Ядерна бомба у розрізі. Ядерний реактор: принцип роботи, пристрій та схема

Вся громада міжконтинентальної балістичної ракети, десятки метрів і тонн надміцних сплавів, високотехнологічного палива та досконалої електроніки потрібні лише для одного – доставити до місця призначення боєголовку: конус заввишки метр-півтора та завтовшки біля основи з тулуба людини.

Погляньмо на якусь типову боєголовку (насправді між боєголовками можуть існувати конструктивні відмінності). Це конус із легких міцних сплавів. Усередині є перебірки, шпангоути, силовий каркас - майже все, як у літаку. Силовий каркас покритий міцною металевою обшивкою. На обшивку нанесено товстий шар теплозахисного покриття. Це схоже на стародавній кошик епохи неоліту, щедро обмазаний глиною та обпалений у перших експериментах людини з теплом та керамікою. Схожість легко зрозуміла: і кошику, і боєголовку доведеться чинити опір зовнішньому спеку.

Усередині конуса, закріплені на своїх «сидіннях», знаходяться два основних «пасажири», заради яких усе й затіяно: термоядерний заряд та блок керування зарядом, або блок автоматики. Вони напрочуд компактні. Блок автоматики – розміром із п'ятилітрову банку маринованих огірків, а заряд – із звичайне городне відро. Важкий і важкий, союз банки і відра вибухне кілотон на триста п'ятдесят - чотириста. Два пасажири з'єднані між собою зв'язком, як сіамські близнюки, і через цей зв'язок постійно обмінюються чимось. Діалог їх ведеться весь час, навіть коли ракета стоїть на бойовому чергуванні, навіть коли цих близнюків лише везуть із підприємства-виробника.

Є і третій пасажир - блок виміру руху боєголовки або взагалі керування її польотом. У разі у боєголовку вбудовані робочі органи управління, дозволяють змінювати траєкторію. Наприклад, виконавчі пневмосистеми чи порохові системи. А ще бортова електромережа з джерелами живлення, лінії зв'язку зі ступенем, у вигляді захищених проводів та роз'ємів, захист від електромагнітного імпульсу та система термостатування – підтримання потрібної температури заряду.

Технологія, за якою бойові блоки відокремлюються від ракети і лягають на власні курси – окрема велика тема, про яку можна писати книги.

Для початку пояснимо, що таке "просто бойовий блок". Це пристрій, у якому фізично знаходиться термоядерний заряд на борту міжконтинентальної балістичної ракети. У ракеті є так звана головна частина, в якій можуть бути один, два і більше бойових блоків. Якщо їх кілька, головна частина називається головною частиною, що розділяється (РГЧ).

Усередині РГЧ знаходиться дуже складний агрегат (його ще називають платформою розведення), який після виведення ракетою-носієм за межі атмосфери починає виконувати цілу низку запрограмованих дій з індивідуального наведення і відділення бойових блоків, що знаходяться на ньому; в просторі вишиковуються бойові порядки з блоків і хибних цілей, які спочатку теж знаходяться на платформі. Таким чином, кожен блок виводиться на траєкторію, що забезпечує влучення в задану мету на поверхні Землі.

Бойові блоки бувають різні. Ті, що рухаються балістичними траєкторіями після відокремлення від платформи, називаються некерованими. Керовані бойові блоки після відділення починають "жити своїм життям". Вони забезпечені двигунами орієнтації для здійснення маневрів у космічному просторі, аеродинамічними кермовими поверхнями для керування польотом в атмосфері, у них на борту встановлено інерційну систему керування, кілька обчислювальних пристроїв, радіолокатор зі своїм власним обчислювачем… Ну і, зрозуміло, бойовий заряд.

Практично керований бойовий блок поєднує властивості безпілотного космічного корабля і гіперзвукового безпілотного літака. Усі дії як у космосі, і під час польоту атмосфері, цей апарат повинен виконувати автономно.

Після відокремлення від платформи розведення бойовий блок відносно довго летить на дуже великій висоті – у космосі. У цей час система управління блоку здійснює цілу серію переорієнтацій, щоб створити умови для точного визначення власних параметрів руху, полегшення подолання зони можливих ядерних вибухів протиракет.
Перед входженням у верхні шари атмосфери бортовий комп'ютер обчислює необхідну орієнтацію бойового блоку та виконує її. Приблизно в той же період проходять сеанси визначення фактичного розташування за допомогою радіолокатора, для чого також потрібно зробити ряд маневрів. Потім антена локатора відстрілюється, і бойового блоку починається атмосферний ділянку руху.

Внизу перед боєголовкою розкинувся величезний, контрастно блискучий з грізних великих висот, затягнутий блакитним кисневим серпанком, подертий аерозольними суспензією, неозорий і безмежний п'ятий океан. Повільно та ледве помітно повертаючись від залишкових впливів поділу, боєголовка по пологій траєкторії продовжує спуск. Але назустріч їй тихенько потяг дуже незвичайний вітерець. Трохи торкнув її - і став помітний, обтягнув корпус тонкою хвилею блідого біло-блакитного свічення. Хвиля ця дивно високотемпературна, але вона поки не палить боєголовку, тому що занадто вже безтілесна. Вітерець, що обдує боєголовку, - електропровідний. Швидкість конуса настільки висока, що він буквально дробить своїм ударом молекули повітря на електрично заряджені уламки, відбувається ударна іонізація повітря. Цей плазмовий вітерець називається гіперзвуковим потоком великих чисел Маха, і його швидкість у двадцять разів перевищує швидкість звуку.

Через велику розрідженість вітерець у перші секунди майже непомітний. Наростаючи і ущільнюючись із заглибленням у повітря, він спочатку більше гріє, ніж тисне на боєголовку. Але поступово починає з силою обтискати її конус. Потік розгортає боєголовку носиком уперед. Розвертає не відразу - конус злегка розгойдується туди-сюди, поступово уповільнюючи свої коливання і нарешті стабілізується.

Ущільнюючись у міру зниження, потік дедалі сильніше тисне на боєголовку, сповільнюючи її політ. З уповільненням плавно знижується температура. Від величезних значень початку входу, біло-блакитного світіння десятка тисяч кельвінів, до жовто-білого сяйва п'яти-шести тисяч градусів. Це температура поверхневих шарів Сонця. Сяйво стає сліпучим, тому що щільність повітря швидко зростає, а з нею і тепловий потік у стінки боєголовки. Теплозахисне покриття обвуглюється і починає горіти.

Воно горить зовсім не від тертя об повітря, як часто хибно кажуть. Через величезну гіперзвукову швидкість руху (зараз у п'ятнадцять разів швидше за звук) від вершини корпусу розходиться в повітрі інший конус - ударно-хвильовий, ніби укладаючи в собі боєголовку. Повітря, що набігає, потрапляючи всередину ударно-хвильового конуса, миттєво ущільнюється в багато разів і щільно притискається до поверхні боєголовки. Від стрибкоподібного, миттєвого та багаторазового стиску його температура одразу підскакує до кількох тисяч градусів. Причина цього - божевільна швидкість того, що відбувається, поміркова динамічність процесу. Газодинамічний стиск потоку, а не тертя - ось що зараз прогріває боєголовку бока.

