Последици от водородна бомба. Историята на създаването на първата водородна бомба: последствията от термоядрена експлозия. Съвременни опасности от използването на водородната бомба

Цар Бомба е прякорът на водородната бомба AN602, която е изпитана в Съветския съюз през 1961 г. Тази бомба беше най-мощната, взривявана някога. Мощността му беше такава, че светкавицата от експлозията се виждаше на 1000 км, а ядрената гъба се издигна на почти 70 км.

Цар-бомбата беше водородна бомба. Създаден е в лабораторията на Курчатов. Мощността на бомбата беше такава, че щеше да бъде достатъчна за 3800 Хирошима.

Нека да разгледаме историята му...

В началото на "атомната ера" САЩ и съветски съюзвлезе в надпреварата не само по броя на атомните бомби, но и по силата им.

СССР, който се сдоби с атомно оръжие по-късно от своя конкурент, се опита да изравни ситуацията, като създаде по-модерни и по-мощни устройства.

Разработването на термоядрено устройство с кодово име "Иван" е започнато в средата на 50-те години на миналия век от група физици, ръководени от академик Курчатов. Групата, участваща в този проект, включваше Андрей Сахаров, Виктор Адамски, Юрий Бабаев, Юрий Трунов и Юрий Смирнов.

По време на изследователска работаучените също се опитаха да намерят границите на максималната мощност на термоядрено взривно устройство.

Теоретичната възможност за получаване на енергия чрез термоядрен синтезбеше известно още преди Втората световна война, но именно войната и последвалата надпревара във въоръжаването поставиха въпроса за създаването на техническо устройство за практическото създаване на тази реакция. Известно е, че в Германия през 1944 г. е била в ход работа за започване на термоядрен синтез чрез компресиране на ядрено гориво с помощта на заряди на конвенционални експлозиви - но те са били неуспешни, тъй като не са могли да постигнат необходимите температури и налягания. САЩ и СССР разработват термоядрени оръжия от 40-те години на миналия век, като изпробваха първите термоядрени устройства почти едновременно в началото на 50-те години. През 1952 г. на атола Enewetok САЩ извършват експлозия на заряд с мощност 10,4 мегатона (което е 450 пъти по-голяма от мощността на бомбата, пусната над Нагасаки), а през 1953 г. устройство с капацитет 400 килотона е тестван в СССР.

Проектите на първите термоядрени устройства не бяха подходящи за реална бойна употреба. Например, устройство, тествано от Съединените щати през 1952 г., е надземна конструкция, висока колкото 2-етажна сграда и тежаща над 80 тона. В него се съхраняваше течно термоядрено гориво с помощта на огромен хладилен агрегат. Следователно в бъдеще масовото производство на термоядрени оръжия се извършва с твърдо гориво - литий-6 деутерид. През 1954 г. САЩ изпробват устройство, базирано на него, на атола Бикини, а през 1955 г. на полигона в Семипалатинск е изпробвана нова съветска термоядрена бомба. През 1957 г. във Великобритания е тествана водородна бомба.

Проектните проучвания продължават няколко години, а последният етап от разработката на "продукт 602" пада през 1961 г. и отнема 112 дни.

Бомбата AN602 имаше тристепенна конструкция: ядреният заряд на първия етап (оцененият принос към мощността на експлозията е 1,5 мегатона) предизвика термоядрена реакция във втория етап (приносът към мощността на експлозията е 50 мегатона) и той от своя страна инициира така наречената ядрена "реакция на Джекил-Хайд" (разделяне на ядра в блокове уран-238 под действието на бързи неутрони, получени в резултат на термоядрена реакция на синтез) в третия етап (друг 50 мегатона мощност), така че общата изчислена мощност на AN602 е 101,5 мегатона.

Първоначалната версия обаче беше отхвърлена, тъй като в тази форма взривът на бомбата би причинил изключително мощно радиационно замърсяване (което обаче според изчисленията все още би било сериозно по-ниско от това, причинено от много по-малко мощни американски устройства).
В крайна сметка беше решено да не се използва "реакцията на Джекил-Хайд" в третия етап на бомбата и да се заменят урановите компоненти с техния оловен еквивалент. Това намали изчислената обща мощност на експлозия почти наполовина (до 51,5 мегатона).

Друго ограничение за разработчиците бяха възможностите на самолетите. Първата версия на бомба с тегло 40 тона беше отхвърлена от авиоконструкторите от конструкторското бюро Туполев - самолетът носител не можеше да достави такъв товар до целта.

В резултат на това страните постигнаха компромис - ядрените учени намалиха теглото на бомбата наполовина, а авиационните конструктори подготвиха за нея специална модификация на бомбардировача Ту-95 - Ту-95В.

Оказа се, че при никакви обстоятелства не би било възможно да се постави заряд в бомбоотсека, така че Ту-95В трябваше да пренесе AN602 до целта на специална външна прашка.

Всъщност самолетът носител беше готов през 1959 г., но ядрените физици бяха инструктирани да не насилват работата по бомбата - точно в този момент имаше признаци на намаляване на напрежението в международните отношения в света.

В началото на 1961 г. обаче ситуацията отново ескалира и проектът е възроден.

Крайното тегло на бомбата, заедно с парашутната система, е 26,5 тона. Оказа се, че продуктът има няколко имена наведнъж - "Големият Иван", "Цар Бомба" и "Майката на Кузкин". Последният се залепи за бомбата след речта на съветския лидер Никита Хрушчов пред американците, в която той им обеща да покажат „майката на Кузкин“.

