Posljedice hidrogenske bombe. Povijest stvaranja prve vodikove bombe: posljedice termonuklearne eksplozije. Suvremene opasnosti uporabe hidrogenske bombe

Car bomba je nadimak za hidrogensku bombu AN602, koja je testirana u Sovjetskom Savezu 1961. godine. Ova bomba je bila najjača ikad detonirana. Njegova je snaga bila tolika da je bljesak od eksplozije bio vidljiv 1000 km, a nuklearna gljiva uzdigla se gotovo 70 km.

Car bomba je bila hidrogenska bomba. Nastao je u Kurčatovljevom laboratoriju. Snaga bombe bila je tolika da bi bila dovoljna za 3800 Hirošime.

Pogledajmo njegovu povijest...

Na početku "atomskog doba" SAD i Sovjetski Savez ušao u utrku ne samo u broju atomskih bombi, već iu njihovoj snazi.

SSSR, koji je nabavio atomsko oružje kasnije od svojih konkurenata, nastojao je izjednačiti situaciju stvaranjem naprednijih i snažnijih uređaja.

Razvoj termonuklearnog uređaja kodnog naziva "Ivan" započeo je sredinom 1950-ih godina skupina fizičara predvođenih akademikom Kurchatovom. Grupa uključena u ovaj projekt uključivala je Andreja Saharova, Viktora Adamskog, Jurija Babajeva, Jurija Trunova i Jurija Smirnova.

Tijekom istraživački rad znanstvenici su pokušali pronaći i granice maksimalne snage termonuklearne eksplozivne naprave.

Teorijska mogućnost dobivanja energije putem termonuklearna fuzija bio poznat i prije Drugog svjetskog rata, ali upravo su rat i utrka u naoružanju koja je uslijedila postavili pitanje stvaranja tehničkog uređaja za praktično stvaranje ove reakcije. Poznato je da se u Njemačkoj 1944. godine radilo na pokretanju termonuklearne fuzije komprimiranjem nuklearnog goriva pomoću punjenja konvencionalnih eksploziva - ali su bili neuspješni, jer nisu mogli postići potrebne temperature i tlakove. SAD i SSSR razvijali su termonuklearno oružje od 1940-ih, nakon što su prve termonuklearne naprave testirali gotovo istodobno početkom 1950-ih. Godine 1952. SAD je na atolu Enewetok izveo eksploziju punjenja snage 10,4 megatona (što je 450 puta više od snage bombe bačene na Nagasaki), a 1953. godine naprava kapaciteta 400 kilotona testiran je u SSSR-u.

Nacrti prvih termonuklearnih uređaja nisu bili prikladni za stvarnu borbenu uporabu. Na primjer, uređaj koji su Sjedinjene Države testirale 1952. bio je nadzemna građevina visoka kao dvokatnica i teška preko 80 tona. U njemu je uz pomoć ogromne rashladne jedinice pohranjeno tekuće termonuklearno gorivo. Stoga je u budućnosti masovna proizvodnja termonuklearnog oružja provedena korištenjem krutog goriva - litij-6 deuterida. Godine 1954. Sjedinjene Države testirale su uređaj temeljen na njemu na atolu Bikini, a 1955. nova sovjetska termonuklearna bomba testirana je na poligonu Semipalatinsk. Godine 1957. u Velikoj Britaniji je testirana hidrogenska bomba.

Studije dizajna trajale su nekoliko godina, a završna faza razvoja "proizvoda 602" pala je na 1961. godinu i trajala je 112 dana.

Bomba AN602 imala je trostupanjski dizajn: nuklearno punjenje prvog stupnja (procijenjeni doprinos snazi eksplozije je 1,5 megatona) izazvalo je termonuklearnu reakciju u drugom stupnju (doprinos snazi eksplozije je 50 megatona), a ona je pak pokrenula takozvanu nuklearnu " Jekyll-Hydeovu reakciju (fisija jezgri u blokovima urana-238 pod djelovanjem brzih neutrona nastalih kao rezultat reakcije termonuklearne fuzije) u trećoj fazi (još 50 megatona snage), tako da je ukupna procijenjena snaga AN602 bila 101,5 megatona.

No, prvotna je verzija odbačena, budući da bi u tom obliku eksplozija bombe izazvala iznimno snažno radijacijsko onečišćenje (koje bi, međutim, prema izračunima, ipak bilo ozbiljno inferiorno u odnosu na puno manje moćne američke naprave).
Na kraju je odlučeno da se u trećem stupnju bombe ne koristi "Jekyll-Hydeova reakcija" i da se komponente urana zamijene njihovim olovnim ekvivalentom. Time je procijenjena ukupna snaga eksplozije smanjena za gotovo polovicu (na 51,5 megatona).

Još jedno ograničenje za programere bile su mogućnosti zrakoplova. Prvu verziju bombe teške 40 tona odbacili su dizajneri zrakoplova iz dizajnerskog biroa Tupoljev - zrakoplov nosač nije mogao isporučiti takav teret do cilja.

Kao rezultat toga, strane su postigle kompromis - nuklearni znanstvenici smanjili su težinu bombe za pola, a zrakoplovni dizajneri pripremili su za nju posebnu modifikaciju bombardera Tu-95 - Tu-95V.

Ispostavilo se da ni pod kojim uvjetima neće biti moguće postaviti punjenje u odjeljak za bombe, pa je Tu-95V morao nositi AN602 do cilja na posebnoj vanjskoj remeni.

Zapravo, zrakoplov nosač bio je spreman 1959. godine, ali je nuklearnim fizičarima naloženo da ne forsiraju rad na bombi - upravo u tom trenutku bilo je znakova smanjenja napetosti u međunarodnim odnosima u svijetu.

Međutim, početkom 1961. situacija je ponovno eskalirala i projekt je ponovno oživljen.

Konačna težina bombe, zajedno s padobranskim sustavom, bila je 26,5 tona. Ispostavilo se da proizvod ima nekoliko imena odjednom - "Veliki Ivan", "Car Bomba" i "Kuzkinova majka". Potonji je zapeo za bombu nakon govora sovjetskog vođe Nikite Hruščova Amerikancima, u kojem im je obećao pokazati "Kuzkinovu majku".

