомбы типа РДС-6с и РДС-37 были включены в состав вооружения стратегических бомбардировщиков — тяжелых Ту-95а, М-4 и средних Ту-16а, причем РДС-37 заложили в основу следующих термоядерных боеприпасов. Водородная бомба, известная также как Hydrogen Bomb или HB, — оружие невероятной разрушительной силы, чья мощность исчисляется мегатоннами в тротиловом эквиваленте.
Термоядерное оружие: Как устроена водородная бомба
Водородная бомба содержит корпус осесимметричной формы с хвостовыми стабилизаторами, внутри которого смонтирован термоядерный заряд, и систему управления с датчиком инициирования взрыва. «взрывает» реакция неуправляемого термоядерного синтеза. Наша статья посвящена истории создания и общим принципам синтеза такого устройства, как термоядерная бомба, иногда называемой водородной. Идея создания термоядерной («водородной») бомбы принадлежит американским ученым, участникам «Манхэттенского проекта», создавшим и испытавшим в 1945 г. в Аламогордо первую в мире атомную бомбу. Водородные бомбы, считающиеся ядерным оружием, работают с использованием комбинации ядерного деления и термоядерного синтеза. Водородная бомба, известная также как Hydrogen Bomb или HB, — оружие невероятной разрушительной силы, чья мощность исчисляется мегатоннами в тротиловом эквиваленте.
Водородная бомба
Водородная бомба, известная также как Hydrogen Bomb или HB, — оружие невероятной разрушительной силы, чья мощность исчисляется мегатоннами в тротиловом эквиваленте. Из истории создания водородной бомбы в США и СССР. Термоядерная (водородная) бомба — также достаточно проста по конструкции.
Водородная (термоядерная) бомба: испытания оружия массового поражения
Принцип действия бомбы и схема строения базируется на использовании энергии термоядерного синтеза ядер водорода. Процессы, протекающие во время взрыва, аналогичны тем, что протекают на звёздах в том числе и на Солнце. Первое испытание пригодной для транспортировки на большие расстояния ВБ проекта А. Сахарова было проведено в Советском Союзе на полигоне под Семипалатинском. Термоядерная реакция Солнце содержит в себе огромные запасы водорода, находящегося под постоянным действием сверхвысокого давления и температуры порядка 15 млн градусов Кельвина. При такой запредельной плотности и температуре плазмы ядра атомов водорода хаотически сталкиваются друг с другом. Результатом столкновений становится слияние ядер, и как следствие, образование ядер более тяжёлого элемента — гелия. Реакции такого типа именуют термоядерным синтезом, для них характерно выделение колоссального количества энергии. 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.
Согласно кинетической теории , кинетическую энергию движущихся микрочастиц вещества атомов, молекул или ионов можно представить в виде температуры, а, следовательно, нагревая вещество, можно достичь ядерной реакции. Именно эту взаимосвязь нагревания вещества и ядерной реакции и отражает термин «термоядерная реакция». Слайд 4 Кулоновский барьер Кулоновский барьер — потенциальный барьер , который необходимо преодолеть атомным ядрам которые заряжены положительно для того, чтобы сблизиться друг с другом для возникновения притяжения, вызванного короткодействующим сильным взаимодействиям кулонов ядерными силами. Кулоновский барьер есть следствие того, что, согласно закону Кулона , одноимённо заряженные тела отталкиваются. На малых расстояниях ядерные силы между двумя протонами сильнее кулоновских сил, расталкивающих одноимённо заряженные частицы; однако ядерные силы убывают с ростом расстояния значительно быстрее кулоновских сил.
В результате зависимость суммарного потенциала взаимодействия ядер от расстояния имеет максимум вершину кулоновского барьера на некотором расстоянии. Слайд 5 Мюонный катализ Термоядерная реакция может быть существенно облегчена при введении в реакционную плазму отрицательно заряженных мюонов. Мюон — элементарная частица, образующаяся в космическом излучении на высоте 300км над поверхностью земли. Слайд 8 Общее описание Термоядерное взрывное устройство может быть построено как с использованием жидкого дейтерия , так и газообразного сжатого. Но появление термоядерного оружия стало возможным только благодаря разновидности гидрида лития — дейтериду лития-6. Это соединение тяжёлого изотопа водорода — дейтерия и изотопа лития с массовым числом 6.
В вихре пламени они перемешиваются и связываются с радиоактивными частицами. Радиоактивная пыль, кроме самой крупной, оседает не сразу. Более мелкая пыль уносится возникшим в результате взрыва облаком и постепенно выпадает по мере движения его по ветру.
Непосредственно в месте взрыва радиоактивные осадки могут быть чрезвычайно интенсивными — в основном это оседающая на землю крупная пыль. В сотнях километров от места взрыва и на более далеких расстояниях на землю выпадают мелкие, но все еще видимые глазом частицы пепла. Часто они образуют похожий на выпавший снег покров, смертельно опасный для всех, кто окажется поблизости.
