H-бомба. Историята на създаването на мощни оръжия. Коя е най-мощната бомба в света? вакуум срещу термоядрен

Атомната енергия се освобождава не само при деленето на атомните ядра на тежките елементи, но и при комбинирането (синтеза) на леки ядра в по-тежки.

Например, ядрата на водородните атоми се комбинират, за да образуват ядрата на хелиевите атоми и повече енергия се освобождава на единица тегло ядрено гориво, отколкото при делене на уранови ядра.

Тези реакции на ядрен синтез, протичащи при много високи температури, измерени в десетки милиони градуси, се наричат ​​термоядрени реакции. Оръжията, базирани на използването на енергия, моментално освободена в резултат на термоядрена реакция, се наричат термоядрени оръжия.

Термоядрените оръжия, които използват водородни изотопи като заряд (ядрен експлозив), често се наричат водородни оръжия.

Реакцията на синтез между водородни изотопи - деутерий и тритий - е особено успешна.

Литиев деутерий (съединение на деутерий и литий) може да се използва и като заряд за водородна бомба.

Деутерият или тежкият водород се среща естествено в следи от тежка вода. Обикновената вода съдържа около 0,02% тежка вода като примес. За да се получи 1 кг деутерий, е необходимо да се преработят поне 25 тона вода.

Тритий или свръхтежкият водород практически никога не се среща в природата. Получава се изкуствено, например чрез облъчване на литий с неутрони. За тази цел могат да се използват неутрони, отделени в ядрени реактори.

Практически устройство водородна бомбаможе да си представим по следния начин: до водороден заряд, съдържащ тежък и свръхтежък водород (т.е. деутерий и тритий), има две полукълба от уран или плутоний (атомен заряд), разположени на разстояние едно от друго.

За да се сближат тези полукълба, се използват заряди от конвенционален експлозив (TNT). Експлодирайки едновременно, тротиловите заряди сближават полусферите на атомния заряд. В момента на тяхното свързване възниква експлозия, като по този начин се създават условия за термоядрена реакция и следователно ще настъпи експлозия на водородния заряд. По този начин реакцията на експлозия на водородна бомба преминава през две фази: първата фаза е деленето на уран или плутоний, втората е фазата на синтез, по време на която се образуват хелиеви ядра и свободни високоенергийни неутрони. В момента има схеми за конструиране на трифазна термоядрена бомба.

В трифазна бомба черупката е направена от уран-238 (естествен уран). В този случай реакцията преминава през три фази: първата фаза на делене (уран или плутоний за детонация), втората е термоядрената реакция в литиев хидрит и третата фаза е реакцията на делене на уран-238. Деленето на урановите ядра се предизвиква от неутрони, които се отделят под формата на мощен поток по време на реакцията на синтез.

Създаването на черупка от уран-238 позволява да се увеличи мощността на бомба, като се използват най-достъпните атомни суровини. Според съобщения в чуждестранната преса вече са тествани бомби с добив от 10-14 милиона тона или повече. Става очевидно, че това не е границата. По-нататъшното усъвършенстване на ядрените оръжия се извършва както чрез създаването на бомби с особено висока мощност, така и чрез разработването на нови проекти, които позволяват да се намали теглото и калибъра на бомбите. По-специално, те работят върху създаването на бомба, базирана изцяло на термоядрен синтез. В чуждестранната преса например има съобщения за възможността за използване на нов метод за детониране на термоядрени бомби, основан на използването на ударни вълни на конвенционални експлозиви.

Енергията, освободена от експлозията на водородна бомба, може да бъде хиляди пъти по-голяма от енергията на експлозията на атомна бомба. Радиусът на унищожение обаче не може да бъде толкова пъти по-голям от радиуса на унищожение, причинено от експлозията на атомна бомба.