Фактът, че Съветският съюз планира да изпробва свръхмощен термоядрен заряд в близко бъдеще, Хрушчов съвсем открито каза на чуждестранни дипломати през 1961 г. На 17 октомври 1961 г. съветският лидер обявява предстоящите изпитания в доклад на XXII партиен конгрес.

Тестовата площадка беше тестовата площадка Сух нос на Нова Земля. Подготовката за експлозията е завършена в последните дни на октомври 1961 г.

Самолетът носител Ту-95В е базиран на летището във Ваенга. Тук, в специална стая, беше извършена последната подготовка за тестовете.

Сутринта на 30 октомври 1961 г. екипажът на пилота Андрей Дурновцев получава заповед да лети в района на полигона и да хвърли бомбата.

Излитайки от летището във Ваенга, Ту-95В достига изчислената точка два часа по-късно. Бомба върху парашутна система е хвърлена от 10 500 метра височина, след което пилотите веднага започват да изтеглят колата от опасната зона.

В 11:33 московско време е направена експлозия над целта на височина 4 км.

Мощността на експлозията значително надвишава изчислената (51,5 мегатона) и варира от 57 до 58,6 мегатона в тротилов еквивалент.

Принцип на работа:

Действието на водородната бомба се основава на използването на енергия, освободена по време на реакцията на термоядрен синтез на леки ядра. Именно тази реакция протича във вътрешностите на звездите, където под въздействието на свръхвисоки температури и гигантско налягане водородните ядра се сблъскват и се сливат в по-тежки ядра на хелий. По време на реакцията част от масата на водородните ядра се превръща в голямо количество енергия - благодарение на това звездите освобождават постоянно огромно количество енергия. Учените копират тази реакция, използвайки изотопи на водорода - деутерий и тритий, което дава името "водородна бомба". Първоначално течните изотопи на водорода са били използвани за производство на заряди, а по-късно започва да се използва литий-6 деутерид, твърдо, съединение на деутерий и изотоп на литий.

Литиево-6 деутеридът е основният компонент на водородната бомба, термоядрено гориво. Той вече съхранява деутерий, а литиевият изотоп служи като суровина за образуването на тритий. За да започне реакция на синтез, е необходимо да се създадат високи температури и налягания, както и да се изолира тритий от литий-6. Тези условия са предвидени, както следва.

Обвивката на контейнера за термоядрено гориво е изработена от уран-238 и пластмаса, до контейнера е поставен конвенционален ядрен заряд с капацитет от няколко килотона - нарича се спусък или заряд-инициатор на водородна бомба. При експлозията на иницииращия плутониев заряд, под въздействието на мощно рентгеново лъчение, корпусът на контейнера се превръща в плазма, свивайки се хиляди пъти, което създава необходимото високо налягане и огромна температура. В същото време неутроните, излъчвани от плутоний, взаимодействат с литий-6, образувайки тритий. Ядрата на деутерий и тритий взаимодействат под въздействието на свръхвисока температура и налягане, което води до термоядрен взрив.

Ако направите няколко слоя от уран-238 и литий-6 деутерид, тогава всеки от тях ще добави силата си към експлозията на бомбата - тоест такова "пухкане" ви позволява да увеличите силата на експлозията почти неограничено. Благодарение на това водородна бомба може да бъде направена с почти всякаква мощност и ще бъде много по-евтина от конвенционалната ядрена бомба със същата мощност.

Свидетели на теста споделят, че никога през живота си не са виждали подобно нещо. Ядрената гъба експлозия се издигна на височина от 67 километра, светлинната радиация потенциално може да причини изгаряния от трета степен на разстояние до 100 километра.

Наблюдатели съобщават, че в епицентъра на експлозията скалите са придобили изненадващо равна форма, а земята се е превърнала в своеобразен военен парад. Пълно унищожение е постигнато на площ, равна на територията на Париж.

Йонизацията на атмосферата предизвика радиосмущения дори на стотици километри от тестовата площадка за около 40 минути. Липсата на радиовръзка убеди учените, че тестовете са преминали добре. Ударната вълна в резултат на експлозията на Цар Бомба обиколи земното кълбо три пъти. Звуковата вълна, генерирана от експлозията, достигна остров Диксън на разстояние от около 800 километра.

Въпреки силната облачност, свидетели са видели експлозията дори на разстояние от хиляди километри и са могли да я опишат.

Радиоактивното замърсяване от експлозията се оказа минимално, както са планирали разработчиците - повече от 97% от мощността на експлозията е произведена от реакция на термоядрен синтез, която практически не създава радиоактивно замърсяване.

Това позволи на учените да започнат да изучават резултатите от теста на експерименталното поле два часа след експлозията.

Експлозията на Цар Бомба наистина направи впечатление на целия свят. Оказа се, че е четири пъти по-мощна от най-мощната американска бомба.

Имаше теоретична възможност за създаване на още по-мощни заряди, но беше решено да се откаже от изпълнението на такива проекти.

Колкото и да е странно, основните скептици бяха военните. От тяхна гледна точка такова оръжие нямаше практическо значение. Как бихте заповядали да го предадат във „вражеската бърлога“? СССР вече имаше ракети, но те не можеха да летят до Америка с такъв товар.

Стратегическите бомбардировачи също не успяха да летят до САЩ с такъв "багаж". Освен това те се превърнаха в лесна мишена за системите за противовъздушна отбрана.

Атомните учени се оказаха много по-ентусиазирани. Бяха предложени планове за разполагане на няколко супербомби с капацитет 200-500 мегатона край бреговете на Съединените щати, чиято експлозия трябваше да предизвика гигантско цунами, което буквално да отмие Америка.