Činjenicu da Sovjetski Savez planira testirati super-moćno termonuklearno punjenje u bliskoj budućnosti, Hruščov je sasvim otvoreno rekao stranim diplomatima 1961. godine. Dana 17. listopada 1961., sovjetski vođa najavio je nadolazeće testove u izvješću na XXII kongresu Partije.

Testni poligon bio je testni poligon Dry Nose na Novoj Zemlji. Pripreme za eksploziju završene su posljednjih dana listopada 1961. godine.

Zrakoplov nosač Tu-95V bio je baziran na aerodromu u Vaengi. Ovdje su se u posebnoj prostoriji provodile završne pripreme za testove.

Ujutro 30. listopada 1961. posada pilota Andreja Durnovceva dobila je naredbu da odleti u područje poligona i baci bombu.

Polijećući sa aerodroma u Vaengi, Tu-95V je dva sata kasnije stigao do izračunate točke. Bomba na padobranski sustav bačena je s visine od 10.500 metara, nakon čega su piloti odmah počeli povlačiti automobil iz opasnog područja.

U 11:33 po moskovskom vremenu odjeknula je eksplozija iznad cilja na visini od 4 km.

Snaga eksplozije znatno je premašila proračunsku (51,5 megatona) i kretala se od 57 do 58,6 megatona u TNT ekvivalentu.

Princip rada:

Djelovanje vodikove bombe temelji se na korištenju energije koja se oslobađa tijekom reakcije termonuklearne fuzije lakih jezgri. Upravo se ta reakcija odvija u unutrašnjosti zvijezda, gdje se pod utjecajem ultravisokih temperatura i golemog tlaka sudaraju jezgre vodika i spajaju u teže jezgre helija. Tijekom reakcije dio mase jezgri vodika pretvara se u veliku količinu energije - zahvaljujući tome zvijezde neprestano oslobađaju ogromnu količinu energije. Znanstvenici su kopirali ovu reakciju koristeći izotope vodika - deuterij i tricij, što je dalo naziv "vodikova bomba". U početku su se za proizvodnju naboja koristili tekući izotopi vodika, a kasnije se počeo koristiti litij-6 deuterid, čvrsta, spoj deuterija i izotopa litija.

Litij-6 deuterid glavna je komponenta hidrogenske bombe, termonuklearnog goriva. Već pohranjuje deuterij, a izotop litija služi kao sirovina za stvaranje tricija. Za pokretanje fuzijske reakcije potrebno je stvoriti visoke temperature i tlakove, kao i izolirati tricij iz litija-6. Ovi uvjeti su predviđeni kako slijedi.

Oklop spremnika za termonuklearno gorivo izrađen je od urana-238 i plastike, uz spremnik je postavljeno konvencionalno nuklearno punjenje kapaciteta nekoliko kilotona - naziva se okidač, ili inicijator naboja hidrogenske bombe. Tijekom eksplozije plutonijevog naboja-inicijatora pod djelovanjem snažnog rendgensko zračenje ljuska spremnika pretvara se u plazmu, skupljajući se tisućama puta, što stvara potreban visoki tlak i ogromnu temperaturu. U isto vrijeme, neutroni koje emitira plutonij stupaju u interakciju s litijem-6, tvoreći tricij. Jezgre deuterija i tricija međusobno djeluju pod utjecajem ultravisoke temperature i tlaka, što dovodi do termonuklearne eksplozije.

Ako napravite nekoliko slojeva deuterida urana-238 i litija-6, tada će svaki od njih dodati svoju snagu eksploziji bombe - to jest, takav "puf" omogućuje vam povećanje snage eksplozije gotovo neograničeno. Zahvaljujući tome, može se napraviti hidrogenska bomba gotovo bilo koje snage, a bit će puno jeftinija od konvencionalne nuklearne bombe iste snage.

Svjedoci testa kažu da tako nešto u životu nisu vidjeli. Eksplozija nuklearne gljive podigla se na visinu od 67 kilometara, svjetlosno zračenje potencijalno bi moglo izazvati opekline trećeg stupnja na udaljenosti do 100 kilometara.

Promatrači su izvijestili da su u epicentru eksplozije stijene poprimile iznenađujuće ravnomjeran oblik, a zemlja se pretvorila u neku vrstu vojnog parada. Potpuno uništenje postignuto je na području jednakom teritoriju Pariza.

Atmosferska ionizacija uzrokovala je radio smetnje čak i stotinama kilometara od mjesta testiranja na oko 40 minuta. Nedostatak radijske komunikacije uvjerio je znanstvenike da su testovi prošli dobro. Udarni val nastao eksplozijom Car bombe obišao je zemaljsku kuglu tri puta. Zvučni val nastao eksplozijom stigao je do otoka Dixon na udaljenosti od oko 800 kilometara.

Unatoč velikoj naoblaci, svjedoci su vidjeli eksploziju čak i na udaljenosti od tisuća kilometara i mogli su je opisati.

Pokazalo se da je radioaktivna kontaminacija od eksplozije minimalna, kao što su programeri planirali - više od 97% snage eksplozije proizvedeno je reakcijom termonuklearne fuzije koja praktički nije stvorila radioaktivnu kontaminaciju.

To je omogućilo znanstvenicima da dva sata nakon eksplozije počnu proučavati rezultate ispitivanja na pokusnom polju.

Eksplozija Car bombe doista je ostavila dojam na cijeli svijet. Pokazalo se da je četiri puta jača od najjače američke bombe.

Postojala je teoretska mogućnost stvaranja još snažnijih naboja, ali je odlučeno odustati od provedbe takvih projekata.

Začudo, glavni skeptici bili su vojnici. S njihove točke gledišta, takvo oružje nije imalo praktično značenje. Kako biste naredili da ga isporuče u "neprijateljsku jazbinu"? SSSR je već imao projektile, ali s takvim teretom nisu mogli letjeti u Ameriku.

Strateški bombarderi također nisu mogli letjeti u Sjedinjene Države s takvom "prtljagom". Osim toga, postali su laka meta za sustave protuzračne obrane.

