Воднева бомба принцип дії. Випробування водневої бомби, вона ж "Кузькова мати"

12 серпня 1953 року о 7.30 ранку на Семипалатинському полігоні було випробувано першу радянську водневу бомбу, яка мала службову назву "Виріб РДС-6c". Це було четверте радянське випробування ядерної зброї.

Початок перших робіт з термоядерної програми в СРСР належить ще до 1945 року. Тоді було отримано інформацію про дослідження, які у США над термоядерної проблемою. Вони були розпочаті з ініціативи американського фізика Едварда Теллера у 1942 році. За основу було взято телерівську концепцію термоядерної зброї, яка отримала в колах радянських учених-ядерників назву "труба" - циліндричний контейнер з рідким дейтерієм, який повинен був нагріватися від вибуху ініціюючого пристрою типу звичайної атомної бомби. Тільки 1950 року американці встановили, що " труба " безперспективна, і вони продовжили розробку інших конструкцій. Але до цього часу радянськими фізиками вже було самостійно розроблено іншу концепцію термоядерної зброї, яка невдовзі – у 1953 році – призвела до успіху.

Альтернативну схему водневої бомби вигадав Андрій Сахаров. В основу бомби їм була покладена ідея "шарування" та застосування дейтериду літію-6. Розроблений у КБ-11 (сьогодні це місто Саров, колишній Арзамас-16, Нижегородська область) термоядерний заряд РДС-6с був сферичною системою з шарів урану та термоядерного пального, оточених хімічною вибуховою речовиною.

Для збільшення енерговиділення заряду у його конструкції був використаний тритій. Основне завдання при створенні подібної зброї полягало в тому, щоб за допомогою енергії, виділеної під час вибуху атомної бомби, нагріти і підпалити важкий водень — дейтерій, здійснити термоядерні реакції з виділенням енергії, здатні самі себе підтримувати. Для збільшення частки "згорілого" дейтерію Сахаров запропонував оточити дейтерій оболонкою із звичайного природного урану, який мав уповільнити розліт і, головне, суттєво підвищити густину дейтерію. Явище іонізаційного стиснення термоядерного пального, яке стало основою першої радянської водневої бомби, досі називають "сахаризацією".

За результатами робіт над першою водневою бомбою Андрій Сахаров отримав звання Героя Соцпраці та лауреата Сталінської премії.

"Виріб РДС-6с" було виконано у вигляді транспортабельної бомби вагою 7 тонн, яка містилася в бомбовому люку бомбардувальника Ту-16. Для порівняння — бомба, створена американцями, важила 54 тонни та була розміром із триповерховий будинок.

Щоб оцінити руйнівні дії нової бомби, на Семипалатинському полігоні звели місто з промислових та адміністративних будівель. Загалом на полі було 190 різних споруд. У цьому випробуванні вперше були застосовані вакуумні паркан радіохімічних проб, що автоматично відкривалися під дією ударної хвилі. Усього до випробувань РДС-6с було підготовлено 500 різних вимірювальних, реєструючих та кінознімальних приладів, встановлених у підземних казематах та міцних наземних спорудах. Авіаційно-технічне забезпечення випробувань - вимірювання тиску ударної хвилі на літак, що знаходиться в повітрі в момент вибуху виробу, забір проб повітря з радіоактивної хмари, аерофотознімання району здійснювалося спеціальною льотною частиною. Підрив бомби здійснювався дистанційно, подачею сигналу з пульта, що був у бункері.

Вирішили вибух на сталевій вежі заввишки 40 метрів, заряд був розташований на висоті 30 метрів. Радіоактивний грунт від минулих випробувань було видалено на безпечну відстань, спеціальні споруди були відбудовані на своїх місцях на старих фундаментах, за 5 метрів від вежі було споруджено бункер для встановлення розробленої в ІХФ АН СРСР апаратури, що реєструє термоядерні процеси.

На полі встановили військову техніку всіх родів військ. У ході випробувань було знищено всі дослідні споруди у радіусі до чотирьох кілометрів. Вибух водневої бомби міг би повністю зруйнувати місто 8 кілометрів у поперечнику. Екологічні наслідки вибуху виявилися жахливими: на перший вибух припадає 82% стронцію-90 і 75% цезію-137.

Потужність бомби досягла 400 кілотонн, у 20 разів більше за перші атомні бомби в США та СРСР.

Робота зі створення водневої бомби стала першою у світі інтелектуальною "битвою умів" воістину світового масштабу. Створення водневої бомби ініціювало появу нових наукових напрямів — фізики високотемпературної плазми, фізики надвисоких щільностей енергії, фізики аномальних тисків. Вперше в історії людства було масштабно використане математичне моделювання.

Роботи по "виробу РДС-6с" створили науково-технічний заділ, який потім був використаний у розробці незрівнянно досконалішої водневої бомби принципово нового типу - водневої бомби двостадійної конструкції.