Академик Андрей Сахаров, бъдещ правозащитник и лауреат Нобелова наградамир, изложете друг план. „Носачът може да бъде голямо торпедо, изстреляно от подводница. Фантазирах, че е възможно да се разработи водно-парен атомен реактивен двигател с директен поток за такова торпедо. Целта на атака от разстояние няколкостотин километра трябва да бъдат пристанищата на противника. Войната в морето е загубена, ако пристанищата бъдат унищожени, в това ни уверяват моряците. Тялото на такова торпедо може да бъде много издръжливо, няма да се страхува от мини и мрежи за препятствия. Разбира се, унищожаването на пристанищата - както от повърхностна експлозия на торпедо със 100-мегатонов заряд, "изскочило" от водата, така и от подводна експлозия - неизбежно е свързано с много големи човешки жертви ", пише ученият в неговите мемоари.

Сахаров разказа за идеята си на вицеадмирал Пьотър Фомин. Опитен моряк, който ръководеше „атомния отдел“ при главнокомандващия на ВМС на СССР, беше ужасен от плана на учения, наричайки проекта „канибалистичен“. Според Сахаров той се е срамувал и никога не се е върнал към тази идея.

Учените и военните получиха щедри награди за успешното изпитание на Цар Бомба, но самата идея за свръхмощни термоядрени заряди започна да се превръща в минало.

Дизайнерите на ядрени оръжия се фокусираха върху неща, които не са толкова зрелищни, но много по-ефективни.

А експлозията на "Цар Бомба" и до днес остава най-мощната от тези, които някога са били произвеждани от човечеството.

Цар бомба в цифри:

Теглото: 27 тона
дължина: 8 метра
диаметър: 2 метра
мощност: 55 мегатона тротил
Височина на гъбите: 67 км
Диаметър на основата на гъбите: 40 км
Диаметър на огненото кълбо: 4.6 км
Разстояние, на което експлозията причини изгаряния на кожата: 100 км
Разстояние на видимост на експлозия: 1 000 км
Количеството TNT, необходимо, за да съответства на силата на Цар-бомбата: гигантски TNT куб със страна 312 метра (височина на Айфеловата кула)

източници

http://www.aif.ru/society/history/1371856

http://www.aif.ru/dontknows/infographics/kak_deystvuet_vodorodnaya_bomba_i_kakovy_posledstviya_vzryva_infografika

http://lllolll.ru/tsar-bomb

И още малко за немирния АТОМ: например и тук. Но имаше и такива, които все още имаше Оригиналната статия е на сайта InfoGlaz.rfЛинк към статията, от която е направено това копие -

Съдържанието на статията

водородна бомба,оръжие с голяма разрушителна сила (от порядъка на мегатони в тротилов еквивалент), чийто принцип на действие се основава на реакцията на термоядрен синтез на леки ядра. Енергийният източник на експлозията са процеси, подобни на тези, които се случват на Слънцето и други звезди.

термоядрени реакции.

Вътрешността на Слънцето съдържа гигантско количество водород, който е в състояние на свръхвисока компресия при температура от прибл. 15 000 000 K. При такава висока температура и плътност на плазмата ядрата на водорода изпитват постоянни сблъсъци помежду си, някои от които завършват с тяхното сливане и в крайна сметка образуването на по-тежки хелиеви ядра. Такива реакции, наречени термоядрен синтез, са придружени от освобождаване на огромно количество енергия. Според законите на физиката освобождаването на енергия по време на термоядрен синтез се дължи на факта, че когато се образува по-тежко ядро, част от масата на леките ядра, включени в неговия състав, се превръща в колосално количество енергия. Ето защо Слънцето, имайки гигантска маса, губи ок. 100 милиарда тона материя и отделя енергия, благодарение на което животът на Земята стана възможен.

Изотопи на водорода.

Водородният атом е най-простият от всички съществуващи атоми. Състои се от един протон, който е неговото ядро, около което се върти един електрон. Внимателните изследвания на водата (H 2 O) показват, че тя съдържа пренебрежимо малко количество "тежка" вода, съдържаща "тежкия изотоп" на водорода - деутерий (2 H). Деутериевото ядро се състои от протон и неутрон, неутрална частица с маса, близка до тази на протона.

Има трети водороден изотоп, тритий, който съдържа един протон и два неутрона в ядрото си. Тритият е нестабилен и претърпява спонтанен радиоактивен разпад, превръщайки се в изотоп на хелия. Следи от тритий са открити в земната атмосфера, където той се образува в резултат на взаимодействието на космическите лъчи с газовите молекули, които изграждат въздуха. Тритият се получава изкуствено в ядрен реактор чрез облъчване на изотопа литий-6 с неутронен поток.

Разработване на водородната бомба.

Предварителен теоретичен анализ показа, че термоядрен синтез се осъществява най-лесно в смес от деутерий и тритий. Вземайки това за основа, американски учени в началото на 50-те години на миналия век започнаха да реализират проект за създаване на водородна бомба (HB). Първите изпитания на модел ядрено устройство са проведени на полигона Ениветок през пролетта на 1951 г.; термоядрен синтез беше само частичен. Значителен успех е постигнат на 1 ноември 1951 г. при изпитването на масивно ядрено устройство, чиято експлозивна мощност е 4 x 8 Mt в тротилов еквивалент.

Първата водородна авиационна бомба е взривена в СССР на 12 август 1953 г., а на 1 март 1954 г. американците взривяват по-мощна (около 15 Mt) въздушна бомба на атола Бикини. Оттогава и двете сили взривяват модерни мегатонни оръжия.