Ispostavilo se da su atomski znanstvenici bili mnogo entuzijastičniji. Izneseni su planovi za postavljanje nekoliko superbombi kapaciteta 200-500 megatona uz obalu Sjedinjenih Država, čija je eksplozija trebala izazvati golemi tsunami koji bi doslovno odnio Ameriku.

Akademik Andrej Saharov, budući aktivist za ljudska prava i laureat Nobelova nagrada mir, iznijeti drugi plan. “Nosač može biti veliko torpedo lansirano s podmornice. Maštao sam da je moguće razviti vodeno-parni atomski mlazni motor za takav torpedo. Cilj napada s udaljenosti od nekoliko stotina kilometara trebaju biti luke neprijatelja. Rat na moru je izgubljen ako su luke uništene, u to nas uvjeravaju pomorci. Tijelo takvog torpeda može biti vrlo izdržljivo, neće se bojati mina i mreža prepreka. Naravno, uništenje luka - kako površinskom eksplozijom torpeda s nabojem od 100 megatona koji je "iskočio" iz vode, tako i podvodnom eksplozijom - neizbježno je povezano s vrlo velikim ljudskim žrtvama ", napisao je znanstvenik u njegovi memoari.

Saharov je ispričao svoju ideju viceadmiralu Petru Fominu. Iskusni mornar, koji je vodio "atomski odjel" pri glavnom zapovjedniku Ratne mornarice SSSR-a, bio je užasnut planom znanstvenika, nazvavši projekt "kanibalskim". Prema Saharovu, on se sramio i više se nije vratio toj ideji.

Znanstvenici i vojska dobili su velikodušne nagrade za uspješno testiranje Car bombe, ali sama ideja o super-moćnim termonuklearnim nabojima počela je postajati stvar prošlosti.

Dizajneri nuklearnog oružja usredotočili su se na stvari manje spektakularne, ali puno učinkovitije.

A eksplozija "Carske bombe" do danas ostaje najjača od onih koje je čovječanstvo ikada proizvelo.

Car bomba u brojkama:

Težina: 27 tona
duljina: 8 metara
Promjer: 2 metara
Vlast: 55 megatona TNT-a
Visina gljive: 67 km
Promjer baze gljive: 40 km
Promjer vatrene kugle: 4.6 km
Udaljenost na kojoj je eksplozija izazvala opekline kože: 100 km
Udaljenost vidljivosti eksplozije: 1 000 km
Količina TNT-a potrebna da odgovara snazi Car bombe: ogromna TNT kocka sa stranom 312 metara (visina Eiffelovog tornja)

izvori

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

I još malo o ne-miroljubivom ATOM-u: na primjer, i ovdje. Ali bilo je i takvih kojih je još bilo Izvorni članak nalazi se na web stranici InfoGlaz.rf Link na članak iz kojeg je napravljena ova kopija -

Sadržaj članka

H-BOMBA, oružje velike razorne moći (reda megatona u TNT ekvivalentu), čiji se princip rada temelji na reakciji termonuklearne fuzije lakih jezgri. Izvor energije eksplozije su procesi slični onima koji se odvijaju na Suncu i drugim zvijezdama.

termonuklearne reakcije.

Unutrašnjost Sunca sadrži ogromnu količinu vodika, koji je u stanju supervisoke kompresije na temperaturi od cca. 15 000 000 K. Pri tako visokoj temperaturi i gustoći plazme jezgre vodika doživljavaju stalne međusobne sudare, od kojih neke završavaju njihovim spajanjem i, u konačnici, stvaranjem težih jezgri helija. Takve reakcije, nazvane termonuklearna fuzija, praćene su oslobađanjem ogromne količine energije. Prema zakonima fizike, oslobađanje energije tijekom termonuklearne fuzije nastaje zbog činjenice da kada se formira teža jezgra, dio mase lakih jezgri uključenih u njen sastav pretvara se u ogromnu količinu energije. Zato Sunce, imajući gigantsku masu, gubi cca. 100 milijardi tona materije i oslobađa energiju, zahvaljujući kojoj je život na Zemlji postao moguć.

Izotopi vodika.

Atom vodika je najjednostavniji od svih postojećih atoma. Sastoji se od jednog protona, koji je njegova jezgra, oko koje se okreće jedan elektron. Pažljiva istraživanja vode (H 2 O) pokazala su da ona sadrži zanemarive količine "teške" vode koja sadrži "teški izotop" vodika - deuterij (2 H). Jezgra deuterija sastoji se od protona i neutrona, neutralne čestice mase bliske protonu.

Postoji i treći izotop vodika, tricij, koji u svojoj jezgri sadrži jedan proton i dva neutrona. Tricij je nestabilan i podvrgava se spontanom radioaktivnom raspadu, pretvarajući se u izotop helija. Tragovi tricija pronađeni su u Zemljinoj atmosferi, gdje nastaje kao rezultat interakcije kozmičkih zraka s molekulama plina koji čine zrak. Tricij se dobiva umjetnim putem u nuklearnom reaktoru ozračivanjem izotopa litij-6 strujom neutrona.

Razvoj hidrogenske bombe.

Preliminarna teorijska analiza pokazala je da se termonuklearna fuzija najlakše provodi u mješavini deuterija i tricija. Uzimajući to kao osnovu, američki znanstvenici početkom 1950-ih počeli su provoditi projekt stvaranja hidrogenske bombe (HB). Prva testiranja modela nuklearnog uređaja obavljena su na poligonu Eniwetok u proljeće 1951.; termonuklearna fuzija je bila samo djelomična. Značajan uspjeh postignut je 1. studenoga 1951. u ispitivanju goleme nuklearne naprave čija je snaga eksplozije bila 4 x 8 Mt u TNT ekvivalentu.

Prva hidrogenska zrakoplovna bomba detonirana je u SSSR-u 12. kolovoza 1953., a 1. ožujka 1954. Amerikanci su detonirali jaču (oko 15 Mt) zrakoplovnu bombu na atolu Bikini. Od tada, obje sile detoniraju napredna megatonska oružja.

Eksploziju na atolu Bikini pratilo je katapultiranje veliki broj radioaktivne tvari. Neki od njih pali su stotinama kilometara od mjesta eksplozije na japanski ribarski brod Lucky Dragon, dok su drugi prekrili otok Rongelap. Budući da termonuklearna fuzija proizvodi stabilni helij, radioaktivnost u eksploziji čisto vodikove bombe ne bi trebala biti veća od radioaktivnosti atomskog detonatora termonuklearne reakcije. Međutim, u ovom slučaju, predviđene i stvarne radioaktivne padavine značajno su se razlikovale u količini i sastavu.