Воднева бомба цукрової конструкції не лише стала серйозним контраргументом у політичному протистоянні між США та СРСР, а й спричинила бурхливий розвиток радянської космонавтики тих років. Саме після успішних ядерних випробувань ОКБ Корольова отримало важливе урядове завдання розробити міжконтинентальну балістичну ракету для доставки до мети створеного заряду. Надалі ракета, що отримала назву "сімка", вивела в космос перший штучний супутник Землі, і саме на ній стартував перший космонавт планети Юрій Гагарін.

Матеріал підготовлений на основі інформації відкритих джерел

Зміст статті

Воднева бомба,зброя великої руйнівної сили (порядку мегатон у тротиловому еквіваленті), принцип дії якого заснований на реакції термоядерного синтезу легких ядер. Джерелом енергії вибуху є процеси, аналогічні до процесів, що протікають на Сонці та інших зірках.

Термоядерні реакції.

У надрах Сонця міститься гігантське кількість водню , що у стані надвисокого стискування за нормальної температури бл. 15 000 000 К. При настільки високих температурі і щільності плазми ядра водню відчувають постійні зіткнення один з одним, частина з яких завершується їх злиттям і зрештою утворенням важких ядер гелію. Подібні реакції, які мають назву термоядерного синтезу, супроводжуються виділенням величезної кількості енергії. Відповідно до законів фізики, енерговиділення при термоядерному синтезі обумовлено тим, що при утворенні більш важкого ядра частина маси легких ядер, що увійшли до його складу, перетворюється на колосальну кількість енергії. Саме тому Сонце, маючи гігантську масу, у процесі термоядерного синтезу щодня втрачає бл. 100 млрд. т речовини і виділяє енергію, завдяки якій стало можливим життя на Землі.

Ізотопи водню.

Атом водню – найпростіший із усіх існуючих атомів. Він складається з одного протона, що є його ядром, довкола якого обертається єдиний електрон. Ретельні дослідження води (H 2 O) показали, що в ній у нікчемній кількості є «важка» вода, що містить «важкий ізотоп» водню – дейтерій (2 H). Ядро дейтерію складається з протону і нейтрону – нейтральної частки, за масою близькою до протону.

Існує третій ізотоп водню - тритій, в ядрі якого містяться один протон і два нейтрони. Тритій нестабільний і зазнає мимовільного радіоактивного розпаду, перетворюючись на ізотоп гелію. Сліди тритію виявлено в атмосфері Землі, де він утворюється в результаті взаємодії космічних променів з молекулами газів, що входять до складу повітря. Тритій отримують штучним шляхом у ядерному реакторі, опромінюючи ізотоп літій-6 потоком нейтронів.

Розробка водневої бомби.

Попередній теоретичний аналіз показав, що термоядерний синтез найлегше здійснити в суміші дейтерію та тритію. Взявши це за основу, вчені США на початку 1950 року розпочали реалізацію проекту зі створення водневої бомби (HB). Перші випробування модельного ядерного пристрою були проведені на полігоні Еніветок навесні 1951; термоядерний синтез був лише частковим. Значний успіх був досягнутий 1 листопада 1951 року при випробуванні масивного ядерного пристрою, потужність вибуху якого склала 4 8 Мт в тротиловому еквіваленті.

Перша воднева авіабомба була підірвана в СРСР 12 серпня 1953 року, а 1 березня 1954 року на атоле Бікіні американці підірвали потужнішу (приблизно 15 Мт) авіабомбу. З того часу обидві держави проводили вибухи вдосконалених зразків мегатонної зброї.

Вибух на атоле Бікіні супроводжувався викидом великої кількості радіоактивних речовин. Частина з них випала за сотні кілометрів від місця вибуху на японське рибальське судно «Щасливий дракон», а інша покрила острів Ронгелап. Оскільки в результаті термоядерного синтезу утворюється стабільний гелій, радіоактивність при вибуху суто водневої бомби має бути не більшою, ніж у атомного детонатора термоядерної реакції. Однак у розглянутому випадку прогнозовані та реальні радіоактивні опади значно розрізнялися за кількістю та складом.

Механізм дії водневої бомби

Послідовність процесів, що відбуваються під час вибуху водневої бомби, можна наступним чином. Спочатку вибухає заряд-ініціатор термоядерної реакції (невелика атомна бомба), що знаходиться всередині оболонки HB, в результаті чого виникає нейтронний спалах і створюється висока температура, необхідна для ініціації термоядерного синтезу. Нейтрони бомбардують вкладиш з дейтериду літію – з'єднання дейтерію з літієм (використовується ізотоп літію з масовим числом 6). Літій-6 під дією нейтронів розщеплюється на гелій та тритій. Таким чином, атомний запал створює необхідні для синтезу матеріали безпосередньо в наведеній в дію бомбі.