Еще более мелкие и невидимые частицы, прежде чем они осядут на землю, могут странствовать в атмосфере месяцами и даже годами, много раз огибая земной шар. К моменту выпадения их радиоактивность значительно ослабевает. Наиболее опасным остается излучение стронция-90 с периодом полураспада 28 лет.
Его выпадение четко наблюдается повсюду в мире. Оседая на листве и траве, он попадает в пищевые цепи, включающие и человека. Как следствие этого, в костях жителей большинства стран обнаружены заметные, хотя и не представляющие пока опасности, количества стронция-90.
Накопление стронция-90 в костях человека в долгосрочной перспективе весьма опасно, так как приводит к образованию костных злокачественных опухолей. 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. Схематически устройство термоядерной бомбы в этом варианте показано на рисунке ниже.
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. H-bomb А вот горючее для термоядерного синтеза критической массы не имеет. Вот Солнце, наполненное термоядерным топливом, висит над головой, внутри его уже миллиарды лет идет термоядерная реакция, — и ничего, не взрывается.
К тому же при реакции синтеза, например, дейтерия и трития тяжелого и сверхтяжелого изотопа водорода энергии выделяется в 4,2 раза больше, чем при сгорании такой же массы урана-235. Изготовление атомной бомбы было скорее экспериментальным, чем теоретическим процессом. Создание же водородной бомбы потребовало появления совершенно новых физических дисциплин: физики высокотемпературной плазмы и сверхвысоких давлений.
Прежде чем начинать конструировать бомбу, надо было досконально разобраться в природе явлений, происходящих только в ядре звезд. Никакие эксперименты тут помочь не могли — инструментами исследователей были только теоретическая физика и высшая математика. Не случайно гигантская роль в разработке термоядерного оружия принадлежит именно математикам: Уламу, Тихонову, Самарскому и т.
Классический супер К концу 1945 года Эдвард Теллер предложил первую конструкцию водородной бомбы, получившую название «классический супер». Для создания чудовищного давления и температуры, необходимых для начала реакции синтеза, предполагалось использовать обычную атомную бомбу. Сам «классический супер» представлял собой длинный цилиндр, наполненный дейтерием.
Предусматривалась также промежуточная «запальная» камера с дейтериевотритиевой смесью — реакция синтеза дейтерия и трития начинается при более низком давлении. По аналогии с костром, дейтерий должен был играть роль дров, смесь дейтерия с тритием — стакана бензина, а атомная бомба — спички. Такая схема получила название «труба» — своеобразная сигара с атомной зажигалкой с одного конца.
По такой же схеме начали разрабатывать водородную бомбу и советские физики. Однако математик Станислав Улам на обыкновенной логарифмической линейке доказал Теллеру, что возникновение реакции синтеза чистого дейтерия в «супере» вряд ли возможно, а для смеси потребовалось бы такое количество трития, что для его наработки нужно было бы практически заморозить производство оружейного плутония в США. Чистое термоядерное оружие Основная статья: Чистое термоядерное оружие Теоретически возможный тип термоядерного оружия, в котором условия для начала реакции термоядерного синтеза создаются без применения ядерного триггера.
Таким образом, чистая термоядерная бомба вообще не включает распадающихся материалов и не создаёт долговременного радиоактивного поражения. Ввиду технической сложности инициирования термоядерной реакции в требуемом масштабе — в настоящее время создать чистый термоядерный боеприпас разумных размеров и веса не представляется практически возможным. 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.
George , в котором было взорвано экспериментальное устройство, представлявшее собой ядерный заряд в виде тора с небольшим количеством жидкого водорода, помещённым в центре. Основная часть мощности взрыва была получена именно за счёт водородного синтеза, что подтвердило на практике общую концепцию двухступенчатых устройств. Ivy Mike было проведено полномасштабное испытание двухступенчатого устройства с конфигурацией Теллера-Улама. Мощность взрыва составила 10,4 мегатонны, что в 450 раз превысило мощность бомбы, сброшенной в 1945 году на японский город Нагасаки. Устройство общей массой 62 тонны включало в себя криогенную ёмкость со смесью жидких дейтерия и трития и обычный ядерный заряд, расположенный сверху. По центру криогенной ёмкости проходил плутониевый стержень, являвшийся «свечой зажигания» для термоядерной реакции. Оба компонента заряда были помещены в общую оболочку из урана массой 4,5 тонны, заполненную полиэтиленовой пеной, игравшей роль проводника для рентгеновского и гамма-излучения от первичного заряда к вторичному.