Mehanizam djelovanja hidrogenske bombe.

Redoslijed procesa koji se odvijaju tijekom eksplozije hidrogenske bombe može se predstaviti na sljedeći način. Prvo, naboj inicijatora termonuklearne reakcije (mala atomska bomba) unutar HB ljuske eksplodira, što rezultira bljeskom neutrona i stvaranjem visoke temperature potrebne za pokretanje termonuklearne fuzije. Neutroni bombardiraju umetak od litijeva deuterida, spoja deuterija s litijem (koristi se izotop litija s masenim brojem 6). Litij-6 neutroni cijepaju na helij i tricij. Dakle, atomski fitilj stvara materijale potrebne za sintezu izravno u samoj bombi.

Zatim počinje termonuklearna reakcija u mješavini deuterija i tricija, temperatura unutar bombe brzo raste, uključujući sve više vodika u fuziju. Daljnjim povećanjem temperature mogla bi započeti reakcija između jezgri deuterija, što je karakteristično za čisto vodikovu bombu. Sve se reakcije, naravno, odvijaju tako brzo da se percipiraju kao trenutne.

Podjela, sinteza, podjela (superbomba).

Zapravo, u bombi, slijed gore opisanih procesa završava u fazi reakcije deuterija s tricijem. Nadalje, dizajneri bombi radije su koristili ne fuziju jezgri, već njihovu fisiju. Fuzija jezgri deuterija i tricija proizvodi helij i brze neutrone, čija je energija dovoljno velika da izazove fisiju jezgri urana-238 (glavni izotop urana, puno jeftiniji od urana-235 koji se koristi u konvencionalnim atomskim bombama). Brzi neutroni cijepaju atome uranovog omotača superbombe. Fisijom jedne tone urana stvara se energija ekvivalentna 18 Mt. Energija ne ide samo na eksploziju i oslobađanje topline. Svaka jezgra urana podijeljena je u dva visoko radioaktivna "fragmenta". Fisijski proizvodi uključuju 36 različitih kemijski elementi i gotovo 200 radioaktivnih izotopa. Sve to čini radioaktivne padavine koje prate eksplozije superbombi.

Zbog jedinstvenog dizajna i opisanog mehanizma djelovanja, oružje ovog tipa može se napraviti moćnim po želji. Mnogo je jeftiniji od atomskih bombi iste snage.

Posljedice eksplozije.

Udarni val i toplinski učinak.

Izravni (primarni) učinak eksplozije superbombe je trostruk. Najočitiji od izravnih učinaka je udarni val ogromnog intenziteta. Jačina njezina udara, ovisno o snazi bombe, visini eksplozije iznad tla i prirodi terena, opada s udaljenošću od epicentra eksplozije. Toplinski učinak eksplozije određen je istim čimbenicima, ali, osim toga, također ovisi o prozirnosti zraka - magla naglo smanjuje udaljenost na kojoj toplinski bljesak može izazvati ozbiljne opekline.

Prema proračunima, u slučaju eksplozije bombe od 20 megatona u atmosferi, ljudi će u 50% slučajeva ostati živi ako se 1) sklone u podzemno armirano-betonsko sklonište na udaljenosti od oko 8 km od epicentar eksplozije (EW), 2) su u običnim gradskim zgradama na udaljenosti od cca. 15 km od EW, 3) su bili na otvorenom na udaljenosti od cca. 20 km od EV. U uvjetima slabe vidljivosti i na udaljenosti od najmanje 25 km, ako je atmosfera vedra, za ljude na otvorenom prostoru vjerojatnost preživljavanja naglo raste s udaljenošću od epicentra; na udaljenosti od 32 km njegova izračunata vrijednost iznosi više od 90%. Područje u kojem prodorno zračenje koje se javlja tijekom eksplozije uzrokuje smrtonosni ishod je relativno malo, čak iu slučaju superbombe velike snage.

Vatrena lopta.

Ovisno o sastavu i masi zapaljivog materijala uključenog u vatrenu kuglu, mogu se formirati goleme samoodržive vatrene oluje koje će bjesnjeti satima. Ipak, najopasnija (iako sekundarna) posljedica eksplozije je radioaktivna kontaminacija. okoliš.

Ispasti.

Kako nastaju.

Kada bomba eksplodira, nastala vatrena kugla ispunjena je ogromnom količinom radioaktivnih čestica. Obično su te čestice toliko male da kad dođu u gornju atmosferu, tamo mogu ostati dugo vremena. Ali ako vatrena kugla dođe u dodir s površinom Zemlje, sve što je na njoj, pretvara se u užarenu prašinu i pepeo i povlači ih u vatreni tornado. U vrtlogu plamena miješaju se i vežu s radioaktivnim česticama. Radioaktivna prašina, osim one najveće, ne taloži se odmah. Finiju prašinu odnosi nastali oblak eksplozije i postupno ispada dok se kreće niz vjetar. Neposredno na mjestu eksplozije, radioaktivne padavine mogu biti izuzetno intenzivne - uglavnom se gruba prašina taloži na tlo. Stotinama kilometara od mjesta eksplozije i na većim udaljenostima male, ali još uvijek vidljive čestice pepela padaju na tlo. Često stvaraju snježni pokrivač, smrtonosan za svakoga tko se nađe u blizini. Čak i manje i nevidljive čestice, prije nego što se slegnu na tlo, mogu lutati u atmosferi mjesecima, pa čak i godinama, obilazeći više puta zemaljsku kuglu. Do trenutka kada ispadnu, njihova radioaktivnost znatno oslabi. Najopasnije je zračenje stroncija-90 s vremenom poluraspada od 28 godina. Njegov se pad jasno uočava u cijelom svijetu. Smještajući se na lišće i travu, ulazi u prehrambene lance, uključujući i ljude. Kao posljedica toga, u kostima stanovnika većine zemalja pronađene su zamjetne, iako još ne opasne, količine stroncija-90. Nakupljanje stroncija-90 u ljudskim kostima dugoročno je vrlo opasno jer dovodi do stvaranja malignih tumora kostiju.