Найгірше доводиться носовій частині. Там утворюється найбільше ущільнення зустрічного потоку. Зона цього ущільнення трохи відходить вперед, як би від'єднуючись від корпусу. І тримається попереду, набираючи форми товстої лінзи або подушки. Така освіта називається «від'єднана головна ударна хвиля». Вона в кілька разів товща за решту поверхні ударно-хвильового конуса навколо боєголовки. Лобове стиснення потоку, що набігає, тут найсильніше. Тому у від'єднаній головній ударній хвилі найвища температура і найбільша щільність тепла. Це маленьке сонце обпалює носову частину боєголовки променистим шляхом - висвічуючи, випромінюючи тепло прямо в ніс корпусу і викликаючи сильне обгорання носової частини. Тому там найтовстіший шар теплозахисту. Саме головна ударна хвиля висвітлює темної ночі місцевість на багато кілометрів навколо боєголовки, що летить в атмосфері.

Пов'язані однією метою

Термоядерний заряд та блок управління безперервно спілкуються один з одним. "Діалог" цей починається одразу після встановлення боєголовки на ракету, а завершується він у момент ядерного вибуху. Весь цей час система управління готує заряд до спрацьовування, як тренер – боксера до відповідального поєдинку. І в потрібний момент віддає останню та найголовнішу команду.

При постановці ракети на бойове чергування її заряд оснащують до повної комплектації: встановлюють нейтронний імпульсний активатор, детонатори та інше обладнання. Але до вибуху він ще не готовий. Десятиліттями тримати в шахті або на мобільній пусковій установці ядерну ракету, готову рвонути будь-якої миті, просто небезпечно.

Тому під час польоту система управління переводить заряд у стан готовності до вибуху. Відбувається це поступово, складними послідовними алгоритмами, що базуються на двох основних умовах: надійність руху до мети та контроль над процесом. Варто одному з цих факторів відхилитися від розрахункових значень та підготовку буде припинено. Електроніка переводить заряд у дедалі більше високий рівень готовності, щоб у розрахунковій точці дати команду на спрацьовування.

І коли повністю готовий заряд прийде з блоку управління бойова команда на підрив, вибух відбудеться негайно, миттєво. Боєголовка, що летить зі швидкістю снайперської кулі, пройде лише пару сотих часток міліметра, не встигнувши зміститися в просторі навіть на товщину людського волосся, коли в її заряді почнеться, розвинеться, повністю пройде і вже завершиться термоядерна реакція, виділивши всю штатну потужність.

Сильно змінившись і зовні, і всередині боєголовка пройшла в тропосферу - останній десяток кілометрів висоти. Вона сильно загальмувалась. Гіперзвуковий політ виродився до надзвуку в три-чотири одиниці Маху. Світить боєголовка вже тьмяно, згасає і підходить до точки цілі.

Вибух на поверхні Землі планується рідко – лише для поглиблених у землю об'єктів на кшталт ракетних шахт. Більшість цілей лежить на поверхні. І їхнього найбільшого поразки підрив роблять на деякій висоті, що залежить від потужності заряду. Для тактичних двадцяти кілотон це 400-600 м. Для стратегічної мегатонни оптимальна висота вибуху - 1200 м. Чому? Від вибуху місцевістю проходять дві хвилі. Ближче до епіцентру вибухова хвиля впаде раніше. Впаде і відіб'ється, відскочивши в сторони, де і зіллється з свіжою хвилею, що тільки-но дійшла сюди зверху, з точки вибуху. Дві хвилі - падаюча з центру вибуху і відбита від поверхні - складаються, утворюючи в приземному шарі найбільш потужну ударну хвилю, головний фактор ураження.

При випробувальних пусках боєголовка зазвичай безперешкодно досягає землі. На її борту знаходиться півцентнера вибухівки, що підривається під час падіння. Навіщо? По-перше, боєголовка - секретний об'єкт і має надійно знищуватися після використання. По-друге, це необхідно для вимірювальних систем полігону – для оперативного виявлення точки падіння та вимірювання відхилень.

Багатометрова вирва, що димить, завершує картину. Але перед цим, за пару кілометрів до удару, з випробувальної боєголовки відстрілюється назовні бронекасета пристрою із записом всього, що реєструвалося на борту під час польоту. Ця бронефлешка підстрахує від втрати бортової інформації. Її знайдуть пізніше, коли прилетить гелікоптер зі спецгрупою пошуку. І зафіксують результати фантастичного польоту.

Після закінчення Другої Світової війни країни антигітлерівської коаліції стрімкими темпами намагалися випередити одна одну у розробках потужнішої ядерної бомби.

Перше випробування, проведене американцями на реальних об'єктах в Японії, до краю розжарило обстановку між СРСР і США. Потужні вибухи, що прогриміли в японських містах і практично знищили живе в них, змусили Сталіна відмовитися від безлічі домагань на світовій арені. Більшість радянських вчених-фізиків були терміново «кинуті» на розробку ядерної зброї.

Коли і як з'явилася ядерна зброя

Роком народження атомної бомби вважатимуться 1896 рік. Саме тоді вчений-хімік із Франції А. Беккерель відкрив, що уран радіоактивний. Ланцюгова реакція урану утворює потужну енергію, яка є основою для страшного вибуху. Навряд чи Беккерель припускав, що його відкриття призведе до створення ядерної зброї — найстрашнішої зброї в усьому світі.

Кінець 19 - початок 20 століття став переломним моментом в історії винаходу ядерної зброї. Саме в цьому часовому проміжку вчені різних країн світу змогли відкрити такі закони, промені та елементи:

  • Альфа, гама та бета промені;
  • Було відкрито безліч ізотопів хімічних елементів, що мають радіоактивні властивості;
  • Було відкрито закон радіоактивного розпаду, який визначає тимчасову та кількісну залежність інтенсивності радіоактивного розпаду, яка залежить від кількості радіоактивних атомів у випробуваному зразку;
  • Зародилася ядерна ізометрія.

У 1930-х роках вперше змогли розщепити атомне ядро ​​урану з поглинанням нейтронів. У цей час були відкриті позитрони і нейрони. Все це дало потужний поштовх до розробок зброї, яка використовувала атомну енергію. У 1939 році була запатентована перша у світі конструкція атомної бомби. Це зробив фізик із Франції Фредерік Жоліо-Кюрі.

В результаті подальших досліджень та розробок у цій сфері, на світ з'явилася ядерна бомба. Потужність і радіус ураження сучасних атомних бомб настільки великий, що країна, яка має ядерний потенціал, практично не потребує потужної армії, оскільки одна атомна бомба здатна знищити цілу державу.

Як влаштовано атомну бомбу

Атомна бомба складається з безлічі елементів, головними з яких є:

  • Корпус атомної бомби;
  • Система автоматики, яка контролює процес вибуху;
  • Ядерного заряду чи боєголовки.

Система автоматики перебуває у корпусі атомної бомби, разом із ядерним зарядом. Конструкція корпусу має бути достатньо надійною, щоб уберегти боєголовку від різних зовнішніх факторів та впливів. Наприклад, різного механічного, температурного або подібного впливу, що може призвести до незапланованого вибуху величезної потужності, здатного знищити все довкола.

У завдання автоматики входить повний контроль над тим, щоб вибух стався у потрібний час, тому система складається з наступних елементів:

  • Пристрій, який відповідає за аварійний підрив;
  • Джерело живлення системи автоматики;
  • Система датчиків підриву;
  • Влаштування зведення;
  • Пристрій запобігання.

Коли проводилися перші випробування, ядерні бомби доставлялися літаками, які встигали залишити зону поразки. Сучасні атомні бомби мають таку потужність, що їх доставка може здійснюватися тільки за допомогою крилатих, балістичних або хоча б зенітних ракет.