Монтаж боеголовок Смесь жидких изотопов водорода не имела практического применения для термоядерных боеприпасов, и последующий прогресс в развитии термоядерного оружия связан с использованием твёрдого топлива — дейтерида лития-6. В 1954 эта концепция была проверена на атолле Бикини в ходе испытаний « Bravo » из серии Операция «Замок» при взрыве устройства под кодовым названием «Креветка» от англ «Shrimp». Реальность оказалась гораздо более драматичной: при расчётной мощности в 6 мегатонн реальная составила 15, и это испытание стало самым мощным взрывом из когда-либо произведённых Соединёнными Штатами [11]. К 1960 году на вооружение были приняты боеголовки мегатонного класса W47, развёрнутые на подводных лодках, оснащённых баллистическими ракетами Поларис. Боеголовки имели массу 320 кг и диаметр 50 см. Более поздние испытания показали низкую надёжность боеголовок, установленных на ракеты Поларис, и необходимость их доработок. Дополнительные сведения: Царь-бомба Взрыв первого советского термоядерного устройства РДС-6с «слойка», оно же «Джо-4» Первый советский проект термоядерного устройства напоминал слоёный пирог , в связи с чем получил условное наименование «Слойка». Проект был разработан в 1949 году ещё до испытания первой советской ядерной бомбы Андреем Сахаровым и Юлием Харитоном и имел конфигурацию заряда, отличную от ныне известной раздельной схемы Теллера — Улама.
В заряде слои расщепляющегося материала чередовались со слоями топлива синтеза — дейтерида лития в смеси с тритием «первая идея Сахарова». Заряд синтеза, располагающийся вокруг заряда деления, имел коэффициент умножения до 30 раз меньший по сравнению с современными устройствами по схеме Теллер — Улам. Расчёты показали, что разлёт не прореагировавшего материала препятствует увеличению мощности свыше 750 килотонн.
Водородная (термоядерная) бомба: испытания оружия массового поражения
Устройство, испытанное США в 1952 году, фактически не являлось бомбой, а представляло собой лабораторный образец, «3-этажный дом, наполненный жидким дейтерием», выполненный в виде специальной конструкции. Советские же учёные разработали именно бомбу — законченное устройство, пригодное к практическому военному применению [7]. Самая крупная когда-либо взорванная водородная бомба — советская 58-мегатонная « царь-бомба », взорванная 30 октября 1961 года на полигоне архипелага Новая Земля. Никита Хрущёв впоследствии публично пошутил, что первоначально предполагалось взорвать 100-мегатонную бомбу, но заряд уменьшили, «чтобы не побить все стёкла в Москве». Конструктивно бомба действительно была рассчитана на 100 мегатонн и этой мощности можно было добиться заменой свинцового тампера на урановый [8]. Бомба была взорвана на высоте 4000 метров над полигоном «Новая Земля». Ударная волна после взрыва три раза обогнула земной шар. Несмотря на успешное испытание, бомба на вооружение не поступила [9] ; тем не менее, создание и испытание сверхбомбы имели большое политическое значение, продемонстрировав, что СССР решил задачу достижения практически любого уровня мегатоннажа ядерного арсенала.
Основная статья: История создания схемы Теллера — Улама Идея бомбы с термоядерным синтезом, инициируемым атомным зарядом, была предложена Энрико Ферми его коллеге Эдварду Теллеру осенью 1941 года [10] , в самом начале Манхэттенского проекта. Значительную часть своей работы в ходе Манхэттенского проекта Теллер посвятил работе над проектом бомбы синтеза, в некоторой степени пренебрегая собственно атомной бомбой. Его ориентация на трудности и позиция «адвоката дьявола» в обсуждениях проблем заставили Оппенгеймера увести Теллера и других «проблемных» физиков на запасной путь. Первые важные и концептуальные шаги к осуществлению проекта синтеза сделал сотрудник Теллера Станислав Улам. Для инициирования термоядерного синтеза Улам предложил сжимать термоядерное топливо до начала его нагрева, используя для этого факторы первичной реакции расщепления, а также разместить термоядерный заряд отдельно от первичного ядерного компонента бомбы. Эти предложения позволили перевести разработку термоядерного оружия в практическую плоскость. Исходя из этого, Теллер предположил, что рентгеновское и гамма-излучение, порождённые первичным взрывом, могут передать достаточно энергии во вторичный компонент, расположенный в общей оболочке с первичным, чтобы осуществить достаточную имплозию обжатие и инициировать термоядерную реакцию.
Позднее Теллер, его сторонники и противники обсуждали вклад Улама в теорию, лежащую в основе этого механизма. Взрыв «Джордж» В 1951 году была проведена серия испытаний под общим наименованием Операция «Парник» англ. Operation Greenhouse , в ходе которой отрабатывались вопросы миниатюризации ядерных зарядов при увеличении их мощности.
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. Диаметр воронки, образованной взрывом, превысит два километра, а глубина ее будет колебаться около пятидесяти метров. Огненный шар Самым зрелищным после взрыва покажется наблюдателям огромный огненный шар: пылающие бури, инициированные детонацией водородной бомбы, будут поддерживать себя сами, вовлекая в воронку все больше и больше горючего материала.
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.