Dugotrajna kontaminacija područja radioaktivnim padavinama.

U slučaju neprijateljstava, uporaba hidrogenske bombe dovest će do trenutne radioaktivne kontaminacije teritorija u radijusu od cca. 100 km od epicentra eksplozije. U slučaju eksplozije superbombe, područje od desetak tisuća četvornih kilometara bit će kontaminirano. Tako ogromno područje uništenja jednom bombom čini ga potpuno novom vrstom oružja. Čak i ako super bomba ne pogodi cilj, tj. neće pogoditi objekt udarno-toplinskim učincima, prodorna radijacija i radioaktivne padavine koje prate eksploziju učinit će okolni prostor neprikladnim za stanovanje. Takve oborine mogu trajati mnogo dana, tjedana pa čak i mjeseci. Ovisno o njihovom broju, intenzitet zračenja može doseći smrtonosne razine. Relativno mali broj superbombi dovoljan je da veliku zemlju potpuno prekrije slojem radioaktivne prašine smrtonosne za sva živa bića. Stoga je stvaranje superbombe označilo početak ere u kojoj je postalo moguće čitave kontinente učiniti nenastanjivim. Čak i dugo nakon što prestane izravna izloženost radioaktivnim padalinama, i dalje će postojati opasnost zbog visoke radiotoksičnosti izotopa kao što je stroncij-90. Uz hranu uzgojenu na tlima kontaminiranim ovim izotopom, radioaktivnost će ući u ljudsko tijelo.

Sadržaj članka

termonuklearne reakcije.

Izotopi vodika.

Razvoj hidrogenske bombe.

Eksplozija na atolu Bikini popraćena je ispuštanjem velike količine radioaktivnih tvari. Neki od njih pali su stotinama kilometara od mjesta eksplozije na japanski ribarski brod Lucky Dragon, dok su drugi prekrili otok Rongelap. Budući da termonuklearna fuzija proizvodi stabilni helij, radioaktivnost u eksploziji čisto vodikove bombe ne bi trebala biti veća od radioaktivnosti atomskog detonatora termonuklearne reakcije. Međutim, u ovom slučaju, predviđene i stvarne radioaktivne padavine značajno su se razlikovale u količini i sastavu.

Mehanizam djelovanja hidrogenske bombe.

Podjela, sinteza, podjela (superbomba).

Zapravo, u bombi, slijed gore opisanih procesa završava u fazi reakcije deuterija s tricijem. Nadalje, dizajneri bombi radije su koristili ne fuziju jezgri, već njihovu fisiju. Fuzija jezgri deuterija i tricija proizvodi helij i brze neutrone, čija je energija dovoljno velika da izazove fisiju jezgri urana-238 (glavni izotop urana, puno jeftiniji od urana-235 koji se koristi u konvencionalnim atomskim bombama). Brzi neutroni cijepaju atome uranovog omotača superbombe. Fisijom jedne tone urana stvara se energija ekvivalentna 18 Mt. Energija ne ide samo na eksploziju i oslobađanje topline. Svaka jezgra urana podijeljena je u dva visoko radioaktivna "fragmenta". Fisijski produkti uključuju 36 različitih kemijskih elemenata i gotovo 200 radioaktivnih izotopa. Sve to čini radioaktivne padavine koje prate eksplozije superbombi.

Zbog jedinstvenog dizajna i opisanog mehanizma djelovanja, oružje ovog tipa može se napraviti moćnim po želji. Mnogo je jeftiniji od atomskih bombi iste snage.

Posljedice eksplozije.

Udarni val i toplinski učinak.

Vatrena lopta.

Ovisno o sastavu i masi zapaljivog materijala uključenog u vatrenu kuglu, mogu se formirati goleme samoodržive vatrene oluje koje će bjesnjeti satima. No, najopasnija (iako sekundarna) posljedica eksplozije je radioaktivna kontaminacija okoliša.

Ispasti.

Kako nastaju.

Dugotrajna kontaminacija područja radioaktivnim padavinama.

Geopolitičke ambicije velikih sila uvijek dovode do utrke u naoružanju. Razvoj novih vojnih tehnologija dao je jednoj ili drugoj zemlji prednost nad drugima. Tako se čovječanstvo velikim koracima približilo pojavi strašnog oružja - nuklearna bomba. Od kojeg je datuma krenulo izvješće o atomskoj eri, koliko zemalja našeg planeta ima nuklearni potencijal i koja je temeljna razlika između hidrogenske i atomske bombe? Odgovore na ova i druga pitanja možete pronaći čitajući ovaj članak.

Koja je razlika između hidrogenske i nuklearne bombe

Svako nuklearno oružje na temelju intranuklearne reakcije, čija je snaga sposobna gotovo trenutačno uništiti veliki broj stambenih jedinica, kao i opreme, te svih vrsta zgrada i građevina. Razmotrite klasifikaciju nuklearnih bojevih glava u službi nekih zemalja:

Nuklearna (atomska) bomba. U procesu nuklearne reakcije i fisije plutonija i urana oslobađa se energija kolosalnih razmjera. Obično jedna bojna glava sadrži dva punjenja plutonija iste mase, koja eksplodiraju jedno iz drugog.
Vodikova (termonuklearna) bomba. Energija se oslobađa na temelju fuzije vodikovih jezgri (otuda naziv). Intenzitet udarni val a količina oslobođene energije nekoliko puta premašuje atomsku energiju.

Što je jače: nuklearna ili hidrogenska bomba?

Dok su znanstvenici razmišljali o tome kako nuklearnu energiju dobivenu u procesu termonuklearne fuzije vodika iskoristiti u miroljubive svrhe, vojska je već provela više od desetak testova. Pokazalo se da napuniti Nekoliko megatona hidrogenske bombe je tisućama puta jače od atomske bombe. Teško je čak i zamisliti što bi se dogodilo s Hirošimom (pa i samim Japanom) da je u bombi od 20 kilotona bačenoj na nju bio vodik.