В атомних бомбах застосовуються різні системи детонування. Найпростіша з них - це звичайний пристрій, який спрацьовує при попаданні снаряда в ціль.

Однією з основних характеристик ядерних бомб і ракет є поділ їх на калібри, які бувають трьох типів:

  • Мінімальний, потужність атомних бомб даного калібру еквівалентна кільком тисячам тонн тротилу;
  • Середній (потужність вибуху – кілька десятків тисяч тонн тротилу);
  • Великий, потужність заряду якого вимірюється мільйонами тонн тротилу.

Цікаво, що найчастіше потужність всіх ядерних бомб вимірюється саме у тротиловому еквіваленті, оскільки для атомної зброї немає своєї шкали вимірювання потужності вибуху.

Алгоритми дії ядерних бомб

Будь-яка атомна бомба діє за принципом використання ядерної енергії, що виділяється в ході ядерної реакції. В основі даної процедури лежить поділ важких ядер або синтез легень. Оскільки під час цієї реакції виділяється дуже багато енергії, причому у найкоротший час, радіус ураження ядерної бомби дуже вражає. Через цю особливість ядерну зброю відносять до класу зброї масового ураження.

У ході процесу, який запускається під час вибуху атомної бомби, є два головні моменти:

  • Це безпосередній центр вибуху, де відбувається ядерна реакція;
  • Епіцентр вибуху, що знаходиться на місці, де вибухнула бомба.

Ядерна енергія, що виділяється під час вибуху атомної бомби, настільки сильна, що на землі починаються сейсмічні поштовхи. При цьому безпосередні руйнування ці поштовхи приносять лише на відстані кількох сотень метрів (хоча якщо враховувати силу вибуху самої бомби, ці поштовхи вже ні на що не впливають).

Чинники ураження при ядерному вибуху

Вибух ядерної бомби завдає не тільки жахливих миттєвих руйнувань. Наслідки цього вибуху відчують на собі не лише люди, які потрапили до зони поразки, а й їхні діти, які народилися після атомного вибуху. Типи ураження атомною зброєю поділяються на такі групи:

  • Світлове випромінювання, яке відбувається безпосередньо під час вибуху;
  • Ударна хвиля, що розповсюджується бомбою відразу після вибуху;
  • Електромагнітний імпульс;
  • Проникаюча радіація;
  • Радіоактивне зараження, яке може зберегтися на десятки років.

Хоча на перший погляд, світловий спалах несе найменше загрози, насправді він утворюється внаслідок вивільнення величезної кількості теплової та світлової енергії. Її потужність і сила набагато перевершує потужність променів сонця, тому поразка світлом і теплом може стати фатальним з відривом кількох кілометрів.

Радіація, що виділяється під час вибуху, теж дуже небезпечна. Хоча вона діє недовго, але встигає заразити все навколо, оскільки її здатність, що проникає, неймовірно велика.

Ударна хвиля при атомному вибуху діє подібно до такої ж хвилі при звичайних вибухах, тільки її потужність і радіус ураження набагато більше. За кілька секунд вона завдає непоправних ушкоджень не тільки людям, а й техніці, будинкам та навколишньому природі.

Проникаюча радіація провокує розвиток променевої хвороби, а електромагнітний імпульс становить небезпеку лише техніки. Сукупність усіх цих факторів, плюс потужність вибуху, роблять атомну бомбу найнебезпечнішою зброєю у світі.

Перші у світі випробування ядерної зброї

Першою країною, яка розробила та випробувала ядерну зброю, виявилися Сполучені Штати Америки. Саме уряд США надав величезні грошові дотації на розробку нової перспективної зброї. До кінця 1941 року в США було запрошено багато видатних вчених у сфері атомних розробок, які вже до 1945 року змогли представити досвідчений зразок атомної бомби, придатний для випробувань.

Перші у світі випробування атомної бомби, оснащеної вибуховим пристроєм, було проведено у пустелі на території штату Нью-Мексико. Бомбу під назвою «Gadget» було підірвано 16 липня 1945 року. Результат випробувань виявився позитивним, хоча військові вимагали випробувати ядерну бомбу у реальних бойових умовах.

Побачивши, що до перемоги на гітлерівській коаліцією залишився лише один крок, і більше такої можливості може не представитися, Пентагон вирішив завдати ядерного удару останньому союзнику гітлерівської Німеччини – Японії. Крім того, використання ядерної бомби мало вирішити відразу кілька проблем:

  • Уникнути непотрібного кровопролиття, яке неминуче сталося б, якби війська США ступили на територію імператорської Японії;
  • Одним ударом поставити навколішки непоступливих японців, змусивши їх на умови, вигідні США;
  • Показати СРСР (як можливому супернику в майбутньому), що армія США має унікальну зброю, здатну стерти з лиця землі будь-яке місто;
  • І, звичайно ж, на практиці переконатися, на що здатна ядерна зброя у реальних бойових умовах.

6 серпня 1945 року на японське місто Хіросіма було скинуто першу у світі атомну бомбу, яка застосовувалася у військових діях. Цю бомбу назвали «Малюк», оскільки її вага становила 4 тонни. Скидання бомби було ретельно сплановане, і вона потрапила саме туди, куди й планувалося. Ті будинки, які не були зруйновані вибуховою хвилею, згоріли, оскільки печі, що впали в будинках, спровокували пожежі, і все місто було охоплене полум'ям.

Після яскравого спалаху пішла теплова хвиля, яка спалила все живе в радіусі 4 кілометрів, а ударна хвиля, що послідувала за нею, зруйнувала більшу частину будівель.

Ті, хто потрапив під тепловий удар у радіусі 800 метрів, були спалені живцем. Вибуховою хвилею у багатьох зірвало шкіру, що обгоріла. За кілька хвилин пройшов дивний чорний дощ, який складався з пари та попелу. У тих, хто потрапив під чорний дощ, шкіра зазнала невиліковних опіків.

Ті небагато, яким пощастило вціліти, захворіли на променеву хворобу, яка на той час була не тільки не вивчена, а й повністю невідома. У людей почалася лихоманка, блювання, нудота та напади слабкості.

9 серпня 1945 року на місто Нагасакі було скинуто другу американську бомбу, яка називалася «Товстун». Ця бомба мала приблизно таку ж потужність, як і перша, а наслідки її вибуху були настільки ж руйнівні, хоча людей загинуло вдвічі менше.

Дві атомні бомби, скинуті на японські міста, виявилися першими та єдиними у світі випадками застосування атомної зброї. Понад 300 000 людей загинули у перші дні після бомбардування. Ще близько 150 тисяч загинули від променевої хвороби.

Після ядерного бомбардування японських міст Сталін отримав справжній шок. Йому стало зрозуміло, що питання розробки ядерної зброї у радянській Росії – це питання безпеки усієї країни. Вже 20 серпня 1945 року почав працювати спеціальний комітет з питань атомної енергії, який був терміново створений І. Сталіним.

Хоча дослідження з ядерної фізики проводилися групою ентузіастів ще царської Росії, за радянських часів їй не приділяли належної уваги. У 1938 році всі дослідження в цій галузі були повністю припинені, а багато вчених-ядерників репресовані, як вороги народу. Після ядерних вибухів у Японії радянська влада різко почала відновлювати ядерну галузь у країні.

Є дані, що розробка ядерної зброї велася в гітлерівській Німеччині, і саме німецькі вчені доопрацювали «сиру» американську атомну бомбу, тому уряд США вивезло з Німеччини всіх фахівців-атомників та всі документи, пов'язані з розробкою ядерної зброї.