Схема термоядерной бомбы, предложенная Теллером, использует для этого взрыв небольшой атомной бомы, которая находится внутри корпуса водородной. Можно утверждать, что было три поколения в развитии ее проекта в 40-х годах прошлого века: вариант Теллера, известный как "классический супер"; более сложные, но и более реальные конструкции из нескольких концентрических сфер; окончательный вариант конструкции Теллера-Улама, которая является основой всех работающих поныне систем термоядерного оружия. Он, по-видимому, вполне самостоятельно и независимо от американцев чего нельзя сказать о советской атомной бомбе, созданной совместными усилиями ученых и разведчиков, работавших в США прошел все вышеперечисленные этапы проектирования. Первые два поколения обладали тем свойством, что они имели последовательность сцепленных "слоев", каждый из которых усиливал некоторый аспект предыдущего, и в некоторых случаях устанавливалась обратная связь. Там не было четкого разделения между первичной атомной бомбой и вторичной термоядерной. В отличие от этого, схема термоядерной бомбы разработки Теллера-Улама резко различает первичный взрыв, вторичный, и при необходимости, дополнительный. Устройство термоядерной бомбы по принципу Теллера-Улама Многие его детали по-прежнему остаются засекреченными, но есть достаточная уверенность, что все имеющееся ныне термоядерное оружие использует в качестве прототипа устройство, созданное Эдвардом Теллерос и Станиславом Уламом, в котором атомная бомба т. Андрей Сахаров в Советском Союзе, по-видимому, независимо придумал аналогичную концепцию, которую он назвал "третьей идеей". Схематически устройство термоядерной бомбы в этом варианте показано на рисунке ниже. Она имела цилиндрическую форму, с примерно сферической первичной атомной бомбой на одном конце. Вторичный термоядерный заряд в первых, еще непромышленных образцах, был из жидкого дейтерия, несколько позднее он стал твердым из химического соединения под названием дейтерид лития. Дело в том, что в промышленности давно используется гидрид лития LiH для безбалонной транспортировки водорода. Разработчики бомбы эта идея сначала была использована в СССР просто предложили брать вместо обычного водорода его изотоп дейтерий и соединять с литием, поскольку с твердым термоядерным зарядом выполнить бомбу гораздо проще. По форме вторичный заряд представлял собой цилиндр, помещенный в контейнер со свинцовой или урановой оболочкой. Между зарядами находится щит нейтронной защиты. Пространство, между стенками контейнера с термоядерным топливом и корпусом бомбы заполнено специальным пластиком, как правило, пенополистиролом. Сам корпус бомбы выполнен из стали или алюминия. Эти формы изменились в последних конструкциях, таких как показанная на рисунке ниже. В ней первичный заряд сплюснут, как арбуз или мяч в американском футболе, а вторичный заряд — сферический. Такие формы гораздо более эффективно вписываются во внутренний объем конических ракетных боеголовок. Последовательность термоядерного взрыва Когда первичная атомная бомба детонирует, то в первые мгновения этого процесса генерируется мощное рентгеновское излучение поток нейтронов , которое частично блокируется щитом нейтронной защиты, и отражается от внутренней облицовки корпуса, окружающего вторичный заряд, так что рентгеновские лучи симметрично падают на него по всей его длине. На начальных этапах термоядерной реакции нейтроны от атомного взрыва поглощаются пластиковым заполнителем, чтобы не допустить чересчур быстрого разогрева топлива. Рентгеновские лучи вызвают появление вначале плотной пластиковой пены, заполняющей пространство между корпусом и вторичным зарядом, которая быстро переходит в состояние плазмы, нагревающей и сжимающей вторичный заряд. Кроме того, рентгеновские лучи испаряют поверхность контейнера, окружающего вторичный заряд. Симметрично испаряющееся относительно этого заряда вещество контейнера приобретает некоторый импульс, направленный от его оси, а слои вторичного заряда согласно закону сохранения количества движения получают импульс, направленный к оси устройства. Принцип здесь тот же, что и в ракете, только если представить, что ракетное топливо разлетается симметрично от ее оси, а корпус сжимается внутрь.
Водородная против атомной. Что нужно знать о ядерном оружии
И пока СССР предпринимал попытки приблизиться к Штатам, «ядерная держава» пыталась диктовать свои условия игры. США не рассчитывали на быстрое развитие научно-технического прогресса в Союзе. Первая атомная бомба, взорванная на территории СССР уже 29 августа 1949 года, дала понять, чего стоит опасаться Америке. Этим взрывом ознаменовалось начало ядерной гонки между двумя державами. К началу 1960-х в мире сложилась довольно непростая политическая ситуация. Спасшегося летчика Фрэнсиса Пауэрса арестовали. На это американский президент ответил отменой встречи глав правительств четырех держав в Париже и других инициатив по сближению государств. Пилот Френсис Пауэрс U.
Air Force photo , by commons.
В 1945 году военно-политическое руководство стран Запада начало разработку планов атомной бомбардировки СССР. К концу года было определено 20 крупнейших городов Советского Союза, которые должны были повторить судьбу Хиросимы и Нагасаки.