Razmotrite snažnu razornu silu koja je posljedica eksplozije hidrogenske bombe od 50 megatona:

Vatrena lopta: Promjer 4,5 -5 kilometara u promjeru.
Zvučni val: Eksplozija se čuje na udaljenosti od 800 kilometara.
energija: od oslobođene energije, osoba može dobiti opekline kože, nalazeći se od epicentra eksplozije do 100 kilometara.
nuklearna gljiva: visina preko 70 km visine, polumjer kape - oko 50 km.

Atomske bombe takve snage nikada prije nisu eksplodirale. Postoje pokazatelji bombe bačene na Hirošimu 1945., ali po svojoj veličini bila je znatno inferiorna gore opisanom ispuštanju vodika:

Vatrena lopta: oko 300 metara u promjeru.
nuklearna gljiva: visina 12 km, polumjer kape - oko 5 km.
energija: temperatura u središtu eksplozije dosegla je 3000C°.

Sada su u službi nuklearnih sila hidrogenske bombe. Osim što su ispred svojih " mala braća“, puno su jeftiniji za proizvodnju.

Kako radi hidrogenska bomba

Idemo korak po korak korake uključene u detoniranje hidrogenskih bombi:

detonacija naboja. Naboj je u posebnoj ljusci. Nakon detonacije oslobađaju se neutroni i stvara se visoka temperatura potrebna za početak nuklearne fuzije u glavnom naboju.
Cijepanje litija. Pod utjecajem neutrona litij se cijepa na helij i tricij.
Termonuklearna fuzija. Tricij i helij pokreću termonuklearnu reakciju, uslijed čega vodik ulazi u proces, a temperatura unutar naboja trenutno raste. Dolazi do termonuklearne eksplozije.

Kako radi atomska bomba

detonacija naboja. Omotač bombe sadrži nekoliko izotopa (uran, plutonij i dr.), koji se raspadaju u detonacijskom polju i hvataju neutrone.
Lavinski proces. Uništenje jednog atoma inicira raspad još nekoliko atoma. Postoji lančani proces koji uključuje uništenje velikog broja jezgri.
nuklearna reakcija. U vrlo kratkom vremenu svi dijelovi bombe čine jednu cjelinu, a masa punjenja počinje prelaziti kritičnu masu. Oslobađa se ogromna količina energije, nakon čega dolazi do eksplozije.

Opasnost od nuklearnog rata

Još sredinom prošlog stoljeća opasnost od nuklearnog rata bila je malo vjerojatna. Dvije zemlje, SSSR i SAD, imale su atomsko oružje u svom arsenalu. Čelnici dviju supersila bili su itekako svjesni opasnosti od uporabe oružja za masovno uništenje, a utrka u naoružanju vođena je, najvjerojatnije, kao "natjecateljski" sukob.

Naravno, bilo je napetih trenutaka u odnosu na ovlasti, ali zdrav razum uvijek je prevladao nad ambicijom.

Situacija se promijenila krajem 20. stoljeća. "Nuklearna palica" zaplijenila je ne samo razvijene zemlje Zapadna Europa ali i iz Azije.

Ali, kao što vjerojatno znate, nuklearni klub» sastoji se od 10 zemalja. Neslužbeno se vjeruje da nuklearne bojeve glave ima Izrael, a možda i Iran. Iako su potonji, nakon što su im nametnute ekonomske sankcije, odustali od razvoja nuklearnog programa.

Nakon pojave prve atomske bombe, znanstvenici SSSR-a i SAD-a počeli su razmišljati o oružju koje ne bi nosilo tako velika razaranja i kontaminaciju neprijateljskih teritorija, već ciljano djelovalo na ljudsko tijelo. Ideja je nastala oko izgradnja neutronske bombe.

Princip rada je interakcija toka neutrona sa živim tijelom i vojnom opremom. Nastali više radioaktivnih izotopa trenutno uništavaju čovjeka, a tenkovi, transporteri i drugo oružje nakratko postaju izvori jakog zračenja.

Neutronska bomba eksplodira na udaljenosti od 200 metara od razine tla, a posebno je učinkovita u napadu neprijateljskih tenkova. Oklop vojne opreme Debeo 250 mm, sposoban na trenutke umanjiti učinak nuklearne bombe, ali nemoćan pred gama zračenjem neutronske bombe. Razmotrite učinke neutronskog projektila kapaciteta do 1 kilotona na posadu tenka:

Kao što razumijete, razlika između hidrogenske i atomske bombe je ogromna. Razlika u reakciji nuklearne fisije između ovih naboja čini hidrogenska bomba je stotine puta razornija od atomske bombe.

Pri uporabi termonuklearne bombe od 1 megatona bit će uništeno sve u krugu od 10 kilometara. Neće stradati samo zgrade i oprema, već sva živa bića.

Čelnici nuklearnih zemalja moraju to zapamtiti i koristiti "nuklearnu" prijetnju isključivo kao sredstvo odvraćanja, a ne kao ofenzivno oružje.

Video o razlikama između atomske i hidrogenske bombe

Ovaj video će detaljno i korak po korak opisati princip atomske bombe, kao i glavne razlike od vodikove:

Vodikova bomba (Hydrogen Bomb, HB, VB) je oružje za masovno uništenje nevjerojatne razorne moći (snaga joj se procjenjuje u megatonama TNT-a). Načelo rada bombe i shema strukture temelji se na korištenju energije termonuklearne fuzije jezgri vodika. Procesi koji se odvijaju tijekom eksplozije slični su onima koji se odvijaju u zvijezdama (uključujući i Sunce). Prvo testiranje WB-a pogodnog za prijevoz na velike udaljenosti (projekt A.D. Saharova) izvedeno je u Sovjetskom Savezu na poligonu u blizini Semipalatinska.

termonuklearna reakcija

Sunce sadrži ogromne zalihe vodika, koji je pod stalnim utjecajem ultravisokog tlaka i temperature (oko 15 milijuna stupnjeva Kelvina). Pri tako ekstremnoj gustoći i temperaturi plazme, jezgre vodikovih atoma nasumično se sudaraju jedna s drugom. Rezultat sudara je fuzija jezgri, a kao rezultat toga, nastanak jezgri težeg elementa - helija. Reakcije ove vrste nazivaju se termonuklearna fuzija, karakterizirane su oslobađanjem ogromne količine energije.