Радянська розвідувальна школа, яка за час війни змогла обійти всі закордонні розвідки, ще 1943 року передавала до СРСР секретні документи, пов'язані з розробкою ядерної зброї. У той же час було впроваджено радянські агенти у всі серйозні американські центри ядерних досліджень.

В результаті всіх цих заходів вже в 1946 році було готове технічне завдання з виготовлення двох ядерних бомб радянського виробництва:

  • РДС-1 (з плутонієвим зарядом);
  • РДС-2 (з двома частинами уранового заряду).

Абревіатура "РДС" розшифровувалась як "Росія робить сама", що практично повністю відповідало дійсності.

Новини про те, що СРСР готовий випустити свою ядерну зброю, змусив уряд США вдатися до радикальних заходів. У 1949 році було розроблено план «Троян», згідно з яким на 70 найбільших міст СРСР планувалося скинути атомні бомби. Лише побоювання удару у відповідь завадили цьому плану здійснитися.

Ці тривожні відомості, що надходять від радянських розвідників, змусили вчених працювати в авральному режимі. Вже серпні 1949 року відбулися випробування першої атомної бомби, виробленої СРСР. Коли США дізналася про ці випробування, план «Троян» було відкладено на певний час. Почалася епоха протистояння двох понад держав, відома історія як «Холодна війна».

Найпотужніша ядерна бомба у світі, відома під ім'ям «Цар-бомби», належить саме періоду «Холодної війни». Вчені СРСР створили найпотужнішу бомбу історія людства. Її потужність становила 60 мегатонн, хоча планувалося створити бомбу в 100 кілотон потужності. Випробування цієї бомби пройшли у жовтні 1961 року. Діаметр вогняної кулі під час вибуху становив 10 кілометрів, а вибухова хвиля облетіла земну кулю тричі. Саме це випробування змусило більшість країн світу підписати договір про припинення ядерних випробувань не лише в атмосфері землі, а й навіть у космосі.

Хоча атомна зброя є чудовим засобом залякування агресивних країн, з іншого боку, вона здатна гасити будь-які військові конфлікти в зародку, оскільки при атомному вибуху можуть бути знищені всі сторони конфлікту.

Після закінчення Другої Світової війни країни антигітлерівської коаліції стрімкими темпами намагалися випередити одна одну у розробках потужнішої ядерної бомби.

Перше випробування, проведене американцями на реальних об'єктах в Японії, до краю розжарило обстановку між СРСР і США. Потужні вибухи, що прогриміли в японських містах і практично знищили живе в них, змусили Сталіна відмовитися від безлічі домагань на світовій арені. Більшість радянських вчених-фізиків були терміново «кинуті» на розробку ядерної зброї.

Коли і як з'явилася ядерна зброя

Роком народження атомної бомби вважатимуться 1896 рік. Саме тоді вчений-хімік із Франції А. Беккерель відкрив, що уран радіоактивний. Ланцюгова реакція урану утворює потужну енергію, яка є основою для страшного вибуху. Навряд чи Беккерель припускав, що його відкриття призведе до створення ядерної зброї — найстрашнішої зброї в усьому світі.

Кінець 19 - початок 20 століття став переломним моментом в історії винаходу ядерної зброї. Саме в цьому часовому проміжку вчені різних країн світу змогли відкрити такі закони, промені та елементи:

  • Альфа, гама та бета промені;
  • Було відкрито безліч ізотопів хімічних елементів, що мають радіоактивні властивості;
  • Було відкрито закон радіоактивного розпаду, який визначає тимчасову та кількісну залежність інтенсивності радіоактивного розпаду, яка залежить від кількості радіоактивних атомів у випробуваному зразку;
  • Зародилася ядерна ізометрія.

У 1930-х роках вперше змогли розщепити атомне ядро ​​урану з поглинанням нейтронів. У цей час були відкриті позитрони і нейрони. Все це дало потужний поштовх до розробок зброї, яка використовувала атомну енергію. У 1939 році була запатентована перша у світі конструкція атомної бомби. Це зробив фізик із Франції Фредерік Жоліо-Кюрі.

В результаті подальших досліджень та розробок у цій сфері, на світ з'явилася ядерна бомба. Потужність і радіус ураження сучасних атомних бомб настільки великий, що країна, яка має ядерний потенціал, практично не потребує потужної армії, оскільки одна атомна бомба здатна знищити цілу державу.

Як влаштовано атомну бомбу

Атомна бомба складається з безлічі елементів, головними з яких є:

  • Корпус атомної бомби;
  • Система автоматики, яка контролює процес вибуху;
  • Ядерного заряду чи боєголовки.

Система автоматики перебуває у корпусі атомної бомби, разом із ядерним зарядом. Конструкція корпусу має бути достатньо надійною, щоб уберегти боєголовку від різних зовнішніх факторів та впливів. Наприклад, різного механічного, температурного або подібного впливу, що може призвести до незапланованого вибуху величезної потужності, здатного знищити все довкола.

У завдання автоматики входить повний контроль над тим, щоб вибух стався у потрібний час, тому система складається з наступних елементів:

  • Пристрій, який відповідає за аварійний підрив;
  • Джерело живлення системи автоматики;
  • Система датчиків підриву;
  • Влаштування зведення;
  • Пристрій запобігання.

Коли проводилися перші випробування, ядерні бомби доставлялися літаками, які встигали залишити зону поразки. Сучасні атомні бомби мають таку потужність, що їх доставка може здійснюватися тільки за допомогою крилатих, балістичних або хоча б зенітних ракет.

В атомних бомбах застосовуються різні системи детонування. Найпростіша з них - це звичайний пристрій, який спрацьовує при попаданні снаряда в ціль.

Однією з основних характеристик ядерних бомб і ракет є поділ їх на калібри, які бувають трьох типів:

  • Мінімальний, потужність атомних бомб даного калібру еквівалентна кільком тисячам тонн тротилу;
  • Середній (потужність вибуху – кілька десятків тисяч тонн тротилу);
  • Великий, потужність заряду якого вимірюється мільйонами тонн тротилу.

Цікаво, що найчастіше потужність всіх ядерних бомб вимірюється саме у тротиловому еквіваленті, оскільки для атомної зброї немає своєї шкали вимірювання потужності вибуху.

Алгоритми дії ядерних бомб

Будь-яка атомна бомба діє за принципом використання ядерної енергії, що виділяється в ході ядерної реакції. В основі даної процедури лежить поділ важких ядер або синтез легень. Оскільки під час цієї реакції виділяється дуже багато енергії, причому у найкоротший час, радіус ураження ядерної бомби дуже вражає. Через цю особливість ядерну зброю відносять до класу зброї масового ураження.

У ході процесу, який запускається під час вибуху атомної бомби, є два головні моменти:

  • Це безпосередній центр вибуху, де відбувається ядерна реакція;
  • Епіцентр вибуху, що знаходиться на місці, де вибухнула бомба.

Ядерна енергія, що виділяється під час вибуху атомної бомби, настільки сильна, що на землі починаються сейсмічні поштовхи. При цьому безпосередні руйнування ці поштовхи приносять лише на відстані кількох сотень метрів (хоча якщо враховувати силу вибуху самої бомби, ці поштовхи вже ні на що не впливають).

