Водневий заряд. Випробування водневої бомби, вона ж "Кузькова мати"

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

У світі є чимало різних політичних клубів. Велика, тепер уже, сімка, Велика двадцятка, БРІКС, ШОС, НАТО, Євросоюз певною мірою. Однак жоден із цих клубів не може похвалитися унікальною функцією – здатністю знищити світ таким, яким ми його знаємо. Подібними можливостями має «ядерний клуб».

На сьогоднішній день існує 9 країн, які мають ядерну зброю:

• Росія;
• Великобританія;
• Франція;
• Індія
• Пакистан;
• Ізраїль;
• КНДР.

Країни збудовані в міру появи у них арсеналу ядерної зброї. Якби список було збудовано за кількістю боєголовок, то Росія опинилася б на першому місці з її 8000 одиницями, 1600 з яких можна запускати хоч зараз. Штати відстають лише на 700 одиниць, але «під рукою» у них на 320 зарядів більше. «Ядерний клуб» — поняття суто умовне, жодного клубу насправді немає. Між країнами є низка угод щодо нерозповсюдження та скорочення запасів ядерної зброї.

Перші випробування атомної бомби, як відомо, зробила США ще 1945 року. Ця зброя була випробувана в «польових» умовах Другої Світової на жителях японських міст Хіросіма та Нагасакі. Вони діють за принципом поділу. Під час вибуху запускається ланцюгова реакція, яка провокує поділ ядер на два, із супутнім вивільненням енергії. Для цієї реакції в основному використовують уран та плутоній. З цими елементами пов'язані наші уявлення про те, з чого робляться ядерні бомби. Так як у природі уран зустрічається лише у вигляді суміші трьох ізотопів, з яких лише один здатний підтримувати подібну реакцію, необхідно збагачувати уран. Альтернативою є плутоній-239, який не зустрічається у природі, і його потрібно виготовляти з урану.

Якщо в урановій бомбі йде реакція поділу, то у водневій реакція злиття - у цьому суть того, чим відрізняється воднева бомба від атомної. Всі ми знаємо, що сонце дає нам світло, тепло і можна сказати життя. Ті самі процеси, що відбуваються на сонці, можуть легко знищувати міста і країни. Вибух водневої бомби народжений реакцією синтезу легких ядер, так званого термоядерного синтезу. Це «диво» можливе завдяки ізотопам водню – дейтерію та тритію. Саме тому бомба і називається водневою. Також можна побачити назву «термоядерна бомба» за реакцією, яка лежить в основі цієї зброї.

Після того, як світ побачив руйнівну силу ядерної зброї, у серпні 1945 року СРСР розпочав гонку, яка тривала до моменту її розпаду. США першими створили, випробували і застосували ядерну зброю, першими зробили підрив водневої бомби, але з приводу СРСР можна записати перше виготовлення компактної водневої бомби, яку можна доставити противнику звичайному Ту-16. Перша бомба США була розміром з триповерховий будинок, від водневої бомби такого розміру мало толку. Поради отримали таку зброю вже в 1952, тоді як першу «адекватну» бомбу Штатів було використано лише в 1954. Якщо озирнутися назад і проаналізувати вибухи в Нагасакі та Хіросімі, то можна дійти висновку, що вони не були такими вже потужними . Дві бомби в сумі зруйнували обидва міста та вбили за різними даними до 220 000 людей. Килимові бомбардування Токіо в день могли забирати життя 150-200 000 чоловік і без будь-якої ядерної зброї. Це пов'язано з малою потужністю перших бомб — лише кілька десятків кілотон у тротиловому еквіваленті. Водневі бомби випробовували з прицілом на подолання 1 мегатонни і більше.

Перша Радянська бомба була випробувана із заявкою на 3 Мт, але в результаті випробовували 1.6 Мт.

Найпотужніша воднева бомба була випробувана Радами у 1961 році. Її потужність досягла 58-75 Мт, при заявлених 51 Мт. «Цар» кинув світ у легкий шок, у прямому значенні. Ударна хвиля обійшла планету тричі. На полігоні (Нова Земля) не залишилося жодного височини, вибух було чути з відривом 800км. Вогненна куля досягла діаметра майже 5км, «гриб» виріс на 67км, а діаметр його шапки становив майже 100км. Наслідки такого вибуху у великому місті важко уявити. На думку багатьох експертів, саме випробування водневої бомби такої потужності (Штати мали на той момент бомби вчетверо менше за силою) стало першим кроком до підписання різних договорів щодо заборони ядерної зброї, її випробування та скорочення виробництва. Світ уперше задумався про власну безпеку, яка справді стояла під загрозою.