Радиусът на действие на ударна вълна по време на въздушна експлозия на водородна бомба с тротилов еквивалент от 10 милиона тона е приблизително 8 пъти по-голям от радиуса на действие на ударна вълна, образувана по време на експлозия на атомна бомба с тротилов еквивалент от 20 000 тона, докато мощността на бомбата е 500 пъти по-голяма, тона, т.е. по корен кубичен от 500. Съответно площта на поразяване се увеличава приблизително 64 пъти, т.е., пропорционално на корен кубичен от коефициента на нарастване на мощност на бомбата на квадрат.

Според чуждестранни автори, при ядрен взрив с мощност 20 милиона тона, зоната на пълно унищожаване на обикновени наземни конструкции, според американски експерти, може да достигне 200 km 2, зоната на значително унищожение - 500 km 2 и частично - до 2580 км 2.

Това означава, заключават чуждестранни експерти, че експлозията на една бомба с подобна мощност е достатъчна, за да унищожи съвременен голям град. Както знаете, окупираната площ на Париж е 104 km2, Лондон - 300 km2, Чикаго - 550 km2, Берлин - 880 km2.

Мащабът на щетите и разрушенията от ядрен взрив с мощност 20 милиона тона може да се представи схематично в следната форма:

Площта на смъртоносните дози на първоначалната радиация в радиус до 8 km (на площ до 200 km 2);

Зона на увреждане от светлинна радиация (изгаряния)] в радиус до 32 km (върху площ от около 3000 km 2).

Поражения върху жилищни сгради (счупени стъкла, ронеща се мазилка и др.) могат да се наблюдават дори на разстояние до 120 км от мястото на експлозията.

Дадените данни от открити чуждестранни източници са ориентировъчни, те са получени при тестване на ядрени оръжия с по-малка мощност и чрез изчисления. Отклоненията от тези данни в една или друга посока ще зависят от различни фактори и преди всичко от терена, характера на развитието, метеорологичните условия, растителната покривка и др.

Радиусът на поражението може да бъде променен до голяма степен чрез изкуствено създаване на определени условия, които намаляват ефекта на увреждащите фактори на експлозията. Например, чрез създаване на димна завеса е възможно да се намали вредното въздействие на светлинното лъчение, да се намали зоната, в която могат да възникнат изгаряния на хора и предмети, които могат да се запалят.

Експерименти, проведени в САЩ за създаване на димни завеси за ядрени експлозии през 1954-1955 г. показа, че при плътност на завесата (маслена мъгла), получена при разход от 440-620 литра масло на 1 km 2, въздействието на светлинното лъчение от ядрена експлозия, в зависимост от разстоянието до епицентъра, може да бъде отслабено с 65- 90%.

Други димове също отслабват вредните ефекти на светлинното лъчение, които не само не са по-ниски, но в някои случаи превъзхождат маслената мъгла. По-специално промишленият дим, който намалява атмосферната видимост, може да намали ефектите на светлинното излъчване до същата степен, както маслената мъгла.

Много е възможно да се намали вредното въздействие на ядрените експлозии чрез разпръснато изграждане на селища, създаване на горски територии и др.

Особено внимание заслужава рязкото намаляване на радиуса на поразяване на хора в зависимост от използването на определени защитни средства. Известно е например, че дори на сравнително малко разстояние от епицентъра на експлозията надеждно убежище от въздействието на светлинното лъчение и проникващата радиация е укритие със слой от земно покритие с дебелина 1,6 m или слой от бетон 1 м дебелина.

Лекият подслон намалява радиуса на засегнатата зона шест пъти в сравнение с открито място, а засегнатата зона намалява десетки пъти. При използване на покрити слотове радиусът на възможните щети се намалява 2 пъти.

Следователно, с максималното използване на всички налични методи и средства за защита, е възможно да се постигне значително намаляване на въздействието на увреждащите фактори на ядрените оръжия и по този начин да се намалят човешките и материалните загуби по време на тяхното използване.

Говорейки за мащаба на разрушенията, които могат да бъдат причинени от експлозии на ядрени оръжия с висока мощност, е необходимо да се има предвид, че щетите ще бъдат причинени не само от действието на ударна вълна, светлинно лъчение и проникваща радиация, но и от действието на радиоактивни вещества, падащи по пътя на движение на облака, образуван по време на експлозията, която включва не само газообразни продукти от експлозия, но и твърди частици с различни размери, както по тегло, така и по размер. Особено големи количества радиоактивен прах се генерират по време на земни експлозии.