Чинники ураження при ядерному вибуху

Вибух ядерної бомби завдає не тільки жахливих миттєвих руйнувань. Наслідки цього вибуху відчують на собі не лише люди, які потрапили до зони поразки, а й їхні діти, які народилися після атомного вибуху. Типи ураження атомною зброєю поділяються на такі групи:

  • Світлове випромінювання, яке відбувається безпосередньо під час вибуху;
  • Ударна хвиля, що розповсюджується бомбою відразу після вибуху;
  • Електромагнітний імпульс;
  • Проникаюча радіація;
  • Радіоактивне зараження, яке може зберегтися на десятки років.

Хоча на перший погляд, світловий спалах несе найменше загрози, насправді він утворюється внаслідок вивільнення величезної кількості теплової та світлової енергії. Її потужність і сила набагато перевершує потужність променів сонця, тому поразка світлом і теплом може стати фатальним з відривом кількох кілометрів.

Радіація, що виділяється під час вибуху, теж дуже небезпечна. Хоча вона діє недовго, але встигає заразити все навколо, оскільки її здатність, що проникає, неймовірно велика.

Ударна хвиля при атомному вибуху діє подібно до такої ж хвилі при звичайних вибухах, тільки її потужність і радіус ураження набагато більше. За кілька секунд вона завдає непоправних ушкоджень не тільки людям, а й техніці, будинкам та навколишньому природі.

Проникаюча радіація провокує розвиток променевої хвороби, а електромагнітний імпульс становить небезпеку лише техніки. Сукупність усіх цих факторів, плюс потужність вибуху, роблять атомну бомбу найнебезпечнішою зброєю у світі.

Перші у світі випробування ядерної зброї

Першою країною, яка розробила та випробувала ядерну зброю, виявилися Сполучені Штати Америки. Саме уряд США надав величезні грошові дотації на розробку нової перспективної зброї. До кінця 1941 року в США було запрошено багато видатних вчених у сфері атомних розробок, які вже до 1945 року змогли представити досвідчений зразок атомної бомби, придатний для випробувань.

Перші у світі випробування атомної бомби, оснащеної вибуховим пристроєм, було проведено у пустелі на території штату Нью-Мексико. Бомбу під назвою «Gadget» було підірвано 16 липня 1945 року. Результат випробувань виявився позитивним, хоча військові вимагали випробувати ядерну бомбу у реальних бойових умовах.

Побачивши, що до перемоги на гітлерівській коаліцією залишився лише один крок, і більше такої можливості може не представитися, Пентагон вирішив завдати ядерного удару останньому союзнику гітлерівської Німеччини – Японії. Крім того, використання ядерної бомби мало вирішити відразу кілька проблем:

  • Уникнути непотрібного кровопролиття, яке неминуче сталося б, якби війська США ступили на територію імператорської Японії;
  • Одним ударом поставити навколішки непоступливих японців, змусивши їх на умови, вигідні США;
  • Показати СРСР (як можливому супернику в майбутньому), що армія США має унікальну зброю, здатну стерти з лиця землі будь-яке місто;
  • І, звичайно ж, на практиці переконатися, на що здатна ядерна зброя у реальних бойових умовах.

6 серпня 1945 року на японське місто Хіросіма було скинуто першу у світі атомну бомбу, яка застосовувалася у військових діях. Цю бомбу назвали «Малюк», оскільки її вага становила 4 тонни. Скидання бомби було ретельно сплановане, і вона потрапила саме туди, куди й планувалося. Ті будинки, які не були зруйновані вибуховою хвилею, згоріли, оскільки печі, що впали в будинках, спровокували пожежі, і все місто було охоплене полум'ям.

Після яскравого спалаху пішла теплова хвиля, яка спалила все живе в радіусі 4 кілометрів, а ударна хвиля, що послідувала за нею, зруйнувала більшу частину будівель.

Ті, хто потрапив під тепловий удар у радіусі 800 метрів, були спалені живцем. Вибуховою хвилею у багатьох зірвало шкіру, що обгоріла. За кілька хвилин пройшов дивний чорний дощ, який складався з пари та попелу. У тих, хто потрапив під чорний дощ, шкіра зазнала невиліковних опіків.

Ті небагато, яким пощастило вціліти, захворіли на променеву хворобу, яка на той час була не тільки не вивчена, а й повністю невідома. У людей почалася лихоманка, блювання, нудота та напади слабкості.

9 серпня 1945 року на місто Нагасакі було скинуто другу американську бомбу, яка називалася «Товстун». Ця бомба мала приблизно таку ж потужність, як і перша, а наслідки її вибуху були настільки ж руйнівні, хоча людей загинуло вдвічі менше.

Дві атомні бомби, скинуті на японські міста, виявилися першими та єдиними у світі випадками застосування атомної зброї. Понад 300 000 людей загинули у перші дні після бомбардування. Ще близько 150 тисяч загинули від променевої хвороби.

Після ядерного бомбардування японських міст Сталін отримав справжній шок. Йому стало зрозуміло, що питання розробки ядерної зброї у радянській Росії – це питання безпеки усієї країни. Вже 20 серпня 1945 року почав працювати спеціальний комітет з питань атомної енергії, який був терміново створений І. Сталіним.

Хоча дослідження з ядерної фізики проводилися групою ентузіастів ще царської Росії, за радянських часів їй не приділяли належної уваги. У 1938 році всі дослідження в цій галузі були повністю припинені, а багато вчених-ядерників репресовані, як вороги народу. Після ядерних вибухів у Японії радянська влада різко почала відновлювати ядерну галузь у країні.

Є дані, що розробка ядерної зброї велася в гітлерівській Німеччині, і саме німецькі вчені доопрацювали «сиру» американську атомну бомбу, тому уряд США вивезло з Німеччини всіх фахівців-атомників та всі документи, пов'язані з розробкою ядерної зброї.

Радянська розвідувальна школа, яка за час війни змогла обійти всі закордонні розвідки, ще 1943 року передавала до СРСР секретні документи, пов'язані з розробкою ядерної зброї. У той же час було впроваджено радянські агенти у всі серйозні американські центри ядерних досліджень.

В результаті всіх цих заходів вже в 1946 році було готове технічне завдання з виготовлення двох ядерних бомб радянського виробництва:

  • РДС-1 (з плутонієвим зарядом);
  • РДС-2 (з двома частинами уранового заряду).

Абревіатура "РДС" розшифровувалась як "Росія робить сама", що практично повністю відповідало дійсності.

Новини про те, що СРСР готовий випустити свою ядерну зброю, змусив уряд США вдатися до радикальних заходів. У 1949 році було розроблено план «Троян», згідно з яким на 70 найбільших міст СРСР планувалося скинути атомні бомби. Лише побоювання удару у відповідь завадили цьому плану здійснитися.

Ці тривожні відомості, що надходять від радянських розвідників, змусили вчених працювати в авральному режимі. Вже серпні 1949 року відбулися випробування першої атомної бомби, виробленої СРСР. Коли США дізналася про ці випробування, план «Троян» було відкладено на певний час. Почалася епоха протистояння двох понад держав, відома історія як «Холодна війна».

Найпотужніша ядерна бомба у світі, відома під ім'ям «Цар-бомби», належить саме періоду «Холодної війни». Вчені СРСР створили найпотужнішу бомбу історія людства. Її потужність становила 60 мегатонн, хоча планувалося створити бомбу в 100 кілотон потужності. Випробування цієї бомби пройшли у жовтні 1961 року. Діаметр вогняної кулі під час вибуху становив 10 кілометрів, а вибухова хвиля облетіла земну кулю тричі. Саме це випробування змусило більшість країн світу підписати договір про припинення ядерних випробувань не лише в атмосфері землі, а й навіть у космосі.