Як було сказано раніше, принцип дії водневої бомби ґрунтується на реакції синтезу. Термоядерний синтез - це процес злиття двох ядер в одне, з утворенням третього елемента, виділенням четвертого та енергії. Сили, що відштовхують ядра, є колосальними, тому для того, щоб атоми зблизилися досить близько для злиття, температура повинна бути просто величезною. Вчені вже котрий століття ламають голову над холодним термоядерним синтезом, намагаються скинути температуру синтезу до кімнатної, в ідеалі. І тут людству відкриється доступом до енергії майбутнього. Що ж до термоядерної реакції нині, то для її запуску, як і раніше, потрібно запалювати мініатюрне сонце тут на Землі — зазвичай у бомбах використовують урановий або плутонієвий заряд для старту синтезу.

Крім наведених вище наслідків від використання бомби в десятки мегатонн, воднева бомба, як і будь-яка ядерна зброя, має ряд наслідків від застосування. Деякі люди схильні вважати, що воднева бомба — «чистіша зброя», ніж звичайна бомба. Можливо, це пов'язано із назвою. Люди чують слово «водо» і думають, що це якось пов'язане з водою та воднем, а отже наслідки не такі плачевні. Насправді це звичайно не так, адже дія водневої бомби ґрунтується на вкрай радіоактивних речовинах. Теоретично можливо зробити бомбу без уранового заряду, але це недоцільно через складність процесу, тому чисту реакцію синтезу «розбавляють» ураном, збільшення потужності. У цьому кількість радіоактивних опадів зростає до 1000%. Все, що потрапляє в вогненну кулю, буде знищено, зона в радіусі поразки стане безлюдною для людей на десятиліття. Радіоактивні опади можуть завдати шкоди здоров'ю людей у ​​сотнях та тисячах кілометрів. Конкретні цифри, площу зараження можна розрахувати, знаючи силу заряду.

Проте руйнація міст — не найстрашніше, що може статися «завдяки» зброї масового знищення. Після ядерної війни світ не буде повністю знищено. На планеті залишаться тисячі великих міст, мільярди людей і лише невеликий відсоток територій втратить свій статус «придатний для життя». У довгостроковій перспективі весь світ опиниться під загрозою через так звану «ядерну зиму». Підрив ядерного арсеналу «клубу» може спровокувати викид в атмосферу достатньої кількості речовини (пилу, сажі, диму), щоб «зменшити» яскравість сонця. Пелена, яка може рознестись по всій планеті, знищить урожаї на кілька років уперед, провокуючи голод та неминуче скорочення населення. В історії вже був «рік без літа», після великого виверження вулкана в 1816 році, тому ядерна зима виглядає більш ніж реально. Знову ж таки залежно від того, як протікатиме війна, ми можемо отримати такі види глобальної зміни клімату:

• похолодання на 1 градус, пройде непомітно;
• ядерна осінь – похолодання на 2-4 градуси, можливі неврожаї та посилення утворення ураганів;
• аналог "року без літа" - коли температура впала значно, на кілька градусів на рік;
• малий льодовиковий період – температура може впасти на 30 – 40 градусів на значний час, супроводжуватиметься депопуляцією низки північних зон та неврожаями;
• льодовиковий період – розвиток малого льодовикового періоду, коли відбиття сонячних променів від поверхні може досягти певної критичної позначки і температура продовжить падати, відмінність лише в температурі;
• Необоротне похолодання – це дуже сумний варіант льодовикового періоду, який під впливом багатьох чинників перетворить Землю на нову планету.

Теорія ядерної зими постійно критикується, її наслідки виглядають трохи роздутими. Однак не варто сумніватися в її неминучому наступі за будь-якого глобального конфлікту із застосуванням водневих бомб.

Холодна війна давно позаду, і тому ядерну істерію можна побачити хіба що у старих голлівудських фільмах та на обкладинках раритетних журналів та коміксів. Незважаючи на це, ми можемо перебувати на порозі, хоч і не великого, але серйозного ядерного конфлікту. Все це завдяки любителю ракет та герою боротьби з імперіалістичними замашками США – Кім Чен Ыну. Воднева бомба КНДР — об'єкт поки що гіпотетичний, про її існування говорять лише непрямі докази. Звичайно, уряд Північної Кореї постійно повідомляє про те, що їм вдалося виготовити нові бомби, поки що в живу їх ніхто не бачив. Природно Штати та їхні союзники – Японія та Південна Корея, трохи стурбовані наявністю, нехай навіть і гіпотетичною, подібної зброї у КНДР. Реалії такі, що на даний момент КНДР не має технологій для успішної атаки на США, про яку вони щороку заявляють на весь світ. Навіть атака на сусідні Японію чи Південь можуть бути не дуже успішними, якщо взагалі відбудуться, але з кожним роком небезпека виникнення нового конфлікту на корейському півострові зростає.