Потім починається термоядерна реакція в суміші дейтерію з тритієм, температура всередині бомби стрімко наростає, залучаючи до синтезу все більшу кількість водню. При подальшому підвищенні температури могла б початися реакція між ядрами дейтерію, характерна для водневої бомби. Всі реакції, звичайно, протікають настільки швидко, що сприймаються як миттєві.

Поділ, синтез, поділ (супербомба).

Насправді у бомбі описана вище послідовність процесів закінчується на стадії реакції дейтерію з тритієм. Далі конструктори бомби воліли використовувати не синтез ядер, які розподіл. В результаті синтезу ядер дейтерію і тритію утворюються гелій і швидкі нейтрони, енергія яких досить велика, щоб викликати поділ ядер урану-238 (основний ізотоп урану, значно дешевше, ніж уран-235, що використовується у звичайних атомних бомбах). Швидкі нейтрони розщеплюють атоми уранової оболонки супербомби. Розподіл однієї тонни урану створює енергію, еквівалентну 18 Мт. Енергія йде не лише на вибух та виділення тепла. Кожне ядро ​​урану розщеплюється на два радіоактивні «уламки». До продуктів поділу входять 36 різних хімічних елементів і майже 200 радіоактивних ізотопів. Все це і становить радіоактивні опади, які супроводжують вибухи супербомбів.

Завдяки унікальній конструкції та описаному механізму дії зброю такого типу може бути зроблено як завгодно потужною. Воно набагато дешевше за атомні бомби тієї ж потужності.

Наслідки вибуху.

Ударна хвиля та тепловий ефект.

Пряма (первинна) дія вибуху супербомби носить потрійний характер. Найбільш очевидний з прямих впливів – це ударна хвиля величезної інтенсивності. Сила її впливу, яка залежить від потужності бомби, висоти вибуху над поверхнею землі та характеру місцевості, зменшується з віддаленням від епіцентру вибуху. Теплова дія вибуху визначається тими ж факторами, але, крім того, залежить і від прозорості повітря – туман різко зменшує відстань, на якій тепловий спалах може спричинити серйозні опіки.

Згідно з розрахунками, при вибуху в атмосфері 20-мегатонної бомби люди залишаться живими в 50% випадків, якщо вони 1) ховаються в підземному залізобетонному притулку на відстані приблизно 8 км від епіцентру вибуху (ЕВ), 2) знаходяться у звичайних міських будівлях на відстані ок. . 15 км від ЕВ, 3) опинилися на відкритому місці з відривом бл. 20 км від ЕВ. В умовах поганої видимості та на відстані не менше 25 км, якщо атмосфера чиста, для людей, що знаходяться на відкритій місцевості, можливість уціліти швидко зростає з віддаленням від епіцентру; з відривом 32 км її розрахункова величина становить понад 90%. Площа, на якій проникне випромінювання, що виникає під час вибуху, викликає летальний кінець, порівняно невелика навіть у разі супербомби високої потужності.

Вогненна куля.

Залежно від складу і маси пального матеріалу, залученого в вогненну кулю, можуть утворюватися гігантські вогняні урагани, що самопідтримуються, що вирують протягом багатьох годин. Проте найнебезпечніший (хоч і вторинне) наслідок вибуху – це радіоактивне зараження довкілля.

Радіоактивні опади.

Як вони утворюються?

При вибуху бомби вогненна куля, що виникла, наповнюється величезною кількістю радіоактивних частинок. Зазвичай, ці частинки настільки малі, що, потрапивши у верхні шари атмосфери, можуть залишатися там протягом тривалого часу. Але якщо вогненна куля стикається з поверхнею Землі, все, що на ній знаходиться, вона перетворює на розпечені пил і попіл і втягує їх у вогненний смерч. У вихорі полум'я вони перемішуються та зв'язуються з радіоактивними частинками. Радіоактивний пил, крім найбільшого, осідає не відразу. Дрібніший пил носиться хмарою, що виникла в результаті вибуху, і поступово випадає в міру руху її за вітром. Безпосередньо в місці вибуху радіоактивні опади можуть бути надзвичайно інтенсивними - в основному це великий пил, що осідає на землю. За сотні кілометрів від місця вибуху і на далеких відстанях на землю випадають дрібні, але все ще видимі оком частинки попелу. Часто вони утворюють схожий на сніг, що випав, покрив, смертельно небезпечний для всіх, хто виявиться поблизу. Ще дрібніші і невидимі частки, перш ніж вони осядуть на землю, можуть мандрувати в атмосфері місяцями і навіть роками, багато разів огинаючи земну кулю. На момент випадання їхня радіоактивність значно слабшає. Найбільш небезпечним залишається випромінювання стронцію-90 з періодом напіврозпаду 28 років. Його випадання чітко спостерігається у світі. Осідаючи на листі та траві, він потрапляє в харчові ланцюги, що включають і людину. Як наслідок цього, в кістках жителів більшості країн виявлені помітні, хоча й небезпеки, що становлять поки що, кількості стронцію-90. Накопичення стронцію-90 у кістках людини у довгостроковій перспективі дуже небезпечне, оскільки призводить до утворення кісткових злоякісних пухлин.