Хоча атомна зброя є чудовим засобом залякування агресивних країн, з іншого боку, вона здатна гасити будь-які військові конфлікти в зародку, оскільки при атомному вибуху можуть бути знищені всі сторони конфлікту.

Поява такої потужної зброї, як ядерна бомба, стала результатом взаємодії глобальних чинників об'єктивного та суб'єктивного характеру. Об'єктивно його створення було викликане бурхливим розвитком науки, який розпочався з фундаментальних відкриттів фізики першої половини ХХ століття. Найсильнішим суб'єктивним чинником стала військово-політична обстановка 40-х, коли країни антигітлерівської коаліції – США, Великобританія, СРСР – намагалися випередити одна одну у розробках ядерної зброї.

Передумови створення ядерної бомби

Точкою відліку наукового шляху до створення атомної зброї став 1896, коли французький хімік А. Беккерель відкрив радіоактивність урану. Саме ланцюгова реакція цього елемента лягла в основу розробок страшної зброї.

Наприкінці ХІХ та у перші десятиліття ХХ століття вчені виявили альфа-, бета-, гамма-промені, відкрили чимало радіоактивних ізотопів хімічних елементів, закон радіоактивного розпаду та започаткували вивчення ядерної ізометрії. У 1930-х роках стали відомі нейтрон та позитрон, а також вперше розщеплене ядро ​​атома урану з поглинанням нейтронів. Це стало поштовхом до створення ядерної зброї. Першим винайшов і в 1939 запатентував конструкцію ядерної бомби французький фізик Фредерік Жоліо-Кюрі.

В результаті подальшого розвитку ядерна зброя стала історично безпрецедентним військово-політичним і стратегічним феноменом, здатним забезпечити національну безпеку держави-власника та мінімізувати можливості решти всіх систем озброєння.

Конструкція атомної бомби складається з низки різних компонентів, серед яких виділяють два основні:

  • корпус,
  • система автоматики.

Автоматика разом із ядерним зарядом розташовується у корпусі, який захищає їхню відмінність від різних впливів (механічного, теплового та інших.). Система автоматики контролює, щоб вибух стався у встановлений час. Вона складається з наступних елементів:

  • аварійний підрив;
  • будову запобігання та зведення;
  • джерело живлення;
  • датчики підриву заряду.

Доставка атомних зарядів здійснюється за допомогою авіації, балістичних та крилатих ракет. У цьому ядерні боєприпаси може бути елементом фугаса, торпеди, авіабомби та інших.

Системи детонування ядерних бомб бувають різними. Найпростішим є інжекторний пристрій, при якому поштовхом для вибуху стає потрапляння в ціль та подальше утворення надкритичної маси.

Ще однією характеристикою атомної зброї є розмір калібру: малий, середній, великий. Найчастіше потужність вибуху характеризують у тротиловому еквіваленті.Малий калібр ядерної зброї передбачає потужність заряду кілька тисяч тонн тротилу. Середній калібр дорівнює вже десяткам тисяч тонн тротилу, великий вимірюється мільйонами.

Принцип дії

В основі схеми атомної бомби лежить принцип використання ядерної енергії, що виділяється в ході ланцюгової ядерної реакції. Це процес розподілу важких чи синтезу легких ядер. Через виділення величезної кількості внутрішньоядерної енергії в найкоротший проміжок часу ядерна бомба відноситься до зброї масового ураження.

У ході зазначеного процесу виділяють два ключові місця:

  • центр ядерного вибуху, у якому безпосередньо протікає процес;
  • епіцентр є проекцією цього процесу на поверхню (землі або води).

При ядерному вибуху вивільняється така кількість енергії, що під час проекції на землю викликає сейсмічні поштовхи. Дальність їх поширення дуже велика, але значної шкоди навколишньому середовищу завдається лише кілька сотень метрів.

Атомна зброя має кілька типів поразки:

  • світлове випромінювання,
  • радіоактивне зараження,
  • ударна хвиля,
  • проникаюча радіація,
  • електромагнітний імпульс.

Ядерний вибух супроводжується яскравим спалахом, який утворюється через вивільнення великої кількості світлової та теплової енергії. Сила цього спалаху набагато вище, ніж потужність сонячних променів, тому небезпека ураження світлом і теплом поширюється на кілька кілометрів.

Ще одним дуже небезпечним фактором впливу ядерної бомби є радіація, що утворюється під час вибуху. Вона діє тільки перші 60 секунд, але має максимальну проникаючу здатність.

Ударна хвиля має велику потужність і значну руйнівну дію, тому за лічені секунди завдає величезної шкоди людям, техніці, будовам.

Проникаюча радіація є небезпечною для живих організмів і є причиною розвитку променевої хвороби у людини. Електромагнітний імпульс вражає лише техніку.

Всі ці види поразок разом роблять атомну бомбу дуже небезпечною зброєю.

Перші випробування ядерної бомби

Найбільшу зацікавленість у атомній зброї першими виявили США. Наприкінці 1941 року в країні було виділено величезні кошти та ресурси на створення ядерного озброєння. Результатом робіт стали перші випробування атомної бомби з вибуховим пристроєм Gadget, які пройшли 16 липня 1945 року в американському штаті Нью-Мексико.

Для США настав час діяти. Для переможного закінчення Другої Першої світової було вирішено розгромити союзника гітлерівської Німеччини – Японію. У Пентагоні було обрано цілі для перших ядерних ударів, на яких США хотіли продемонструвати, наскільки потужною зброєю вони мають.

6 серпня того ж року перша атомна бомба під ім'ям «Малюк» була скинута на японське місто Хіросіма, а 9 серпня бомба під назвою «Товстун» впала на Нагасакі.

Потраплення до Хіросіми було визнано ідеальним: ядерний пристрій вибухнув на висоті 200 метрів. Вибуховою хвилею були перекинуті грубки в будинках японців, що опалюються вугіллям. Це спричинило численні пожежі навіть у міських районах, віддалених від епіцентру.

За початковим спалахом був удар теплової хвилі, який тривав секунди, але його потужність, охопивши радіус 4 км, розплавила черепицю і кварц у гранітних плитах, спопелила телеграфні стовпи. Слідом за тепловою хвилею прийшла ударна. Швидкість вітру становила 800 км/год, яке порив зніс практично у місті. З 76 тисяч будівель 70 тисяч було повністю зруйновано.

За кілька хвилин пішов дивний дощ із великих крапель чорного кольору. Він був викликаний конденсатом, що утворився в холодніших шарах атмосфери з пари та попелу.

Люди, які потрапили під дію вогняної кулі на відстані 800 метрів, були спалені і перетворилися на пилюку.У деяких обгоріла шкіра була зірвана ударною хвилею. Краплі чорного радіоактивного дощу залишали невиліковні опіки.

Ті, що залишилися живими, захворіли на невідоме раніше захворювання. У них почалася нудота, блювання, пропасниця, напади слабкості. У крові різко впав рівень білих тілець. То були перші ознаки променевої хвороби.

Через 3 дні після проведення бомбардування Хіросіми було скинуто бомбу на Нагасакі. Вона мала таку ж потужність та викликала аналогічні наслідки.

Дві атомні бомби за секунди знищили сотні тисяч людей. Перше місто було практично стерте ударною хвилею з землі. Більше половини мирних жителів (близько 240 тисяч осіб) загинули одразу від отриманих ран. Багато людей зазнали опромінення, яке призвело до променевої хвороби, раку, безпліддя. У Нагасакі в перші дні було вбито 73 тисячі людей, а через деякий час у сильних муках померло ще 35 тисяч жителів.