12 серпня 1953 року на Семипалатинському полігоні було випробувано першу радянську водневу бомбу.

А 16 січня 1963 року, у розпал холодної війни, Микита Хрущовзаявив світові про те, що Радянський Союз має у своєму арсеналі нову зброю масової поразки. За півтора року до цього в СРСР було здійснено найпотужніший вибух водневої бомби у світі — на Новій Землі було підірвано заряд потужністю понад 50 мегатонн. Багато в чому саме ця заява радянського лідера змусила світ усвідомити загрозу подальшої ескалації гонки ядерних озброєнь: вже 5 серпня 1963 р. у Москві було підписано договір про заборону випробувань ядерної зброї в атмосфері, космічному просторі та під водою.

Історія створення

Конструкції перших термоядерних пристроїв були погано пристосовані реального бойового використання. Наприклад, пристрій, випробуваний США в 1952 році, був наземною спорудою висотою з 2-поверховий будинок і вагою понад 80 тонн. Рідке термоядерне пальне зберігалося за допомогою величезної холодильної установки. Тому надалі серійне виробництво термоядерної зброї здійснювалось із використанням твердого палива — дейтериду літію-6. В 1954 США випробували пристрій на його основі на атоле Бікіні, а в 1955 на Семипалатинському полігоні була випробувана нова радянська термоядерна бомба. 1957 року випробування водневої бомби провели у Великій Британії. У жовтні 1961 року в СРСР на Новій Землі було підірвано термоядерну бомбу потужністю 58 мегатонн — найпотужнішу бомбу з коли-небудь випробуваних людством, яка увійшла в історію під назвою «Цар-бомба».

Подальший розвиток було спрямовано зменшення розмірів конструкції водневих бомб, щоб забезпечити їх доставку до мети балістичними ракетами. Вже в 60-ті роки масу пристроїв вдалося зменшити до кількох сотень кілограмів, а до 70-х років балістичні ракети могли нести понад 10 боєголовок одночасно — це ракети з головними частинами, що розділяються, кожна з частин може вражати свою власну мету. На сьогоднішній день термоядерний арсенал мають США, Росія та Великобританія, випробування термоядерних зарядів були проведені також у Китаї (1967 року) та у Франції (1968 року).

Принцип дії водневої бомби

Дія водневої бомби ґрунтується на використанні енергії, що виділяється при реакції термоядерного синтезу легких ядер. Саме ця реакція протікає в надрах зірок, де під дією надвисоких температур та гігантського тиску ядра водню стикаються та зливаються у більш важкі ядра гелію. Під час реакції частина маси ядер водню перетворюється на велику кількість енергії - завдяки цьому зірки і виділяють величезну кількість енергії постійно. Вчені скопіювали цю реакцію з використанням ізотопів водню — дейтерію та тритію, що й дало назву «воднева бомба». Спочатку для виробництва зарядів використовувалися рідкі ізотопи водню, а згодом став використовуватися дейтерид літію-6, тверда речовина, з'єднання дейтерію та ізотопу літію.

Дейтерид літію-6 є основним компонентом водневої бомби, термоядерним пальним. У ньому вже зберігається дейтерій, а ізотоп літію служить сировиною для утворення тритію. Для початку реакції термоядерного синтезу потрібно створити високу температуру та тиск, а також виділити з літію-6 тритій. Ці умови забезпечують в такий спосіб.

Оболонку контейнера для термоядерного пального роблять з урану-238 і пластику, поруч із контейнером розміщують звичайний ядерний заряд потужністю кілька кілотонн - його називають тригером, або зарядом-ініціатором водневої бомби. Під час вибуху плутонієвого заряду-ініціатора під дією потужного рентгенівського випромінювання оболонка контейнера перетворюється на плазму, стискаючись у тисячі разів, що створює необхідний високий тиск та величезну температуру. Одночасно з цим нейтрони, що випускають плутонію, взаємодіють з літієм-6, утворюючи тритій. Ядра дейтерію та тритію взаємодіють під дією надвисоких температури та тиску, що і призводить до термоядерного вибуху.