Тривале зараження території радіоактивними опадами.

У разі воєнних дій застосування водневої бомби призведе до негайного радіоактивного забруднення території в радіусі прибл. 100 км. від епіцентру вибуху. При вибуху супербомби забрудненим виявиться район десятки тисяч квадратних кілометрів. Така величезна площа поразки однією-єдиною бомбою робить її зовсім новим видом зброї. Навіть якщо супербомба не влучить у ціль, тобто. не вразить об'єкт ударно-тепловим впливом, проникаюче випромінювання і радіоактивні опади, що супроводжують вибух, зроблять навколишній простір непридатним для проживання. Такі опади можуть тривати багато днів, тижнів і навіть місяців. Залежно від кількості інтенсивність радіації може досягти смертельно небезпечного рівня. Порівняно невеликої кількості супербомб достатньо, щоб повністю покрити велику країну шаром смертельно небезпечного для всього живого радіоактивного пилу. Таким чином, створення надбомби ознаменувало початок епохи, коли стало можливим зробити непридатними для проживання цілі континенти. Навіть через тривалий час після припинення прямої дії радіоактивних опадів зберігатиметься небезпека, обумовлена ​​високою радіотоксичністю таких ізотопів, як стронцій-90. З продуктами харчування, вирощеними на забруднених цим ізотопом ґрунтах, радіоактивність надходитиме в організм людини.

Усі вже встигли обговорити одну з найнеприємніших новин грудня – успішні випробування Північною Кореєю водневої бомби. Кім Чен Ин не проминув натякнути (прямо заявити) про те, що готовий будь-якої миті перетворити зброю з оборонного на наступальну, чим викликав небувалий ажіотаж у пресі всього світу. Втім, знайшлися й оптимісти, які заявили про фальсифікацію випробувань: мовляв, і тінь від чучхи не туди падає, і радіоактивних опадів щось не видно. Але чому наявність у країни-агресора водневої бомби є таким значним чинником для вільних країн, адже навіть ядерні боєголовки, які Північна Корея має в достатку, ще нікого так не лякали?

Воднева бомба, відома також як Hydrogen Bomb або HB - зброя неймовірної руйнівної сили, потужність якої обчислюється мегатоннами в тротиловому еквіваленті. Принцип дії HB заснований на енергії, яка виробляється при термоядерному синтезі ядер водню - такий самий процес відбувається на Сонці.

Чим воднева бомба відрізняється від атомної

Термоядерний синтез – процес, який відбувається під час детонації водневої бомби – найпотужніший тип доступної людству енергії. З мирною метою його використовувати ми ще не навчилися, зате пристосували до військових. Ця термоядерна реакція, подібна до тієї, що можна спостерігати на зірках, вивільняє неймовірний потік енергії. В атомній енергія виходить від поділу атомного ядра, тому вибух атомної бомби набагато слабший.

Перше випробування

І Радянський Союз знову випередив багатьох учасників перегонів холодної війни. Першу водневу бомбу, виготовлену під керівництвом геніального Сахарова, випробували на секретному полігоні Семипалатинська - і вони, м'яко кажучи, вразили не лише вчених, а й західних шпигунів.

Ударна хвиля

Прямий руйнівний вплив водневої бомби - найсильніша ударна хвиля, що володіє високою інтенсивністю. Її потужність залежить від розміру самої бомби та тієї висоти, на якій відбулася детонація заряду.

Тепловий ефект

Воднева бомба всього в 20 мегатонн (розміри найбільшої випробуваної зараз бомби - 58 мегатонн) створює величезну кількість теплової енергії: бетон плавився в радіусі п'яти кілометрів від місця випробування снаряда. У дев'ятикілометровому радіусі буде знищено все живе, не встоять ні техніка, ні споруди. Діаметр вирви, утвореної вибухом, перевищить два кілометри, а глибина її коливатиметься близько п'ятдесяти метрів.

Вогненна куля

Найбільш видовищною після вибуху здасться спостерігачам величезна вогненна куля: палаючі бурі, ініційовані детонацією водневої бомби, будуть підтримувати себе самі, залучаючи до вирви все більше і більше пального матеріалу.

Радіаційне зараження

Але найнебезпечнішим наслідком вибуху стане, звичайно, радіаційне зараження. Розпад важких елементів у бурхливому вогненному вихорі наповнить атмосферу найдрібнішими частинками радіоактивного пилу - вона настільки легка, що потрапляючи в атмосферу, може обігнути земну кулю два-три рази і лише потім випаде у вигляді опадів. Таким чином, один вибух бомби в 100 мегатонн може мати наслідки для всієї планети.