Експлозията на атола Бикини беше придружена от катапултиране Голям бройрадиоактивни вещества. Някои от тях паднаха на стотици километри от мястото на експлозията върху японския риболовен кораб Lucky Dragon, а други покриха остров Ронгелап. Тъй като термоядрен синтез произвежда стабилен хелий, радиоактивността при експлозията на чисто водородна бомба трябва да бъде не повече от тази на атомен детонатор на термоядрена реакция. В разглеждания случай обаче прогнозираните и действителните радиоактивни атмосферни осадки се различават значително по количество и състав.

Механизмът на действие на водородната бомба.

Последователността на процесите, протичащи по време на експлозията на водородна бомба, може да бъде представена по следния начин. Първо, зарядът на инициатора на термоядрена реакция (малка атомна бомба) вътре в обвивката на HB експлодира, което води до неутронна светкавица и създава висока температура, необходима за иницииране на термоядрен синтез. Неутроните бомбардират вложка, направена от литиев деутерид, съединение на деутерий с литий (използва се литиев изотоп с масово число 6). Литий-6 се разделя от неутрони на хелий и тритий. Така атомният предпазител създава необходимите за синтеза материали директно в самата бомба.

След това започва термоядрена реакция в смес от деутерий и тритий, температурата вътре в бомбата се повишава бързо, включвайки все повече и повече водород в синтеза. При по-нататъшно повишаване на температурата може да започне реакция между деутериеви ядра, която е характерна за чисто водородна бомба. Всички реакции, разбира се, протичат толкова бързо, че се възприемат като мигновени.

Деление, синтез, деление (супербомба).

Всъщност в бомбата последователността от процеси, описани по-горе, завършва на етапа на реакцията на деутерий с тритий. Освен това конструкторите на бомби предпочитат да използват не сливането на ядрата, а тяхното делене. Сливането на ядра на деутерий и тритий произвежда хелий и бързи неутрони, чиято енергия е достатъчно голяма, за да предизвика делене на ядра на уран-238 (основният изотоп на урана, много по-евтин от уран-235, използван в конвенционалните атомни бомби). Бързи неутрони разделят атомите на урановата обвивка на супербомбата. Разделянето на един тон уран създава енергия, еквивалентна на 18 Mt. Енергията отива не само за експлозия и отделяне на топлина. Всяко ураново ядро се разделя на два силно радиоактивни "фрагмента". Продуктите на делене включват 36 различни химични елементии близо 200 радиоактивни изотопа. Всичко това съставлява радиоактивните утайки, които съпътстват експлозиите на супербомби.

Благодарение на уникалния дизайн и описания механизъм на действие, оръжията от този тип могат да бъдат направени толкова мощни, колкото желаете. Това е много по-евтино от атомните бомби със същата мощност.

Последици от експлозията.

Ударна вълна и термичен ефект.

Прякото (първично) въздействие на експлозията на супербомба е трикратно. Най-очевидният от преките ефекти е ударна вълна с огромна интензивност. Силата на нейния удар, в зависимост от мощността на бомбата, височината на експлозията над земята и характера на терена, намалява с отдалечаване от епицентъра на взрива. Топлинният ефект на експлозията се определя от същите фактори, но освен това зависи и от прозрачността на въздуха - мъглата рязко намалява разстоянието, на което термичната светкавица може да причини сериозни изгаряния.

Според изчисленията, в случай на експлозия в атмосферата на 20-мегатонна бомба, хората ще останат живи в 50% от случаите, ако 1) намерят убежище в подземно стоманобетонно убежище на разстояние около 8 км от епицентърът на експлозията (EW), 2) са в обикновени градски сгради на разстояние ок. 15 km от EW, 3) са били на открито на разстояние прибл. 20 км от EV. В условия на лоша видимост и на разстояние най-малко 25 км, ако атмосферата е ясна, за хора в открити райони, вероятността за оцеляване нараства бързо с отдалечаване от епицентъра; на разстояние 32 км, изчислената му стойност е повече от 90%. Зоната, в която проникващата радиация, която се появява по време на експлозията, причинява летален изход, е сравнително малка, дори в случай на супербомба с висок добив.

Огнена топка.

В зависимост от състава и масата на горимия материал, участващ в огненото кълбо, могат да се образуват гигантски самоподдържащи се огнени бури, бушуващи в продължение на много часове. Най-опасната (макар и вторична) последица от експлозията обаче е радиоактивното замърсяване. околен свят.

Изпадам.

Как се образуват.

Когато бомба експлодира, полученото огнено кълбо е изпълнено с огромно количество радиоактивни частици. Обикновено тези частици са толкова малки, че след като попаднат в горните слоеве на атмосферата, могат да останат там за дълго време. Но ако огненото кълбо влезе в контакт с повърхността на Земята, всичко, което е върху нея, то се превръща в нажежен прах и пепел и ги привлича в огнено торнадо. Във вихъра на пламъка те се смесват и се свързват с радиоактивни частици. Радиоактивният прах, с изключение на най-големия, не се утаява веднага. По-финият прах се отнася от получения експлозивен облак и постепенно пада, докато се движи по вятъра. Непосредствено на мястото на експлозията радиоактивните отлагания могат да бъдат изключително интензивни - предимно груб прах, утаяващ се на земята. На стотици километри от мястото на експлозията и на по-големи разстояния малки, но все още видими пепелни частици падат на земята. Често те образуват снежна покривка, смъртоносна за всеки, който се окаже наблизо. Дори по-малките и невидими частици, преди да се установят на земята, могат да се скитат в атмосферата в продължение на месеци и дори години, обикаляйки многократно земното кълбо. Докато изпаднат, радиоактивността им е значително отслабена. Най-опасно е излъчването на стронций-90 с период на полуразпад 28 години. Неговото падане се наблюдава ясно в целия свят. Установявайки се върху зеленина и трева, той влиза в хранителните вериги, включително и при хората. В резултат на това в костите на жителите на повечето страни са открити забележими, макар и все още не опасни количества стронций-90. Натрупването на стронций-90 в човешките кости е много опасно в дългосрочен план, тъй като води до образуване на злокачествени костни тумори.