Якщо зробити кілька шарів урану-238 і дейтериду літію-6, то кожен з них додасть свою потужність до вибуху бомби - тобто така "шаровка" дозволяє нарощувати потужність вибуху практично необмежено. Завдяки цьому водневу бомбу можна зробити майже будь-якої потужності, причому вона буде набагато дешевшою за звичайну ядерну бомбу такої ж потужності.

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.

Як радянські фізики робили водневу бомбу, які плюси та мінуси несла в собі цю страшну зброю, читайте у рубриці «Історія науки».

Після Другої світової війни говорити про фактичний настання світу було ще не можна – дві великі світові держави розпочали гонку озброєнь. Однією з граней цього конфлікту виявилося протистояння СРСР та США у створенні ядерної зброї. У 1945 році США, які першими негласно вступили в гонку, скинули ядерні бомби на сумно відомі міста Хіросіма і Нагасакі. У Радянському Союзі теж велися роботи зі створення ядерної зброї, і в 1949 році випробували першу атомну бомбу, робочою речовиною якої був плутоній. Ще під час її розробки радянська розвідка з'ясувала, що США перейшли на розробку потужнішої бомби. Це спонукало СРСР зайнятися виготовленням термоядерної зброї.

З'ясувати, яких результатів досягли американці, розвідники не змогли та й спроби радянських ядерників не увінчалися успіхом. Тому було вирішено створити бомбу, вибух якої відбувався за рахунок синтезу легких ядер, а чи не поділу важких, як і атомної бомбі. Навесні 1950 почалися роботи над створенням бомби, що отримала надалі назву РДС-6с. Серед її розробників виявився і майбутній лауреат Нобелівської премії миру Андрій Сахаров, який запропонував ідею конструкції заряду ще 1948 року, але пізніше виступав проти ядерних випробувань.

Андрій Сахаров

Володимир Федоренко/Wikimedia Commons

Сахаров запропонував покрити ядро ​​з плутонію кількома шарами легких та важких елементів, а саме ураном та дейтерієм – ізотопом водню. Згодом, щоправда, дейтерій запропонували замінити на дейтерид літію – це значно спростило конструкцію заряду та його експлуатацію. Додатковою перевагою було те, що з літію після бомбардування нейтронами виходить ще один ізотоп водню – тритій. Вступаючи в реакцію з дейтерієм, тритій виділяє набагато більше енергії. До того ж літій ще й уповільнює нейтрони краще. Така структура бомби подарувала їй прізвисько «Шарка».

Певна складність полягала в тому, що товщина кожного шару та їхня остаточна кількість також були дуже важливими для успішного випробування. За розрахунками, від 15% до 20% виділення енергії під час вибуху припадало на термоядерні реакції, а ще 75-80% - на розподіл ядер урану-235, урану-238 та плутонію-239. Передбачалося також, що потужність заряду становитиме від 200 до 400 кілотонн, практичний результат опинився на верхньому кордоні прогнозів.

У день Х, 12 серпня 1953 року, першу радянську водневу бомбу перевірили у дії. Семипалатинський випробувальний полігон, на якому стався вибух, був у Східно-Казахстанській області. Випробовуванню РДС-6с передувала спроба 1949 року (тоді на полігоні провели наземний вибух бомби потужністю 22,4 кілотонни). Незважаючи на ізольоване становище полігону, населення регіону на собі відчуло всю красу ядерних випробувань. Люди, які жили порівняно неподалік полігону протягом десятків років, аж до закриття полігону в 1991 році, піддавалися радіаційному опроміненню, а території за багато кілометрів від полігону виявилися забрудненими продуктами ядерного розпаду.

Перша радянська воднева бомба РДС-6С

Wikimedia Commons

За тиждень до випробування РДС-6с, за розповідями очевидців, військові видали сім'ям гроші і продукти, які проживали неподалік полігону, але ніякої евакуації та інформування про майбутні події не було. Радіоактивний ґрунт із самого полігону відвезли, а найближчі споруди та наглядові пункти відновили. Водневу бомбу було вирішено підірвати на землі, незважаючи на те, що конфігурація дозволяла скинути її з літака.

Попередні випробування атомних зарядів разюче відрізнялися від того, що зафіксували ядерники після випробування «слойки Сахарова». Енерговихід бомби, яку критики називають не термоядерною бомбою, а атомною бомбою з термоядерним посиленням, виявився у 20 разів більшим, ніж у попередніх зарядів. Це було помітно неозброєним поглядом у сонячних окулярах: від уцілілих та відновлених будівель після випробування водневої бомби залишився лише пил.