Цар-бомба

58 мегатонн - ось скільки важила найбільша воднева бомба, підірвана на полігоні архіпелагу Нова Земля. Ударна хвиля тричі обійшла земну кулю, змусивши противників СРСР вкотре переконатися у величезній руйнівній силі цієї зброї. Веселун Хрущов на пленумі жартував, що бомбу не зробили більше лише з побоювань розбити шибки у Кремлі.

Під час облаштування майданчика для ядерних випробувань на Семипалатинському атомному полігоні мені довелося 12 серпня 1953 пережити вибух першої на земній кулі водневої бомби потужністю 400 кілотонн, вибух виник раптово. Земля захиталася під нами, як вода. Хвиля земної поверхні пройшла і підняла нас на висоту понад метр. А знаходилися ми на відстані близько 30 кілометрів від епіцентру вибуху. Шквал повітряної хвилі кинув нас на землю. Прокотив нею кілька метрів, як тріски. Пролунав дикий рев. Сліпуче блищали блискавки. Вони вселяли тваринний жах.

Коли ми, спостерігачі цього кошмару, здійнялися, над нами висів ядерний гриб. Від нього виходило тепло і чувся тріск. Я, як зачарований, дивився в ніжку гігантського гриба. Раптом до нього підлетів літак і почав робити жахливі віражі. Я подумав, що це льотчик-герой забирає проби радіоактивного повітря. Потім літак пірнув у ніжку гриба і зник... Це було дивно і страшно.

На полі полігону справді стояли літаки, танки та інша техніка. Але пізніші розпитування показали, що жоден літак не брав проби повітря з ядерного гриба. Невже це була галюцинація? Загадка вирішилася пізніше. Я зрозумів, що це був ефект пічної труби гігантських масштабів. Ні літаків, ні танків на полі після вибуху не було. Але фахівці вважали, що вони зникли від високої температури. Я вважаю, що їх просто втягнув у себе вогненний гриб. Мої спостереження та враження підтвердилися й іншим свідченням.

22 листопада 1955 року було здійснено ще потужніший вибух. Заряд водневої бомби становив 600 кілотонн. Майданчик під цей новий вибух ми підготували за 2,5 кілометра від епіцентру попереднього ядерного вибуху. Оплавлену радіоактивну кірку землі заривали одразу у вириті бульдозерами траншеї; готували нову порцію техніки, яка мала згоріти в полум'ї водневої бомби. Начальником будівництва Семипалатинського полігону був Р. Є. Рузанов. Він залишив виразний опис цього другого вибуху.

Жителів «Берегу» (жилмістечко випробувачів), нині місто Курчатів, підняли о 5-й годині ранку. Був мороз -15°С. Усіх відвели на стадіон. Вікна та двері в будинках залишили відчиненими.

У призначену годину з'явився гігантський літак у супроводі винищувачів.

Спалах вибуху виник несподівано і страшно. Вона була яскравішою за Сонце. Сонце померкло. Воно зникло. Зникли хмари. Небо стало чорно-синім. Пролунав удар страшної сили. Він дійшов до стадіону із випробувачами. Стадіон був за 60 кілометрів від епіцентру. Попри це повітряна хвиля повалила людей на землю і відкинула їх на десятки метрів до трибун. Було повалено тисячі людей. Пролунав дикий крик цих натовпів. Кричали жінки та діти. Весь стадіон наповнився стогонами від травм та болю, які миттєво вразили людей. Стадіон з випробувачами та мешканцями містечка потонув у пилюці. Місто теж було не видно від пилу. Обрій там, де був полігон, кипів у клубах полум'я. Ніжка атомного гриба теж кипіла. Вона рухалася. Здавалося, ось-ось підійде до стадіону і накриє нас усіх киплячу хмару. Виразно було видно, як із землі в хмару почали втягуватися і зникати в ній танки, літаки, частини зруйнованих споруд, спеціально збудованих на полі полігону. Голову свердлила думка: і нас втягне в цю хмару! Всіми опанували заціпеніння та жах.

Раптом ніжка ядерного гриба відірвалася від киплячої вгорі хмари. Хмара піднялася вище, а ніжка осіла до землі. Тільки тут люди отямилися. Усі кинулися до будинків. Вікон та дверей, дахів, скарбу в них не було. Все було розкидане довкола. Постраждалих під час випробувань спішно збирали та відправляли до шпиталю.

Через тиждень офіцери, які приїхали з Семипалатинського полігону, пошепки розповідали про це жахливе видовище. Про страждання, які зазнали люди. Про танки, що літають у повітрі. Зіставивши ці розповіді з моїми спостереженнями, я зрозумів, що був свідком явища, яке можна назвати ефектом труби. Лише у гігантських масштабах.

Величезні теплові маси при водневому вибуху відривалися від землі і рухалися у напрямку центру гриба. Цей ефект виник через жахливі температури, які давав ядерний вибух. У початковій стадії вибуху температура становила 30 тисяч градусів. У ніжці ядерного гриба вона була не менше 8 тисяч. Виникала величезна, жахлива сила всмоктування, що втягувала в епіцентр вибуху будь-які предмети, що стояли на полігоні. Тому літак, який я спостерігав за першого ядерного вибуху, не був галюцинацією. Його просто втягло в ніжку гриба, і він робив там неймовірні віражі.