Відео: випробування ядерної бомби

Випробування РДС-37

Створення атомної бомби у Росії

Наслідки бомбардувань та історія жителів японських міст вразили І. Сталіна. Стало зрозуміло, що створення власної ядерної зброї – це питання національної безпеки. 20 серпня 1945 року в Росії розпочав свою роботу комітет з атомної енергії, який очолив Л. Берія.

Дослідження з ядерної фізики велися СРСР ще з 1918 року. У 1938 році при Академії наук було створено комісію з атомного ядра. Але з початком війни практично всі роботи у цьому напрямі було припинено.

У 1943 році радянські розвідники передали з Англії закриті наукові праці з атомної енергії, з яких випливало, що створення атомної бомби на Заході просунулося далеко вперед. У той же час у США були впроваджені надійні агенти до кількох центрів американських ядерних досліджень. Вони передавали інформацію з атомної бомби радянським ученим.

Технічне завдання на розробку двох варіантів атомної бомби склав їхній творець і один з наукових керівників Ю. Харитон. Відповідно до нього планувалося створення РДС («реактивного двигуна спеціального») з індексом 1 та 2:

  1. РДС-1 – бомба із зарядом із плутонію, який передбачалося підривати шляхом сферичного обтиснення. Його пристрій передала російська розвідка.
  2. РДС-2 – гарматна бомба з двома частинами уранового заряду, які мають зближуватись у стовбурі гармати до створення критичної маси.

В історії знаменитого РДС найпоширенішу розшифровку - "Росія робить сама" - придумав заступник Ю. Харитона з наукової роботи К. Щелкін. Ці слова точно передавали суть робіт.

Інформація про те, що СРСР опанував секрети ядерної зброї, викликало у США порив до якнайшвидшого початку випереджувальної війни. У липні 1949 р. з'явився план «Троян», згідно з яким бойові дії планувалося розпочати 1 січня 1950 року. Потім дату нападу було перенесено на 1 січня 1957 року з тією умовою, щоб у війну вступили всі країни НАТО.

Відомості, отримані каналами розвідки, прискорили роботу радянських учених. На думку західних фахівців, радянська ядерна зброя могла бути створена не раніше 1954-1955 років. Проте випробування першої атомної бомби відбулося СРСР вже наприкінці серпня 1949 року.

На полігоні в Семипалатинську 29 серпня 1949 року було підірвано ядерний пристрій РДС-1 – перша радянська атомна бомба, яку винайшов колектив вчених, очолюваний І. Курчатовим та Ю. Харитоном. Вибух мав потужність 22 Кт. Конструкція заряду наслідувала американський «Товстун», а електронна начинка була створена радянськими вченими.

План «Троян», згідно з яким американці збиралися скинути атомні бомби на 70 міст СРСР, був зірваний через ймовірність удару у відповідь. Подія на Семипалатинському полігоні повідомила світ про те, що радянська атомна бомба поклала край американській монополії на володіння новою зброєю. Цей винахід повністю зруйнував мілітаристський план США та НАТО та запобіг розвитку Третьої світової війни. Почалася нова історія – епоха світу в усьому світі, який існує під загрозою тотального знищення.

"Ядерний клуб" світу

Ядерний клуб – умовне позначення кількох країн, які мають ядерною зброєю. Сьогодні таке озброєння є:

  • у США (з 1945)
  • у Росії (спочатку СРСР, з 1949)
  • у Великій Британії (з 1952)
  • у Франції (з 1960)
  • у Китаї (з 1964)
  • в Індії (з 1974)
  • у Пакистані (з 1998)
  • у КНДР (з 2006)

Тим, хто має ядерну зброю, також вважається Ізраїль, хоча керівництво країни не коментує його наявність. Крім того, на території держав-членів НАТО (Німеччини, Італії, Туреччини, Бельгії, Нідерландів, Канади) та союзників (Японії, Південної Кореї, незважаючи на офіційну відмову) розташовується ядерна зброя США.

Казахстан, Україна, Білорусь, які володіли частиною ядерного озброєння після розпаду СРСР, у 90-х роках передали його Росії, яка стала єдиним спадкоємцем радянського ядерного арсеналу.

Атомна (ядерна) зброя – найпотужніший інструмент глобальної політики, який твердо увійшов до арсеналу взаємин між державами. З одного боку, воно є ефективним засобом залякування, з іншого – вагомим аргументом для запобігання воєнному конфлікту та зміцненню миру між державами, які володіють цією зброєю. Це символ цілої епохи в історії людства та міжнародних відносин, з яким треба поводитися дуже розумно.

Відео: музей ядерної зброї

Відео про російську Цар-Бомбу

Якщо у вас виникли питання – залишайте їх у коментарях під статтею. Ми чи наші відвідувачі з радістю відповімо на них

    А ось цього ми часто і не знаємо. І чому ядерна бомба вибухає, теж…

    Почнемо здалеку. Кожен атом має ядро, а ядро ​​складається з протонів і нейтронів – це знають, мабуть, всі. Так само всі бачили таблицю Менделєєва. Але чому хімічні елементи у ній розміщені саме так, а чи не інакше? Напевно, не тому, що Менделєєву так захотілося. Порядковий номер кожного елемента таблиці вказує на те, скільки протонів знаходиться в ядрі атома цього елемента. Іншими словами, залізо стоїть 26-м номером у таблиці, тому що в атомі заліза 26 протонів. А якщо їх не 26, то це вже не залізо.

    Але от нейтронів в ядрах одного і того ж елемента може бути різна кількість, а значить, і маса ядер буває різна. Атоми того самого елемента з різною масою називаються ізотопами. У урану таких ізотопів кілька: найпоширеніший у природі – уран-238 (у його ядрі 92 протона і 146 нейтронів, разом виходить 238). Він радіоактивний, але ядерну бомбу з нього не виготовиш. А ось ізотоп уран-235, невелика кількість якого є в уранових рудах, для ядерного заряду годиться.

    Можливо, читач стикався з виразами «збагачений уран» та «збіднений уран». У збагаченому урані більше урану-235, ніж у природному; в збідненому, відповідно – менше. Зі збагаченого урану можна отримати плутоній – інший елемент, придатний для ядерної бомби (у природі він майже не зустрічається). Як збагачують уран і як із нього одержують плутоній – тема окремої розмови.

    Тож чому ядерна бомба вибухає? Справа в тому, що деякі важкі ядра мають властивість розпадатися, якщо в них потрапить нейтрон. А вже вільного нейтрона довго чекати не доведеться – їх довкола дуже багато літає. Отже, потрапляє такий нейтрон у ядро ​​урану-235 і цим розбиває його на «уламки». У цьому вивільняється ще кілька нейтронів. Чи здогадуєтеся, що станеться, якщо навколо будуть ядра того самого елемента? Правильно відбудеться ланцюгова реакція. Ось так це відбувається.

    У ядерному реакторі, де уран-235 «розчинений» у стабільнішому урані-238, вибуху за нормальних умов немає. Більшість нейтронів, які вилітають з ядер, що розпадаються, відлітає «в молоко», не знаходячи ядер урану-235. У реакторі розпад ядер йде «мляво» (але цього вистачає, щоб реактор давав енергію). Ось у цілісному шматку урану-235, якщо він буде достатньої маси, нейтрони гарантовано розбиватимуть ядра, ланцюгова реакція піде лавиною, і… Стоп! Адже якщо виготовити шматок урану-235 або плутонію потрібної для вибуху маси, він одразу й вибухне. Це не діло.