Zakoni fizike objašnjavaju oslobađanje energije tijekom termonuklearne reakcije na sljedeći način: dio mase lakih jezgri koje sudjeluju u stvaranju težih elemenata ostaje neiskorišten i pretvara se u čistu energiju u ogromnim količinama. Zbog toga naše nebesko tijelo gubi približno 4 milijuna tona materije u sekundi, oslobađajući kontinuirani tok energije u svemir.

Izotopi vodika

Najjednostavniji od svih postojećih atoma je atom vodika. Sastoji se od samo jednog protona, koji tvori jezgru, i jednog elektrona koji se okreće oko nje. Kao rezultat znanstvenih istraživanja vode (H2O), utvrđeno je da je takozvana "teška" voda prisutna u njoj u malim količinama. Sadrži "teške" izotope vodika (2H ili deuterij), čije jezgre, osim jednog protona, sadrže i jedan neutron (čestica mase bliska protonu, ali bez naboja).

Znanost također poznaje tricij - treći izotop vodika, čija jezgra sadrži 1 proton i 2 neutrona odjednom. Tricij karakterizira nestabilnost i konstantno spontano raspadanje uz oslobađanje energije (zračenja), pri čemu nastaje izotop helija. Tragovi tricija nalaze se u gornjim slojevima Zemljine atmosfere: tamo, pod utjecajem kozmičkih zraka, molekule plina koje tvore zrak prolaze slične promjene. Također je moguće dobiti tricij u nuklearnom reaktoru ozračivanjem izotopa litij-6 snažnim neutronskim tokom.

Razvoj i prvi testovi hidrogenske bombe

Kao rezultat temeljite teorijske analize, stručnjaci iz SSSR-a i SAD-a došli su do zaključka da je mješavina deuterija i tricija najlakša za pokretanje reakcije termonuklearne fuzije. Naoružani ovim saznanjem, znanstvenici iz Sjedinjenih Država 1950-ih su krenuli u stvaranje hidrogenske bombe. I već u proljeće 1951. godine na poligonu Eniwetok (atol u Tihom oceanu) obavljen je testni test, ali tada je postignuta samo djelomična termonuklearna fuzija.

Prošlo je nešto više od godinu dana, au studenom 1952. izvršen je drugi test hidrogenske bombe kapaciteta oko 10 Mt u TNT-u. No, tu se eksploziju teško može nazvati eksplozijom termonuklearne bombe u suvremenom smislu: zapravo je uređaj bio veliki spremnik (veličine trokatnice) ispunjen tekućim deuterijem.

U Rusiji su se također zauzeli usavršavanjem atomskog oružja, a prva hidrogenska bomba A.D. Saharova je testirana na poligonu Semipalatinsk 12. kolovoza 1953. godine. RDS-6 (ova vrsta oružja za masovno uništenje dobila je nadimak Saharovljev puf, jer je njegova shema podrazumijevala uzastopno postavljanje slojeva deuterija koji okružuju inicijacijsko punjenje) imao je snagu od 10 Mt. Međutim, za razliku od američke "trokatnice", sovjetska bomba bila je kompaktna i mogla se brzo dostaviti do mjesta oslobađanja na neprijateljskom teritoriju u strateškom bombarderu.

Prihvativši izazov, Sjedinjene Države su u ožujku 1954. detonirale jaču zračnu bombu (15 Mt) na poligonu na atolu Bikini ( tihi ocean). Test je uzrokovao ispuštanje velike količine radioaktivnih tvari u atmosferu, od kojih su neke pale s oborinama stotinama kilometara od epicentra eksplozije. Japanski brod "Lucky Dragon" i instrumenti instalirani na otoku Roguelap zabilježili su naglo povećanje radijacije.

Budući da procesi koji se odvijaju tijekom detonacije hidrogenske bombe proizvode stabilan, siguran helij, očekivalo se da radioaktivne emisije ne bi trebale premašiti razinu kontaminacije iz detonatora atomske fuzije. Ali izračuni i mjerenja stvarnih radioaktivnih padalina uvelike su varirali, kako u količini tako iu sastavu. Stoga je američko vodstvo odlučilo privremeno obustaviti dizajn ovog oružja do potpuna studija njegov utjecaj na okoliš i ljude.

Video: testovi u SSSR-u

Car bomba - termonuklearna bomba SSSR-a

SSSR je stavio debelu točku u lancu gomilanja tonaže hidrogenskih bombi kada je 30. listopada 1961. na Novoj Zemlji testirana Car bomba od 50 megatona (najveća u povijesti) - rezultat dugogodišnjeg rada istraživačka grupa A.D. Saharov. Eksplozija je odjeknula na visini od 4 kilometra, a udarni val tri su puta zabilježili instrumenti diljem svijeta. Unatoč činjenici da test nije otkrio nikakve kvarove, bomba nikada nije ušla u službu. Ali sama činjenica da su Sovjeti posjedovali takvo oružje ostavila je neizbrisiv dojam na cijeli svijet, au Sjedinjenim Državama su prestali dobivati tonažu nuklearnog arsenala. U Rusiji su pak odlučili odbiti stavljanje vodikovih bojevih glava na borbenu dužnost.

Vodikova bomba je najsloženiji tehnički uređaj, čija eksplozija zahtijeva niz uzastopnih procesa.

Najprije dolazi do detonacije naboja inicijatora koji se nalazi unutar ljuske VB (minijaturne atomske bombe), što rezultira snažnom emisijom neutrona i stvaranjem visoke temperature potrebne za početak termonuklearne fuzije u glavnom naboju. Započinje masivno neutronsko bombardiranje umetka litijeva deuterida (dobivenog spajanjem deuterija s izotopom litija-6).

Pod utjecajem neutrona litij-6 se cijepa na tricij i helij. Atomski fitilj u ovom slučaju postaje izvor materijala potrebnih za nastanak termonuklearne fuzije u samoj detoniranoj bombi.

Mješavina tricija i deuterija pokreće termonuklearnu reakciju, što rezultira brzim porastom temperature unutar bombe, a u proces je uključeno sve više vodika.
Načelo rada vodikove bombe podrazumijeva ultrabrzi tijek ovih procesa (tome pridonosi uređaj za punjenje i raspored glavnih elemenata), koji promatraču izgledaju trenutačno.