Процес, який я спостерігав під час вибуху водневої бомби, дуже небезпечний. Не лише своєю високою температурою, а й зрозумілим мною ефектом всмоктування гігантських мас, чи це повітряна чи водяна оболонка Землі.

Мій розрахунок 1962 показав, що якщо ядерний гриб проб'є атмосферу на велику висоту, це може викликати планетарну катастрофу. Під час підйому гриба на висоту 30 кілометрів почнеться процес всмоктування водо-повітряних мас Землі в космос. Вакуум почне працювати як насос. Земля позбудеться повітряної та водної оболонок разом із біосферою. Людство загине.

Я підрахував, що для цього апокаліптичного процесу достатньо атомної бомби всього в 2 тисячі кілотонн, тобто всього втричі більше потужності другого водневого вибуху. Це найпростіший рукотворний сценарій загибелі людства.

Свого часу мені заборонили про це говорити. Сьогодні я вважаю своїм обов'язком сказати про загрозу людству прямо та відкрито.

На Землі накопичено величезні запаси ядерної зброї. Працюють реактори атомних електростанцій у всьому світі. Вони можуть стати здобиччю терористів. Вибух цих об'єктів може досягти потужностей більших за 2 тисячі кілотонн. Потенційно сценарій загибелі цивілізації вже готовий.

Що звідси випливає? Необхідно оберігати ядерні об'єкти від можливого тероризму так ретельно, щоб вони виявилися абсолютно недоступними для нього. Інакше планетарна катастрофа неминуча.