Продължително замърсяване на района с радиоактивни отлагания.

В случай на военни действия, използването на водородна бомба ще доведе до незабавно радиоактивно замърсяване на територията в радиус от прибл. На 100 км от епицентъра на експлозията. В случай на експлозия на супербомба ще бъде замърсена площ от десетки хиляди квадратни километра. Такава огромна площ на унищожаване с една бомба го прави напълно нов вид оръжие. Дори супер бомбата да не попадне в целта, т.е. няма да удари обекта с ударно-термични ефекти, проникващата радиация и радиоактивните отлагания, придружаващи експлозията, ще направят околното пространство необитаемо. Такива валежи могат да продължат много дни, седмици и дори месеци. В зависимост от броя им, интензитетът на радиация може да достигне смъртоносни нива. Сравнително малък брой супербомби е достатъчен, за да покрие напълно голяма страна със слой радиоактивен прах, смъртоносен за всички живи същества. Така създаването на супербомбата бележи началото на ера, когато стана възможно да се направят цели континенти необитаеми. Дори дълго след прекратяване на прякото излагане на атмосферни влияния, опасността от високата радиотоксичност на изотопи като стронций-90 ще остане. С храна, отглеждана на почви, замърсени с този изотоп, радиоактивността ще навлезе в човешкото тяло.

Съдържанието на статията

термоядрени реакции.

Изотопи на водорода.

Разработване на водородната бомба.

Експлозията на атола Бикини беше придружена от отделяне на голямо количество радиоактивни вещества. Някои от тях паднаха на стотици километри от мястото на експлозията върху японския риболовен кораб Lucky Dragon, а други покриха остров Ронгелап. Тъй като термоядрен синтез произвежда стабилен хелий, радиоактивността при експлозията на чисто водородна бомба трябва да бъде не повече от тази на атомен детонатор на термоядрена реакция. В разглеждания случай обаче прогнозираните и действителните радиоактивни атмосферни осадки се различават значително по количество и състав.

Механизмът на действие на водородната бомба.

Деление, синтез, деление (супербомба).

Всъщност в бомбата последователността от процеси, описани по-горе, завършва на етапа на реакцията на деутерий с тритий. Освен това конструкторите на бомби предпочитат да използват не сливането на ядрата, а тяхното делене. Сливането на ядра на деутерий и тритий произвежда хелий и бързи неутрони, чиято енергия е достатъчно голяма, за да предизвика делене на ядра на уран-238 (основният изотоп на урана, много по-евтин от уран-235, използван в конвенционалните атомни бомби). Бързи неутрони разделят атомите на урановата обвивка на супербомбата. Разделянето на един тон уран създава енергия, еквивалентна на 18 Mt. Енергията отива не само за експлозия и отделяне на топлина. Всяко ураново ядро се разделя на два силно радиоактивни "фрагмента". Продуктите на делене включват 36 различни химични елемента и близо 200 радиоактивни изотопа. Всичко това съставлява радиоактивните утайки, които съпътстват експлозиите на супербомби.

Последици от експлозията.

Ударна вълна и термичен ефект.

Огнена топка.

Изпадам.

Как се образуват.

Продължително замърсяване на района с радиоактивни отлагания.

Геополитическите амбиции на големите сили винаги водят до надпревара във въоръжаването. Развитието на новите военни технологии даде на една или друга страна предимство пред другите. Така със скокове и граници човечеството се приближи до появата на ужасно оръжие - ядрена бомба. От коя дата излезе докладът за атомната ера, колко страни на нашата планета имат ядрен потенциал и каква е фундаменталната разлика между водородната бомба и атомната бомба? Можете да намерите отговори на тези и други въпроси, като прочетете тази статия.

Каква е разликата между водородна бомба и ядрена бомба

Всяко ядрено оръжие въз основа на вътреядрена реакция, чиято сила е способна почти моментално да унищожи както голям брой жилищни единици, така и оборудване, както и всякакви сгради и конструкции. Помислете за класификацията на ядрените бойни глави на въоръжение в някои страни:

Ядрена (атомна) бомба.В процеса на ядрена реакция и деленето на плутоний и уран се отделя енергия в колосален мащаб. Обикновено една бойна глава съдържа два заряда плутоний с еднаква маса, които експлодират един от друг.
Водородна (термоядрена) бомба.Енергията се отделя на базата на сливането на водородни ядра (оттук и името). Интензивност ударна вълнаи количеството освободена енергия надвишава атомната енергия няколко пъти.

Кое е по-мощно: ядрена или водородна бомба?

Докато учените озадачаваха как да използват ядрената енергия, получена в процеса на термоядрен синтез на водород за мирни цели, военните вече са провели повече от дузина тестове. Оказа се, че заредете няколко мегатона водородна бомба е хиляди пъти по-мощна от атомна бомба. Дори е трудно да си представим какво би се случило с Хирошима (и дори със самата Япония), ако в 20-килотонната бомба, хвърлена срещу нея, имаше водород.