В 1947—1948 годах был разработан целый ряд новых военных планов. Согласно документу под названием «Чариотир», принятому летом 1948-го, 133 ядерные бомбы должны были упасть сразу на 70 городов Советского Союза. За атомным ударом могли последовать массированные бомбардировки обычными боеприпасами.
План «Дропшот», разработанный в 1949 году, был ещё более масштабным: предполагалось уничтожить сразу 100 млн советских граждан 300 атомными бомбами. Советский ответ Внести кардинальные коррективы в своё военное планирование властям США и Великобритании пришлось осенью 1949 года. Речь шла о термоядерной...
Однако полностью проблему обеспечения безопасности СССР это не решило — американцы всё ещё располагали более внушительным ядерным арсеналом и более совершенными средствами доставки. Теперь многое зависело от того, кто окажется лидером гонки в области разработки значительно более мощного термоядерного или водородного оружия. В обычной атомной бомбе происходит детонация находящегося внутри заряда, состоящего из изотопов урана или плутония, которые, распадаясь, выделяют огромное количество энергии.
В свою очередь, в водородной бомбе энергия высвобождается в результате реакции термоядерного синтеза тяжёлого водорода — дейтерия и трития — и получения более тяжёлых элементов. Основное преимущество термоядерного оружия в том, что в отличие от атомного у него теоретически нет ограничений по мощности. Первый в мире термоядерный заряд испытали американцы.
Это произошло 1 ноября 1952 года на атолле Эниветок. Однако заокеанские учёные, не сумев создать достаточно компактную бомбу, взорвали лабораторное устройство размером с трёхэтажный дом. Также по теме Ядерный пацифизм: насколько оправданны призывы запретить атомное оружие 16 июля 1945 года Соединённые Штаты впервые в истории человечества провели испытание атомной бомбы.
В 1949 году обладателем самого...
Энергия и элементы питания В детстве я любил читать журнал «Наука и Жизнь», в деревне лежала подшивка начиная с 60-х годов. Там часто рассказывали про термоядерный синтез в радостном ключе — вот уже почти, и оно будет! Многие страны, чтобы успеть на раздачу бесплатной энергии строили у себя Токамаки и настроили их суммарно 300 штук по всему миру. Годы шли… Сейчас 2013-й год, а человечество до сих пор получает бОльшую часть энергии от сжигания угля, как в 19-м веке. Почему так получилось, что мешает создать термоядерный реактор, и чего нам ждать в будущем — под катом. Для того, чтобы от атома оторвать все нейтроны и протоны — нужно затратить определенную энергию — энергию связи ядра. Эта энергия отличается у различных изотопов, и естественно, при ядерных реакциях баланс энергии должен сохраняться.
Если построить график энергии связи для всех изотопов из расчета на 1 нуклон , получим следующее: Отсюда мы видим, что получать энергию мы можем или разделяя тяжелые атомы вроде 235U , или соединяя легкие. Гелий-3 — вроде-бы на Луне, как мы все уже знаем. По реакциям 1 и 2 — получается много очень высокоэнергетических нейтронов, которые всю конструкцию реактора делают радиоактивной. А вот реакции 3 и 4 — «без-нейтронные» aneutronic — не дают наведенной радиации. К сожалению, побочные реакции все равно остаются, например из реакции 3 — дейтерий будет и сам с собой реагировать, и небольшое нейтронное излучение все-же будет. В общем, интересных реакций достаточно. Вопрос лишь в том, насколько просто их осуществить в реальности? О сложности проведения реакции Человечество относительно легко освоило деление 235U: никакой сложности тут нет — поскольку нейтроны не обладают зарядом, они могут буквально «проползать» сквозь ядро даже с очень маленькой скоростью.
В большинстве реакторов деления и используются как раз такие, тепловые нейтроны — у которых скорость движения сравнима со скоростью теплового движения атомов. А вот при реакции синтеза — у нас есть 2 ядра имеющие заряд, и они отталкиваются друг от друга. Для того, чтобы сблизить их на нужное для реакции расстояние — нужно, чтобы они двигались с достаточной скоростью. Скорости такой можно либо достичь в ускорителе когда все атомы в результате двигаются с одной оптимальной скоростью , или нагреванием когда атомы летают как попало в случайных направлениях и случайной скоростью. Но как вы понимаете, взять и нагреть что-то до ста миллионов градусов и оставить реагировать не выйдет — любые нагретые предметы излучают свет, и таким образом быстро остывают. Плазма нагретая до сотни миллионов градусов — светит в рентгеновском диапазоне, и что самое печальное — она прозрачна для него. Впрочем, из-за того, что в термоядерном реакторе газа очень мало например в ITER — всего пол грамма , все получается не так плохо: чтобы нагреть 0. Есть еще критерий Лоусона , показывающий, будет ли реакция давать больше энергии, чем тратится.