Сергій Алексєєнко

учасник будівництва

Семиполатинського ядерного

Воднева бомба
зброя великої руйнівної сили (порядку мегатон у тротиловому еквіваленті), принцип дії якого заснований на реакції термоядерного синтезу легких ядер. Джерелом енергії вибуху є процеси, аналогічні до процесів, що протікають на Сонці та інших зірках.
Термоядерні реакції.У надрах Сонця міститься гігантська кількість водню, що перебуває у стані надвисокого стиску при температурі прибл. 15 000 000 К. При настільки високих температурі і щільності плазми ядра водню відчувають постійні зіткнення один з одним, частина з яких завершується їх злиттям і зрештою утворенням важких ядер гелію. Подібні реакції, які мають назву термоядерного синтезу, супроводжуються виділенням величезної кількості енергії. Відповідно до законів фізики, енерговиділення при термоядерному синтезі обумовлено тим, що при утворенні більш важкого ядра частина маси легких ядер, що увійшли до його складу, перетворюється на колосальну кількість енергії. Саме тому Сонце, маючи гігантську масу, у процесі термоядерного синтезу щодня втрачає бл. 100 млрд. т речовини і виділяє енергію, завдяки якій стало можливим життя на Землі.
Ізотопи водню.Атом водню - найпростіший із усіх існуючих атомів. Він складається з одного протона, що є його ядром, довкола якого обертається єдиний електрон. Ретельні дослідження води (H2O) показали, що в ній у нікчемній кількості є "важка" вода, що містить "важкий ізотоп" водню - дейтерій (2H). Ядро дейтерію складається з протону і нейтрону - нейтральної частки, за масою близькою до протону. Існує третій ізотоп водню - тритій, в ядрі якого містяться один протон і два нейтрони. Тритій нестабільний і зазнає мимовільного радіоактивного розпаду, перетворюючись на ізотоп гелію. Сліди тритію виявлено в атмосфері Землі, де він утворюється в результаті взаємодії космічних променів з молекулами газів, що входять до складу повітря. Тритій отримують штучним шляхом у ядерному реакторі, опромінюючи ізотоп літій-6 потоком нейтронів.
Розробка водневої бомби.Попередній теоретичний аналіз показав, що термоядерний синтез найлегше здійснити в суміші дейтерію та тритію. Взявши це за основу, вчені США на початку 1950 року розпочали реалізацію проекту зі створення водневої бомби (HB). Перші випробування модельного ядерного пристрою були проведені на полігоні Еніветок навесні 1951; термоядерний синтез був лише частковим. Значного успіху було досягнуто 1 листопада 1951 року при випробуванні масивного ядерного пристрою, потужність вибуху якого склала 4е8 Мт у тротиловому еквіваленті. Перша воднева авіабомба була підірвана в СРСР 12 серпня 1953 року, а 1 березня 1954 року на атоле Бікіні американці підірвали потужнішу (приблизно 15 Мт) авіабомбу. З того часу обидві держави проводили вибухи вдосконалених зразків мегатонної зброї. Вибух на атоле Бікіні супроводжувався викидом великої кількості радіоактивних речовин. Частина з них випала за сотні кілометрів від місця вибуху на японське рибальське судно "Щасливий дракон", а інша покрила острів Ронгелап. Оскільки в результаті термоядерного синтезу утворюється стабільний гелій, радіоактивність при вибуху суто водневої бомби має бути не більшою, ніж у атомного детонатора термоядерної реакції. Однак у розглянутому випадку прогнозовані та реальні радіоактивні опади значно розрізнялися за кількістю та складом.
Механізм дії водневої бомбиПослідовність процесів, що відбуваються під час вибуху водневої бомби, можна наступним чином. Спочатку вибухає заряд-ініціатор термоядерної реакції (невелика атомна бомба), що знаходиться всередині оболонки HБ, в результаті чого виникає нейтронний спалах і створюється висока температура, необхідна для ініціації термоядерного синтезу. Нейтрони бомбардують вкладиш з дейтериду літію - з'єднання дейтерію з літієм (використовується ізотоп літію з масовим числом 6). Літій-6 під дією нейтронів розщеплюється на гелій та тритій. Таким чином, атомний запал створює необхідні для синтезу матеріали безпосередньо в наведеній в дію бомбі. Потім починається термоядерна реакція в суміші дейтерію з тритієм, температура всередині бомби стрімко наростає, залучаючи до синтезу все більшу кількість водню. При подальшому підвищенні температури могла б початися реакція між ядрами дейтерію, характерна для водневої бомби. Всі реакції, звичайно, протікають настільки швидко, що сприймаються як миттєві.
Поділ, синтез, поділ (супербомба).Насправді у бомбі описана вище послідовність процесів закінчується на стадії реакції дейтерію з тритієм. Далі конструктори бомби воліли використовувати не синтез ядер, які розподіл. В результаті синтезу ядер дейтерію і тритію утворюються гелій і швидкі нейтрони, енергія яких досить велика, щоб викликати поділ ядер урану-238 (основний ізотоп урану, значно дешевше, ніж уран-235, що використовується у звичайних атомних бомбах). Швидкі нейтрони розщеплюють атоми уранової оболонки супербомби. Розподіл однієї тонни урану створює енергію, еквівалентну 18 Мт. Енергія йде не лише на вибух та виділення тепла. Кожне ядро ​​урану розщеплюється на два радіоактивні "уламки". До продуктів поділу входять 36 різних хімічних елементів і майже 200 радіоактивних ізотопів. Все це і становить радіоактивні опади, які супроводжують вибухи супербомбів. Завдяки унікальній конструкції та описаному механізму дії зброю такого типу може бути зроблено як завгодно потужною. Воно набагато дешевше за атомні бомби тієї ж потужності.
Наслідки вибуху.Ударна хвиля та тепловий ефект. Пряма (первинна) дія вибуху супербомби носить потрійний характер. Найбільш очевидний з прямих впливів - це ударна хвиля величезної інтенсивності. Сила її впливу, яка залежить від потужності бомби, висоти вибуху над поверхнею землі та характеру місцевості, зменшується з віддаленням від епіцентру вибуху. Теплова дія вибуху визначається тими ж чинниками, але, крім того, залежить і від прозорості повітря - туман різко зменшує відстань, на якій тепловий спалах може спричинити серйозні опіки. Згідно з розрахунками, при вибуху в атмосфері 20-мегатонної бомби люди залишаться живими в 50% випадків, якщо вони 1) ховаються в підземному залізобетонному притулку на відстані приблизно 8 км від епіцентру вибуху (ЕВ), 2) знаходяться у звичайних міських будівлях на відстані ок. . 15 км від ЕВ, 3) опинилися на відкритому місці з відривом бл. 20 км від ЕВ. В умовах поганої видимості та на відстані не менше 25 км, якщо атмосфера чиста, для людей, що знаходяться на відкритій місцевості, можливість уціліти швидко зростає з віддаленням від епіцентру; з відривом 32 км її розрахункова величина становить понад 90%. Площа, на якій проникне випромінювання, що виникає під час вибуху, викликає летальний кінець, порівняно невелика навіть у разі супербомби високої потужності.
Вогненна куля.Залежно від складу і маси пального матеріалу, залученого в вогненну кулю, можуть утворюватися гігантські вогняні урагани, що самопідтримуються, що вирують протягом багатьох годин. Проте найнебезпечніший (хоч і вторинне) наслідок вибуху - це радіоактивне зараження довкілля.
Радіоактивні опади. Як вони утворюються?
При вибуху бомби вогненна куля, що виникла, наповнюється величезною кількістю радіоактивних частинок. Зазвичай, ці частинки настільки малі, що, потрапивши у верхні шари атмосфери, можуть залишатися там протягом тривалого часу. Але якщо вогненна куля стикається з поверхнею Землі, все, що на ній знаходиться, вона перетворює на розпечені пил і попіл і втягує їх у вогненний смерч. У вихорі полум'я вони перемішуються та зв'язуються з радіоактивними частинками. Радіоактивний пил, крім найбільшого, осідає не відразу. Дрібніший пил носиться хмарою, що виникла в результаті вибуху, і поступово випадає в міру руху її за вітром. Безпосередньо в місці вибуху радіоактивні опади можуть бути надзвичайно інтенсивними - в основному це великий пил, що осідає на землю. За сотні кілометрів від місця вибуху і на далеких відстанях на землю випадають дрібні, але все ще видимі оком частинки попелу. Часто вони утворюють схожий на сніг, що випав, покрив, смертельно небезпечний для всіх, хто виявиться поблизу. Ще дрібніші і невидимі частки, перш ніж вони осядуть на землю, можуть мандрувати в атмосфері місяцями і навіть роками, багато разів огинаючи земну кулю. На момент випадання їхня радіоактивність значно слабшає. Найбільш небезпечним залишається випромінювання стронцію-90 з періодом напіврозпаду 28 років. Його випадання чітко спостерігається у світі. Осідаючи на листі та траві, він потрапляє в харчові ланцюги, що включають і людину. Як наслідок цього, в кістках жителів більшості країн виявлені помітні, хоча й небезпеки, що становлять поки що, кількості стронцію-90. Накопичення стронцію-90 у кістках людини у довгостроковій перспективі дуже небезпечне, оскільки призводить до утворення кісткових злоякісних пухлин.
Тривале зараження території радіоактивними опадами.У разі воєнних дій застосування водневої бомби призведе до негайного радіоактивного забруднення території в радіусі прибл. 100 км. від епіцентру вибуху. При вибуху супербомби забрудненим виявиться район десятки тисяч квадратних кілометрів. Така величезна площа поразки однією-єдиною бомбою робить її зовсім новим видом зброї. Навіть якщо супербомба не влучить у ціль, тобто. не вразить об'єкт ударно-тепловим впливом, проникаюче випромінювання і радіоактивні опади, що супроводжують вибух, зроблять навколишній простір непридатним для проживання. Такі опади можуть тривати багато днів, тижнів і навіть місяців. Залежно від кількості інтенсивність радіації може досягти смертельно небезпечного рівня. Порівняно невеликої кількості супербомб достатньо, щоб повністю покрити велику країну шаром смертельно небезпечного для всього живого радіоактивного пилу. Таким чином, створення надбомби ознаменувало початок епохи, коли стало можливим зробити непридатними для проживання цілі континенти. Навіть через тривалий час після припинення прямої дії радіоактивних опадів зберігатиметься небезпека, обумовлена ​​високою радіотоксичністю таких ізотопів, як стронцій-90. З продуктами харчування, вирощеними на забруднених цим ізотопом ґрунтах, радіоактивність надходитиме в організм людини.
Див. також
ЯДЕРНИЙ СИНТЕЗ;
ЯДЕРНУ ЗБРОЮ ;
ВІЙНА ЯДЕРНА.
ЛІТЕРАТУРА
Дія ядерної зброї. М., 1960 Ядерний вибух у космосі, землі і під землею. М., 1970