Помислете за мощната разрушителна сила, която е резултат от експлозията на 50 мегатонна водородна бомба:

Огнена топка: Диаметър 4,5 -5 километра в диаметър.
Звукова вълна: Експлозия се чува на разстояние от 800 километра.
Енергия: от освободената енергия човек може да получи изгаряния на кожата, намирайки се от епицентъра на експлозията до 100 километра.
ядрена гъба: височина над 70 км височина, радиус на шапката - около 50 км.

Атомни бомби с такава мощност никога досега не са избухвали. Има индикации за бомбата, хвърлена върху Хирошима през 1945 г., но по своя размер тя е значително по-ниска от водородния разряд, описан по-горе:

Огнена топка: около 300 метра в диаметър.
ядрена гъба: височина 12 км, радиус на капачката - около 5 км.
Енергия: температурата в центъра на експлозията достигна 3000C°.

Сега на въоръжение са ядрени сили водородните бомби. В допълнение към факта, че те изпреварват своите " малки братя“, те са много по-евтини за производство.

Как работи водородната бомба

Нека го направим стъпка по стъпка стъпките, свързани с взривяването на водородни бомби:

детонация на заряда. Зарядът е в специална обвивка. След детонацията се излъчват неутрони и се създава високата температура, необходима за започване на ядрен синтез в основния заряд.
Разделяне на литий. Под въздействието на неутрони литият се разделя на хелий и тритий.
Термоядрен синтез. Тритият и хелият започват термоядрена реакция, в резултат на която водородът влиза в процеса и температурата вътре в заряда моментално се повишава. Настъпва термоядрена експлозия.

Как работи атомната бомба

детонация на заряда. Обвивката на бомбата съдържа няколко изотопа (уран, плутоний и др.), които се разпадат в детонационното поле и улавят неутрони.
Лавинообразен процес. Разрушаването на един атом инициира разпадането на още няколко атома. Има верижен процес, който води до унищожаване на голям брой ядра.
ядрена реакция. За много кратко време всички части на бомбата образуват едно цяло и масата на заряда започва да надвишава критичната маса. Освобождава се огромно количество енергия, след което настъпва експлозия.

Опасността от ядрена война

Още в средата на миналия век опасността от ядрена война е малко вероятна. Две държави, СССР и САЩ, имаха в арсенала си атомни оръжия. Лидерите на двете суперсили добре осъзнаваха опасността от използване на оръжия за масово унищожение и надпреварата във въоръжаването най-вероятно се провеждаше като „състезателна“ конфронтация.

Разбира се, имаше и напрегнати моменти по отношение на властта, но здравият разум винаги надделяваше над амбицията.

Ситуацията се промени в края на 20 век. "Ядрената палка" завзе не само развитите страни Западна Европано и от Азия.

Но, както вероятно знаете, ядрен клуб» се състои от 10 държави. Неофициално се смята, че Израел има ядрени бойни глави и вероятно Иран. Въпреки че последните, след налагането на икономически санкции срещу тях, се отказаха от развитието на ядрената програма.

След появата на първата атомна бомба учените от СССР и САЩ започнаха да мислят за оръжие, което да не носи толкова големи разрушения и замърсяване на вражески територии, а целенасочено да действа върху човешкото тяло. Идеята възникна около изграждане на неутронна бомба.

Принципът на действие е взаимодействие на неутронния поток с жива плът и военна техника . Образуваните повече радиоактивни изотопи моментално унищожават човек, а танкове, транспортни средства и други оръжия се превръщат в източници на силна радиация за кратко време.

Неутронната бомба избухва на разстояние 200 метра от нивото на земята и е особено ефективна при танкова атака на противника. Бронята на военната техника с дебелина 250 мм е способна на моменти да намали ефекта на ядрена бомба, но е безсилна срещу гама-лъчението на неутронна бомба. Помислете за ефектите на неутронен снаряд с капацитет до 1 килотон върху екипажа на танка:

Както разбирате, разликата между водородна и атомна бомба е огромна. Разликата в реакцията на ядрено делене между тези заряди прави водородната бомба е стотици пъти по-разрушителна от атомната бомба.

При използване на термоядрена бомба от 1 мегатон всичко в радиус от 10 километра ще бъде унищожено. Ще пострадат не само сградите и оборудването, но и всички живи същества.

Лидерите на ядрените страни трябва да помнят това и да използват „ядрената“ заплаха единствено като възпиращ фактор, а не като нападателно оръжие.

Видео за разликите между атомната и водородната бомба

Това видео ще опише подробно и стъпка по стъпка принципа на атомната бомба, както и основните разлики от водородната:

Водородна бомба (Hydrogen Bomb, HB, WB) е оръжие за масово унищожение с невероятна разрушителна сила (мощността й се оценява в мегатони TNT). Принципът на действие на бомбата и структурната схема се основават на използването на енергията на термоядрен синтез на водородни ядра. Процесите, които протичат по време на експлозия, са подобни на тези, които протичат в звездите (включително Слънцето). Първият тест на WB, подходящ за транспортиране на дълги разстояния (проект на А. Д. Сахаров), беше извършен в Съветския съюз на полигон близо до Семипалатинск.

термоядрена реакция

Слънцето съдържа огромни запаси от водород, който е под постоянното влияние на свръхвисоко налягане и температура (около 15 милиона градуса по Келвин). При такава екстремна плътност и температура на плазмата, ядрата на водородните атоми произволно се сблъскват едно с друго. Резултатът от сблъсъците е сливането на ядрата и в резултат на това образуването на ядра на по-тежък елемент - хелий. Реакциите от този тип се наричат термоядрен синтез, те се характеризират с освобождаване на огромно количество енергия.