Помимо температуры важна еще плотность само собой выше плотность плазмы — быстрее реакция идет и время удержания плазмы чтобы успело прореагировать. Соответственно, системы могут быть импульсные Z-Machine, NIF, термоядерный заряд — короткое время реакции, высокая температура и плотность и постоянные токамак — низкая плотность и температура, длительное время реакции. Посмотрим теперь, какие подходы есть к реализации термоядерного реактора. Конструкции Звезда — естественный термоядерный реактор.
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.
Королев — первой советской межконтинентальной баллистической ракеты. Но с учетом расчетной точности стрельбы ракеты Р-7, мощность заряда РДС-6С была недостаточной для требуемой боевой эффективности. Требовалось форсировать энерговыделение заряда. Кроме того, РДС-6С имел невысокие эксплуатационные характеристики. Расчетно-теоретические оценки показали, что в заданных массогабаритных ограничениях РДС-6С при одноступенчатой схеме, на принципе химической имплозии кардинально повысить энерговыделение заряда практически невозможно. Это инициировало поиски новых идей. Решение было найдено при использовании принципа радиационной имплозии «третья идея», как назвал в своих воспоминаниях ее автор А.
На этой основе была разработана двухступенчатая схема термоядерного заряда. Правильность данного выбора подтвердило успешное испытание двухступенчатого термоядерного заряда РДС-37, проведенное 22 ноября 1953 г. Проведение испытаний Разработчики заряда РДС-37 были настолько уверены в правильности его физической схемы и конструкции, что заряд сразу испытывался в составе авиационной бомбы корпус с некоторыми техническими доработками был позаимствован от серийной бомбы РДС-6С , сбрасываемой в штатном режиме с реактивного бомбардировщика среднего радиуса действия ТУ-16. Для обеспечения безопасности самолета-носителя и его экипажа в составе авиабомбы предусматривался тормозной парашют площадью 6 м2 , обеспечивающий запас по времени для ухода самолета на безопасное расстояние от эпицентра взрыва.
Как один солдат водородную бомбу изобрел
В центре управления полетами Байконура мгновенно отреагировали на звонок из штаба. Времени на раздумья у расчета стратегических ракет уже не было. Крыши двух шахтных пусковых установок медленно раздвигаются, и пара 40-тонных УР-100 взмывает в воздух. Пролетев несколько тысяч километров, все выпущенные ракеты достигают своих целей. Но апокалипсиса не случилось: в Москве и Нью-Йорке , Токио и Лондоне миллионы людей спали спокойно, а утром начали свой день так, как будто ничего не произошло. Потрясены событиями 18 июня 1982 года были только в генеральных штабах стран НАТО. Шок от успеха испытаний советского атомного оружия был колоссальным. В мировую историю этот день вошел под названием «семичасовая ядерная война» В общей сложности в тот судьбоносный день советскими войсками было выпущено девять баллистических ракет, противоракет и ракет-носителей, которые перед этим вывели в космос спутники-разведчики. Формально цель мероприятия была простой: отработать действия разных элементов советской ядерной триады на случай удара врага. Уже спустя несколько месяцев после учений США начали работать над новой системой противоракетной обороны. План американских военных получил название «Стратегическая оборонная инициатива» СОИ.
Куда больше, впрочем, она известна под своим народным названием «Звездные войны». Как раз в то время в кинотеатрах всего мира шла заключительная часть классической трилогии Джорджа Лукаса «Звездные войны. Эпизод 6: Возвращение Джедая». Конечно, строить «Звезды смерти» в Америке не собирались, но в центре стратегии тем не менее лежала идея разместить в космосе системы противоракетной обороны. Угроза применения баллистических ракет с ядерными боеголовками должна быть полностью ликвидирована. Новая система противоракетной обороны будет надежно защищать американских граждан от советского ядерного удара», — заявил президент США Рональд Рейган в марте 1983 года. В том же 1983 году Америка решила ответить на «семичасовую ядерную войну» демонстрацией своей военной силы. Испытания, проходившие под названием «Гордый пророк», развернулись сразу на нескольких континентах. Эксперты Пентагона и аналитических центров прорабатывали сразу несколько сценариев развития событий. Один предполагал ядерный удар по Москве.
По другому плану большая группировка американских наземных войск вторгалась в Восточную Европу. Впрочем, все варианты при ближайшем рассмотрении оказались провальными. Бомбардировка Москвы была обречена на отражение мощнейшим кольцом ПВО, окружавшим столицу. Американские военные прорабатывали самые разные варианты, но итог при каждом из них оказывался одним и тем же: Москва оставалась в безопасности и наносила ответный ядерный удар Был отметен и сценарий с наземным вторжением: даже самая большая группировка из тех, что могли собрать в НАТО, по численности уступала Советской армии. Наступление против превосходящих по силам войск было признано бесперспективным. Вся американская стратегия, построенная на концепции превентивного удара по противнику, оказалась несостоятельной. По всем заключениям экспертов, варианта, при котором НАТО удалось бы избежать ответного пуска советских ракет, не существовало. Это была бы катастрофа. Полмиллиарда человек оказались бы убиты из-за первоначальных обменов ударами. Еще больше людей умерли бы впоследствии от радиации и голода.