Енциклопедія Кольєра. - Відкрите суспільство. 2000 .

Дивитись що таке "ВОДОРОДНА БОМБА" в інших словниках:

Застаріла назва ядерної бомби великої руйнівної сили, дія якої заснована на використанні енергії, що виділяється під час реакції синтезу легких ядер (див. Термоядерні реакції). Вперше воднева бомба була випробувана в СРСР (1953). Великий Енциклопедичний словник

Термоядерна зброя тип зброї масового ураження, руйнівна сила якого заснована на використанні енергії реакції ядерного синтезу легких елементів у більш важкі (наприклад, синтез двох ядер атомів дейтерію (важкого водню) в одне… … Вікіпедія

Ядерна бомба великої руйнівної сили, дія якої заснована на використанні енергії, що виділяється під час реакції синтезу легких ядер (див. Термоядерні реакції). Перший термоядерний заряд (потужністю 3 Мт) підірваний 1 листопада 1952 року в США. Енциклопедичний словник

воднева бомба- vandenilinė bomba statusas T sritis chemija apibrėžtis Termobranduolinė bomba, kurios užtaisas – deuteris ir tritis. atitikmenys: англ. H bomb; hydrogen bomb rus. воднева бомба ryšiai: sinonimas – H bomba … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

воднева бомба- vandenilinė bomba statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. hydrogen bomb vok. Wasserstoffbombe, f rus. водневої бомби, f pranc. bombe à hydrogen, f … Fizikos terminų žodynas

воднева бомба- vandenilinė bomba statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Bomba, kurios branduolinis užtaisas – vandenilio izotopai: deuteris ir tritis. atitikmenys: англ. H bomb; hydrogen bomb vok. Wasserstoffbombe, f rus. воднева бомба, f … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Бомба вибухової дії великої руйнівної сили. Дія Ст б. засноване на термоядерній реакції. Див Ядерну зброю … Велика Радянська Енциклопедія