Superbomba: Fisija, Fuzija, Fisija

Slijed gore opisanih procesa završava nakon početka reakcije deuterija s tricijem. Nadalje, odlučeno je koristiti nuklearnu fisiju, a ne fuziju težih. Nakon fuzije jezgri tricija i deuterija oslobađaju se slobodni helij i brzi neutroni, čija je energija dovoljna da pokrene početak fisije jezgri urana-238. Brzi neutroni mogu rastaviti atome iz uranovog omotača superbombe. Fisijom tone urana stvara se energija reda veličine 18 Mt. U ovom slučaju energija se troši ne samo na stvaranje eksplozivnog vala i oslobađanje ogromne količine topline. Svaki atom urana raspada se na dva radioaktivna "fragmenta". Cijeli "buket" formiran je od raznih kemijskih elemenata (do 36) i oko dvjesto radioaktivnih izotopa. Zbog toga se stvaraju brojne radioaktivne padavine, zabilježene stotinama kilometara od epicentra eksplozije.

Nakon pada Željezne zavjese doznalo se da u SSSR-u planiraju razviti "Car bombu", kapaciteta 100 Mt. Zbog činjenice da u to vrijeme nije bilo zrakoplova koji bi mogao nositi tako masivno punjenje, ideja je napuštena u korist bombe od 50 Mt.

Posljedice eksplozije hidrogenske bombe

udarni val

Eksplozija hidrogenske bombe povlači razaranja i posljedice velikih razmjera, a primarni (očiti, izravni) udar je trostruke prirode. Najočitiji od svih izravnih udara je udarni val ultravisokog intenziteta. Njena razorna sposobnost opada s udaljenošću od epicentra eksplozije, a ovisi i o snazi same bombe i visini na kojoj je detonirano punjenje.

toplinski učinak

Učinak toplinskog utjecaja eksplozije ovisi o istim čimbenicima kao i snaga udarnog vala. Ali njima se dodaje još jedan - stupanj prozirnosti zračnih masa. Magla ili čak blago naoblačenje dramatično smanjuju radijus oštećenja, pri čemu toplinski bljesak može uzrokovati ozbiljne opekline i gubitak vida. Eksplozija hidrogenske bombe (više od 20 Mt) stvara nevjerojatnu količinu toplinske energije, dovoljnu da otopi beton na udaljenosti od 5 km, ispari gotovo svu vodu iz malog jezera na udaljenosti od 10 km, uništi neprijateljsku živu silu. , opreme i zgrada na istoj udaljenosti . U središtu se formira lijevak promjera 1-2 km i dubine do 50 m, prekriven debelim slojem staklaste mase (nekoliko metara stijena s visokim sadržajem pijeska otapa se gotovo trenutno, pretvarajući se u staklo).

Prema izračunima iz testova u stvarnom svijetu, ljudi imaju 50% šanse da ostanu živi ako:

Nalaze se u armiranobetonskom skloništu (pod zemljom) 8 km od epicentra eksplozije (EV);
Nalaze se u stambenim zgradama na udaljenosti od 15 km od EW;
Oni će se u slučaju slabe vidljivosti naći na otvorenom prostoru na udaljenosti većoj od 20 km od EV (za "čistu" atmosferu minimalna udaljenost u ovom slučaju bit će 25 km).

S udaljenošću od EV-a naglo raste i vjerojatnost preživljavanja među ljudima koji se nađu na otvorenim prostorima. Dakle, na udaljenosti od 32 km to će biti 90-95%. Radijus od 40-45 km je granica za primarni udar od eksplozije.

Vatrena lopta

Drugi očiti utjecaj eksplozije hidrogenske bombe su samoodržive vatrene oluje (uragani), koje nastaju zbog uključivanja kolosalnih masa zapaljivog materijala u vatrenu kuglu. No, unatoč tome, najopasnija posljedica eksplozije u smislu utjecaja bit će radijacijsko onečišćenje okoliša na desetke kilometara uokolo.

Ispasti

Vatrena kugla koja je nastala nakon eksplozije brzo se napuni velikim količinama radioaktivnih čestica (produkti raspada teških jezgri). Veličina čestica je toliko mala da kada dospiju u gornje slojeve atmosfere, tamo se mogu zadržati vrlo dugo. Sve što vatrena kugla dospije na površinu zemlje u trenu se pretvori u pepeo i prah, a potom uvuče u vatreni stup. Plameni vrtlozi miješaju te čestice s nabijenim česticama, tvoreći opasnu mješavinu radioaktivne prašine, čiji se proces taloženja granula proteže dugo.

Gruba prašina se prilično brzo taloži, ali finu prašinu zračne struje prenose na velike udaljenosti, postupno ispadajući iz novonastalog oblaka. U neposrednoj blizini EV-a talože se najveće i najnabijenije čestice, stotinama kilometara od njega još se mogu pronaći oku vidljive čestice pepela. Oni su ti koji tvore smrtonosni pokrov, debeo nekoliko centimetara. Svatko tko mu se približi riskira da dobije ozbiljnu dozu zračenja.

Manje i nerazlučive čestice mogu "lebdjeti" u atmosferi dugi niz godina, neprestano obilazeći Zemlju. Dok padnu na površinu, prilično gube svoju radioaktivnost. Najopasniji je stroncij-90, koji ima poluživot od 28 godina i tijekom tog vremena stvara stabilno zračenje. Njegov izgled određuju instrumenti diljem svijeta. "Slijećući" na travu i lišće, uključuje se u prehrambene lance. Iz tog razloga, stroncij-90, koji se nakuplja u kostima, nalazi se u ljudima tisućama kilometara od mjesta testiranja. Čak i ako je njegov sadržaj izuzetno mali, izgledi da budu "poligon za skladištenje radioaktivnog otpada" ne slute na dobro za čovjeka, što dovodi do razvoja malignih neoplazmi kostiju. U regijama Rusije (kao i drugih zemalja) u blizini mjesta probnih lansiranja hidrogenskih bombi i dalje se primjećuje povećana radioaktivna pozadina, što još jednom dokazuje sposobnost ove vrste oružja da ostavi značajne posljedice.