НАТО больше не было бы. Почти все Северное полушарие стало бы непригодными для проживания на десятилетия Пол Брэкенпрофессор Йельского университета Смертельная гонка События 1982 и 1983 годов стали кульминацией процесса, который начался еще до окончания Второй мировой войны. Так в потсдамском дворце Цецилиенхоф в 07:30 вечера 24 июля 1945 года началась настоящая гонка ядерных вооружений XX века. На тот момент проект «Манхэттен» уже был на финальной стадии. Все шло к бомбардировке Японии. Он не стал просить о частной встрече и просто, как бы между делом, сообщил, что США обладают новым оружием необычайной разрушительной силы. Сказав это, Трумэн внутренне напрягся. Он не знал, как отреагирует Сталин. Но тот ответил лишь, что рад слышать такую новость, и выразил надежду, что Соединенные Штаты "удачно используют это против японцев". И все.
Никаких вопросов о принципе действия оружия. Ни слова о том, что хорошо бы поделиться им с русскими. Американцы и британцы были шокированы», — пишет в своей книге «Обратный отсчет: 116 дней до атомной бомбардировки Хиросимы» Крис Уоллес. В реакции Сталина, однако, не было ничего удивительного. К тому моменту работы над ядерным оружием велись в СССР уже три года. Более того, знали в Москве и обо всех достижениях США. Информатором служил Клаус Фукс — один из ученых, непосредственно занятых в проекте «Манхэттен». За шесть недель до встречи Сталина с Трумэном он передал советским разведчикам все, что знал о «Толстяке»: документы о плутониевой начинке, взрывателе и электроприводе и даже эскиз атомной бомбы. После бомбардировок Хиросимы и Нагасаки в США считали, что надолго останутся единственным ядерным государством в мире. Но в Советском Союзе работы над ядерным оружием шли стремительными темпами И в 1949 году, когда прошли успешные испытания первой советской ядерной бомбы РДС-1, мир был потрясен.
С этого момента СССР начал стремительно ускорять темпы производства ядерного оружия. Если к концу 1949-го были изготовлены две РДС-1, то к концу 1951 года их было уже 29. Вовсю шло строительство баз для хранения атомных бомб.
Это, кстати, доказали советские летчики, легко расправлявшиеся на МиГ-15 с американскими В-29 во время войны в Корее. Дальнейшее развитие ядерного бомбового вооружения в СССР шло по пути повышения мощности зарядов с одновременным обеспечением их компактности, что позволило бы размещать боеприпас на легких реактивных бомбардировщиках и даже истребителях фронтовой авиации, решавшей тактические задачи. В некоторых ситуациях если особо важные цели на территории противника находились в пределах радиуса действия самолетов тактические крылатые машины приобретали определенный стратегический статус. В последующем были созданы и пущены в серию усовершенствованные ядерные авиабомбы типа РДС-2 38 килотонн с плутониевой и РДС-3 42 килотонны с уран-плутониевой начинкой, причем все ранее выпущенные бомбы типа РДС-1 переделали в РДС-2. Прогресс был налицо: мощность зарядов удалось увеличить в два раза, а массу, наоборот, уменьшить.
Бомба РДС-3, получившая еще и женское имя «Мария», стала первым в нашей стране ядерным боеприпасом, испытанным не в экспериментальном наземном варианте, а сбросом с борта самолета Ту-4 18 октября 1951-го. По опубликованным материалам ветерана отечественного атомного проекта Е. 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. Разработка самолёта-носителя[править править код] Основная статья: Ту-95 Для доставки бомбы коллективом под руководством Александра Надашкевича в 1955 г. Этот самолёт был изготовлен в единственном экземпляре[1]. Первые проработки по этой теме начались сразу после переговоров И. Курчатова осенью 1954 года с А.
Туполевым, который назначил руководителем темы своего заместителя по системам вооружения А. Анализ показал, что подвеска такой большой бомбы потребует серьёзных изменений в самолёте. В первой половине 1955 года были согласованы габариты, вес и размещение АН202 в самолёте. Для подвески АН202 был разработан новый балочный держатель на основе БД-206. Разработанный новый БД7-95-242 БД-242 был значительно грузоподъёмнее БД-206, он имел три бомбардировочных замка Дер5-6 грузоподъёмностью 9 тонн каждый. Три замка создали проблему безопасного сброса бомбы и она была решена — электроавтоматика обеспечила синхронное открытие всех трёх замков[20]. Затем Ту-95В был принят заказчиком и передан для проведения лётных испытаний, которые велись включая сброс макета «супербомбы» под руководством полковника С. Куликова до 1959 года и прошли без особых замечаний[20].