Законите на физиката обясняват освобождаването на енергия по време на термоядрена реакция по следния начин: част от масата на леките ядра, участващи в образуването на по-тежки елементи, остава неизползвана и се превръща в чиста енергия в огромни количества. Ето защо нашето небесно тяло губи приблизително 4 милиона тона материя в секунда, освобождавайки непрекъснат поток от енергия в космоса.

Изотопи на водорода

Най-простият от всички съществуващи атоми е водородният атом. Състои се само от един протон, който образува ядрото, и един електрон, който се върти около него. В резултат на научни изследвания на водата (H2O) беше установено, че така наречената "тежка" вода присъства в нея в малки количества. Той съдържа "тежки" изотопи на водорода (2H или деутерий), чиито ядра освен един протон съдържат и един неутрон (частица, близка по маса до протон, но лишена от заряд).

Науката познава и тритий - третият изотоп на водорода, чието ядро съдържа 1 протон и 2 неутрона наведнъж. Тритият се характеризира с нестабилност и постоянен спонтанен разпад с освобождаване на енергия (радиация), което води до образуването на хелиев изотоп. Следи от тритий се намират в горните слоеве на земната атмосфера: именно там, под въздействието на космическите лъчи, газовите молекули, които образуват въздуха, претърпяват подобни промени. Възможно е също да се получи тритий в ядрен реактор чрез облъчване на изотопа литий-6 с мощен неутронен поток.

Разработване и първи тестове на водородната бомба

В резултат на задълбочен теоретичен анализ специалисти от СССР и САЩ стигнаха до заключението, че смес от деутерий и тритий прави най-лесно започването на термоядрен синтез. Въоръжени с това знание, учени от Съединените щати се заеха със създаването на водородна бомба през 50-те години на миналия век.И още през пролетта на 1951 г. е извършен тест на полигона Ениветок (атол в Тихия океан), но тогава е постигнат само частичен термоядрен синтез.

Измина малко повече от година и през ноември 1952 г. беше извършено второ изпитание на водородна бомба с капацитет около 10 Mt в TNT. Тази експлозия обаче трудно може да се нарече експлозия на термоядрена бомба в съвременния смисъл: всъщност устройството беше голям контейнер (с размерите на триетажна къща), пълен с течен деутерий.

В Русия те също се заеха с усъвършенстването на атомните оръжия и първата водородна бомба от н.е. Сахарова е изпитана на полигона в Семипалатинск на 12 август 1953 г. RDS-6 (този тип оръжие за масово унищожение получи прякора на Сахаров, тъй като схемата му предполагаше последователно поставяне на деутериеви слоеве около заряда на инициатора) имаше мощност 10 Mt. Въпреки това, за разлика от американската "триетажна къща", съветската бомба беше компактна и можеше бързо да бъде доставена до мястото на освобождаване на вражеска територия със стратегически бомбардировач.

След като приеха предизвикателството, през март 1954 г. Съединените щати взривиха по-мощна въздушна бомба (15 Mt) на полигон на атола Бикини ( Тихи океан). Тестът предизвика отделяне на голямо количество радиоактивни вещества в атмосферата, част от които паднаха с валежи на стотици километри от епицентъра на експлозията. Японският кораб "Lucky Dragon" и инструментите, инсталирани на остров Roguelap, регистрират рязко увеличение на радиацията.

Тъй като процесите, протичащи по време на детонацията на водородна бомба, произвеждат стабилен, безопасен хелий, се очакваше, че радиоактивните емисии не трябва да надвишават нивото на замърсяване от детонатор на атомен синтез. Но изчисленията и измерванията на реалните радиоактивни отлагания варираха значително, както по количество, така и по състав. Поради това ръководството на САЩ реши временно да спре проектирането на тези оръжия до пълно проучваневъздействието му върху околната среда и хората.

Видео: тестове в СССР

Цар бомба - термоядрена бомба на СССР

Съветският съюз постави дебела точка във веригата за натрупване на тонажа на водородните бомби, когато на 30 октомври 1961 г. 50-мегатонна (най-голямата в историята) цар бомба беше изпитана на Нова Земля - резултат от дългогодишна работа на изследователската група A.D. Сахаров. Експлозията гръмна на височина от 4 километра, а ударната вълна беше записана три пъти от инструменти по целия свят. Въпреки факта, че тестът не разкри неуспехи, бомбата така и не влезе в експлоатация.Но самият факт, че Съветите притежават такива оръжия, направи незаличимо впечатление на целия свят, а в Съединените щати те спряха да печелят тонажа на ядрения арсенал. В Русия от своя страна решиха да откажат да поставят водородни бойни глави на бойно дежурство.

Водородната бомба е най-сложното техническо устройство, чийто взрив изисква серия от последователни процеси.

Първо се получава детонация на инициаторния заряд, разположен вътре в корпуса на VB (миниатюрна атомна бомба), което води до мощно излъчване на неутрони и създаване на висока температура, необходима за започване на термоядрен синтез в основния заряд. Започва масивна неутронна бомбардировка на вложката от литиев деутерид (получена чрез комбиниране на деутерий с изотопа литий-6).

Под въздействието на неутрони литий-6 се разделя на тритий и хелий. Атомният предпазител в този случай се превръща в източник на материали, необходими за възникването на термоядрен синтез в самата детонирана бомба.

Сместа от тритий и деутерий предизвиква термоядрена реакция, което води до бързо повишаване на температурата вътре в бомбата и все повече водород участва в процеса.
Принципът на действие на водородната бомба предполага ултра-бърз поток на тези процеси (зарядното устройство и разположението на основните елементи допринасят за това), които изглеждат мигновени за наблюдателя.