    А якщо взяти два шматки докритичної маси і зіштовхнути їх один з одним за допомогою механізму на дистанційному управлінні? Наприклад, помістити обидва в трубку і одного прикріпити пороховий заряд, щоб у потрібний момент вистрілити одним шматком, як снарядом, в інший. Ось і вирішення проблеми.

    Можна зробити інакше: взяти кулястий шматок плутонію і по всій його поверхні закріпити вибухові заряди. Коли ці заряди по команді ззовні здетонують, їх вибух стисне плутоній з усіх боків, стисне його до критичної щільності, і станеться ланцюгова реакція. Однак тут важливими є точність і надійність: всі вибухові заряди повинні спрацювати одночасно. Якщо частина з них спрацює, а частина – ні, або частина спрацює із запізненням, жодного ядерного вибуху не вийде: плутоній не стиснеться до критичної маси, а розсіється у повітрі. Замість ядерної бомби вийде так звана "брудна".

    Такий вигляд має ядерна бомба імплозійного типу. Заряди, які мають створити спрямований вибух, виконані у формі багатогранників, щоб якомога щільніше охопити поверхню плутонієвої сфери.

    Пристрій першого типу назвали гарматним, другого типу імплозійним.
    Бомба «Малюк», скинута на Хіросіму, мала заряд із урану-235 та влаштування гарматного типу. Бомба «Товстун», висаджена над Нагасакі, несла плутонієвий заряд, а вибуховий пристрій був імплозійним. Наразі пристрої гарматного типу майже не використовуються; імплозійні складніші, але в той же час дозволяють регулювати масу ядерного заряду і витрачати його раціональніше. Та й плутоній, як ядерна вибухівка, витіснив уран-235.

    Пройшло зовсім небагато років, і фізики запропонували військовим ще потужнішу бомбу – термоядерну, або, як її ще називають, водневу. Виходить, водень вибухає сильніше за плутонію?

    Водень справді вибухонебезпечний, але не настільки. Втім, «звичайного» водню у водневій бомбі немає, у ній використовуються його ізотопи – дейтерій та тритій. У ядра «звичайного» водню один нейтрон, у дейтерію – два, у тритію – три.

    У ядерній бомбі ядра важкого елемента поділяються на ядра легших. У термоядерній йде зворотний процес: легкі ядра зливаються один з одним у більш важкі. Ядра дейтерію і тритію, наприклад, з'єднуються в ядра гелію (інакше звані альфа-частинками), а «зайвий» нейтрон вирушає в «вільний політ». При цьому виділяється значно більше енергії, ніж під час розпаду ядер плутонію. До речі, саме цей процес іде на Сонце.

    Однак реакція злиття можлива лише за надвисоких температур (чому вона і називається ТЕРМОядерною). Як змусити дейтерій та тритій вступити в реакцію? Так, дуже просто: потрібно використовувати як детонатор ядерну бомбу!

    Оскільки дейтерій і тритій самі по собі стабільні, їхній заряд у термоядерній бомбі може бути величезним. А значить, термоядерну бомбу можна зробити незрівнянно потужнішою за «просту» ядерну. «Малюк», скинутий на Хіросіму, мав тротиловий еквівалент у межах 18 кілотонн, а найпотужніша воднева бомба (так звана «Цар-бомба», вона ж «Кузькина мати») – вже 58,6 мегатонн, більш ніж у 3255 разів. «Малюка»!


    Хмара-«гриб» від «Цар-бомби» піднялася на висоту 67 кілометрів, а вибухова хвиля тричі обійшла земну кулю.

    Однак така гігантська потужність явно надмірна. «Награвшись» з мегатонними бомбами, військові інженери та фізики пішли іншим шляхом – шляхи мініатюризації ядерної зброї. У звичайному вигляді ядерні боєприпаси можна скидати зі стратегічних бомбардувальників, як авіабомби, або запускати з балістичними ракетами; якщо ж їх зменшити, вийде компактний ядерний заряд, який не руйнує все на кілометри навколо, і який можна поставити на артилерійський снаряд чи ракету «повітря-земля». Підвищиться мобільність, розшириться спектр завдань, що вирішуються. На додачу до стратегічної ядерної зброї ми отримаємо тактичну.

    Для тактичної ядерної зброї розроблялися різні засоби доставки – ядерні гармати, міномети, безвідкатні знаряддя (наприклад, американський «Деві Крокетт»). У навіть був проект ядерної кулі. Правда, від нього довелося відмовитися – ядерні кулі були такі ненадійні, такі складні й дороги у виготовленні та зберіганні, що в них не було жодного сенсу.

    "Деві Крокетт". Деяка кількість цих ядерних знарядь полягала на озброєнні ЗС США, а західнонімецький міністр оборони безуспішно домагався того, щоб ними озброїли Бундесвер.

    Говорячи про малі ядерні боєприпаси, варто згадати й інший різновид ядерної зброї – нейтронну бомбу. Заряд плутонію в ній невеликий, але це не потрібно. Якщо термоядерна бомба йде шляхом нарощування сили вибуху, то нейтронна робить ставку на інший фактор - радіацію. Для посилення радіації в нейтронній бомбі є запас ізотопу берилію, який при вибуху дає безліч швидких нейтронів.

    За задумом її творців, нейтронна бомба повинна вбивати живу силу супротивника, але залишати в цілості техніку, яку потім можна захопити при наступі. Насправді вийшло дещо інакше: опромінена техніка стає непридатною до використання – кожен, хто ризикне її пілотувати, дуже скоро «заробить» собі променеву хворобу. Це не скасовує того факту, що вибух нейтронної бомби здатний вразити ворога через танкову броню; нейтронні боєприпаси розроблялися США як зброю проти радянських танкових з'єднань. Втім, незабаром була розроблена танкова броня, що забезпечує будь-який захист і від потоку швидких нейтронів.

    Ще один вид ядерної зброї був вигаданий у 1950 році, але ніколи (наскільки це відомо) не вироблявся. Це так звана кобальтова бомба – ядерний заряд із оболонкою з кобальту. При вибуху кобальт, опромінений потоком нейтронів, стає вкрай радіоактивним ізотопом і розсіюється територією, заражаючи її. Всього одна така бомба достатньої потужності могла б покрити кобальтом усю земну кулю і занапастити все людство. На щастя цей проект залишився проектом.

    Що можна сказати на закінчення? Ядерна бомба – справді страшна зброя, і водночас вона (адже парадокс!) допомогла зберегти відносний світ між наддержавами. Якщо твого супротивника має ядерну зброю, ти десять разів подумаєш, перш ніж на неї нападати. Жодна країна з ядерним арсеналом ще не зазнавала атаки ззовні, і після 1945 року у світі не було воєн між великими державами. Сподіватимемося, що їх і не буде.



Останні матеріали розділу:

Перше ополчення у смутні часи презентація
Перше ополчення у смутні часи презентація

Слайд 1Смутний час Слайд 2На початку XVII століття Російська держава була охоплена пожежею громадянської війни та глибокою кризою. Сучасники...

Слова паразити у дитячій мові
Слова паразити у дитячій мові

Однією з найважливіших проблем сучасного суспільства є проблема мови. Ні для кого не секрет, що останнім часом наша мова зазнала...

Презентація для уроків літературного читання у початковій школі про Е
Презентація для уроків літературного читання у початковій школі про Е

Слайд 2 04.11.2009р. Н.С. Папулова 2 Олена Олександрівна Благініна. (1903-1989) – російський поет, перекладач. Слайд 3 Дочка багажного касира на...