Ту-95В перегнали на аэродром в Узин, где он использовался как учебный самолёт и уже не числился как боевая машина. В 1961 г. Самолёт был также покрыт специальной светоотражающей краской белого цвета[21]. Осенью 1961 года самолёт был доработан для испытаний АН602 на Куйбышевском авиазаводе[1]. 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. Диаметр воронки, образованной взрывом, превысит два километра, а глубина ее будет колебаться около пятидесяти метров. Поражающими факторами при ее взрыве являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и радиоактивное заражение.
Бомбу разработала в середине 1950-х годов группа физиков под руководством академика Игоря Курчатова. У бомбы, помимо официального обозначения АН602, было еще кодовое «Ваня» или «Иван», а также есть широко распространенные неофициальные названия — «Царь-бомба» и «Кузькина мать». Название «Царь-бомба» подчеркивает, что это самое мощное оружие в истории. Название «Кузькина мать», как считается, появилось под впечатлением от известных слов советского лидера Никиты Хрущева, который в 1959 году заявил вице-президенту США Ричарду Никсону: «В нашем распоряжении имеются средства, которые будут иметь для вас тяжелые последствия. Мы вам покажем кузькину мать!
Атомная бомба - детская игрушка, по сравнению с водородной. В чем разница между атомной, водородной и нейтронной бомбами. Это оружие способно высвобождать огромное количество энергии в результате ядерных реакций, что приводит к катастрофическим повреждениям и разрушениям. Среди различных типов ядерного оружия широко известны три: атомная бомба, водородная бомба и нейтронная бомба.
Хотя все они разрушительны, они различаются по своей взрывной силе, механизмам детонации и радиационному воздействию. Атомные бомбы, также известные как бомбы деления, были первым ядерным оружием, разработанным людьми. Они работают по принципу ядерного деления, то есть процесса расщепления тяжелых атомных ядер на более легкие путем бомбардировки их нейтронами. Когда критическая масса делящегося материала, такого как уран-235 или плутоний-239, собирается вместе, начинается цепная реакция, высвобождающая огромное количество энергии в виде тепла, взрыва и излучения. Энергия, выделяемая атомной бомбой, эквивалентна тысячам тонн тротила, этого достаточно, чтобы сровнять с землей целые города и убить миллионы людей. Первая атомная бомба была взорвана 16 июля 1945 года в Аламогордо, штат Нью-Мексико, Соединенными Штатами в рамках Манхэттенского проекта.
Японский город Хиросима, август 1945 года AFP На фоне успехов ядерной программы, в которой помимо США активное участие принимали Великобритания и Канада, западные лидеры стали делать недвусмысленные намёки на переговорах с Иосифом Сталиным. При этом они даже не могли себе представить, насколько хорошо советское руководство осведомлено об их реальных достижениях.
В 1945 году военно-политическое руководство стран Запада начало разработку планов атомной бомбардировки СССР. К концу года было определено 20 крупнейших городов Советского Союза, которые должны были повторить судьбу Хиросимы и Нагасаки. В 1947—1948 годах был разработан целый ряд новых военных планов. Согласно документу под названием «Чариотир», принятому летом 1948-го, 133 ядерные бомбы должны были упасть сразу на 70 городов Советского Союза. За атомным ударом могли последовать массированные бомбардировки обычными боеприпасами. План «Дропшот», разработанный в 1949 году, был ещё более масштабным: предполагалось уничтожить сразу 100 млн советских граждан 300 атомными бомбами. Советский ответ Внести кардинальные коррективы в своё военное планирование властям США и Великобритании пришлось осенью 1949 года. Речь шла о термоядерной...
Однако полностью проблему обеспечения безопасности СССР это не решило — американцы всё ещё располагали более внушительным ядерным арсеналом и более совершенными средствами доставки. Теперь многое зависело от того, кто окажется лидером гонки в области разработки значительно более мощного термоядерного или водородного оружия. В обычной атомной бомбе происходит детонация находящегося внутри заряда, состоящего из изотопов урана или плутония, которые, распадаясь, выделяют огромное количество энергии. В свою очередь, в водородной бомбе энергия высвобождается в результате реакции термоядерного синтеза тяжёлого водорода — дейтерия и трития — и получения более тяжёлых элементов. Основное преимущество термоядерного оружия в том, что в отличие от атомного у него теоретически нет ограничений по мощности. Первый в мире термоядерный заряд испытали американцы. Это произошло 1 ноября 1952 года на атолле Эниветок. Однако заокеанские учёные, не сумев создать достаточно компактную бомбу, взорвали лабораторное устройство размером с трёхэтажный дом.
Ядерная бомба — история появления ядерного оружия
Взрыв водородной бомбы рожден реакцией синтеза легких ядер, так называемого термоядерного синтеза. Водородные бомбы типа РДС-6с и РДС-37 были включены в состав вооружения стратегических бомбардировщиков — тяжелых Ту-95а, М-4 и средних Ту-16а, причем РДС-37 заложили в основу следующих термоядерных боеприпасов. ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Принцип работы Действие водородной бомбы основано на использовании энергии, выделяющейся при реакции термоядерного синтеза лёгких ядер.