Супербомба: делене, синтез, делене

Последователността от процеси, описани по-горе, завършва след началото на реакцията на деутерий с тритий. Освен това беше решено да се използва ядрено делене, а не синтез на по-тежки. След сливането на тритиеви и деутериеви ядра се освобождават свободен хелий и бързи неутрони, чиято енергия е достатъчна, за да инициира началото на делене на ядрата на уран-238. Бързите неутрони могат да разделят атомите от урановата обвивка на супербомба. Разделянето на един тон уран генерира енергия от порядъка на 18 Mt. В този случай енергията се изразходва не само за създаване на експлозивна вълна и отделяне на огромно количество топлина. Всеки уранов атом се разпада на два радиоактивни "фрагмента". От различни химични елементи (до 36) и около двеста радиоактивни изотопи се образува цял „букет“. Именно поради тази причина се образуват множество радиоактивни утайки, регистрирани на стотици километри от епицентъра на експлозията.

След падането на желязната завеса стана известно, че в СССР планират да разработят "Цар-бомба", с капацитет 100 Mt. Поради факта, че по това време не е имало самолет, който да носи такъв масивен заряд, идеята е изоставена в полза на 50 Mt бомба.

Последиците от експлозията на водородната бомба

ударна вълна

Експлозията на водородна бомба води до мащабни разрушения и последствия, а първичното (очевидно, пряко) въздействие е от троен характер. Най-очевидното от всички преки въздействия е ударната вълна с ултра висок интензитет. Разрушителната му способност намалява с разстоянието от епицентъра на експлозията, а също така зависи от мощността на самата бомба и височината, на която зарядът е взривил.

топлинен ефект

Ефектът от термичното въздействие на експлозия зависи от същите фактори като мощността на ударната вълна. Но към тях се добавя още едно - степента на прозрачност на въздушните маси. Мъгла или дори лека облачност драстично намалява радиуса на увреждане, при което термичната светкавица може да причини сериозни изгаряния и загуба на зрение. Експлозия на водородна бомба (повече от 20 Mt) генерира невероятно количество топлинна енергия, достатъчно, за да стопи бетон на разстояние от 5 km, да изпари почти цялата вода от малко езеро на разстояние 10 km, да унищожи вражеската жива сила , оборудване и сгради на същото разстояние . В центъра се образува фуния с диаметър 1-2 km и дълбочина до 50 m, покрита с дебел слой стъкловидна маса (няколко метра скали с високо съдържание на пясък се топят почти мигновено, превръщайки се в стъклена чаша).

Според изчисления от тестове в реалния свят, хората имат 50% шанс да останат живи, ако:

Намират се в стоманобетонно укритие (под земята) на 8 км от епицентъра на взрива (EV);
Намират се в жилищни сгради на разстояние 15 km от EW;
Те ще се окажат на открито място на разстояние повече от 20 км от EV в случай на лоша видимост (за „чиста“ атмосфера минималното разстояние в този случай ще бъде 25 км).

С отдалечаването от EV вероятността да останат живи сред хората, които се намират на открити места, също нараства рязко. Така че на разстояние от 32 км ще бъде 90-95%. Радиус от 40-45 км е границата за първичния удар от експлозията.

Огнена топка

Друго очевидно въздействие от експлозията на водородна бомба са самоподдържащите се огнени бури (урагани), които се образуват поради участието на колосални маси от горим материал в огнената топка. Но въпреки това най-опасната последица от експлозията по отношение на въздействието ще бъде радиационното замърсяване на околната среда за десетки километри наоколо.

Изпадам

Огненото кълбо, възникнало след експлозията, бързо се изпълва с радиоактивни частици в огромни количества (продукти на разпад на тежки ядра). Размерът на частиците е толкова малък, че когато попаднат в горните слоеве на атмосферата, те са в състояние да останат там много дълго време. Всичко, което огненото кълбо достигне на повърхността на земята, моментално се превръща в пепел и прах и след това се изтегля в огнената колона. Пламъчните вихри смесват тези частици със заредени частици, образувайки опасна смес от радиоактивен прах, чийто процес на утаяване на гранули се разтяга за дълго време.

Едрият прах се утаява доста бързо, но финият прах се пренася от въздушни течения на големи разстояния, като постепенно изпада от новообразувания облак. В непосредствена близост до EW се утаяват най-големите и най-заредени частици; на стотици километри все още могат да се намерят частици пепел, които са видими за окото. Именно те образуват смъртоносна покривка с дебелина няколко сантиметра. Всеки, който се доближи до него, рискува да получи сериозна доза радиация.

По-малки и неразличими частици могат да "витаят" в атмосферата в продължение на много години, като многократно обикалят Земята. Докато паднат на повърхността, те почти губят своята радиоактивност. Най-опасният е стронций-90, който има период на полуразпад от 28 години и генерира стабилна радиация през цялото това време. Външният му вид се определя от инструменти по целия свят. „Кацайки“ върху трева и зеленина, той се включва в хранителните вериги. Поради тази причина стронций-90, който се натрупва в костите, се намира при хора на хиляди километри от тестовите площадки. Дори съдържанието му да е изключително малко, перспективата да бъде "полигон за съхранение на радиоактивни отпадъци" не вещае нищо добро за човек, което води до развитие на злокачествени новообразувания в костите. В региони на Русия (както и други страни) в близост до местата за тестови изстрелвания на водородни бомби все още се наблюдава повишен радиоактивен фон, което още веднъж доказва способността на този вид оръжие да остави значителни последствия.