Височината на облака и неговият размер до голяма степен зависят от силата на експлозията. Според съобщения в чуждестранната преса, по време на тестове на ядрени заряди с капацитет от няколко милиона тона TNT, които са извършени от Съединените щати в Тихия океан през 1952-1954 г., горната част на облака е достигнала височина 30-40 км.

В първите минути след експлозията облакът има формата на топка и с времето се разтяга по посока на вятъра, достигайки огромни размери (около 60-70 км).

Около час след експлозията на бомба с тротилов еквивалент от 20 хиляди тона обемът на облака достига 300 km 3, а при експлозия на бомба от 20 милиона тона обемът може да достигне 10 хиляди km 3.

Движейки се по посока на потока от въздушни маси, атомният облак може да заеме ивица с дължина няколко десетки километра.

От облака, докато се движи, след като се издигне до горните слоеве на разредената атмосфера, в рамките на няколко минути радиоактивен прах започва да пада на земята, замърсявайки площ от няколко хиляди квадратни километра по пътя.

Отначало изпадат най-тежките прахови частици, които имат време да се утаят в рамките на няколко часа. По-голямата част от едрия прах пада през първите 6-8 часа след експлозията.

Около 50% от частиците (най-големите) радиоактивен прах изпадат през първите 8 часа след експлозията. Тази загуба често се нарича локална, за разлика от общата, широко разпространена.

По-малките прахови частици остават във въздуха на различни височини и падат на земята около две седмици след експлозията. През това време облакът може да обиколи земното кълбо няколко пъти, улавяйки широка ивица, успоредна на географската ширина, на която е станала експлозията.

Малки частици (до 1 микрон) остават в горните слоеве на атмосферата, разпределени по-равномерно по земното кълбо и изпадат през следващите няколко години. Според учените падането на фин радиоактивен прах е продължило навсякъде около десет години.

Най-голямата опасност за населението е радиоактивният прах, падащ в първите часове след експлозията, тъй като нивото на радиоактивно замърсяване е толкова високо, че може да причини фатални наранявания на хора и животни, които се намират в района по пътя на радиоактивния облак. .

Размерът на района и степента на замърсяване на района в резултат на падането на радиоактивен прах до голяма степен зависят от метеорологичните условия, релефа на терена, височината на експлозията, размера на бомбения заряд, естеството на почвата и др. Най-важният фактор, определящ размера на зоната на замърсяване и нейната конфигурация, е посоката и силата на ветровете, преобладаващи в района на експлозията на различни височини.

За да се определи възможната посока на движение на облака, е необходимо да се знае в каква посока и с каква скорост духа вятърът на различни височини, започвайки от височина около 1 км и завършвайки на 25-30 км. За да направи това, метеорологичната служба трябва да провежда непрекъснати наблюдения и измервания на вятъра с помощта на радиосонди на различни височини; Въз основа на получените данни определете в каква посока е най-вероятно да се движи радиоактивният облак.

По време на експлозията на водородна бомба, извършена от Съединените щати през 1954 г. в централната част на Тихия океан (на атола Бикини), замърсената зона на територията има формата на удължена елипса, която се простира на 350 км по посока на вятъра и 30 км. срещу вятъра. Най-голямата ширина на ивицата е около 65 км. Общата площ на опасно замърсяване достигна около 8 хиляди km 2.

Както е известно, в резултат на тази експлозия японският риболовен кораб Fukuryumaru, който по това време се намираше на разстояние около 145 км, беше замърсен с радиоактивен прах. 23-мата рибари на борда на кораба са ранени, един от тях смъртоносно.

Радиоактивният прах, който падна след експлозията на 1 март 1954 г., изложи на облъчване и 29 американски служители и 239 жители на Маршаловите острови, всички от които бяха ранени на разстояние повече от 300 км от мястото на експлозията. Други кораби, намиращи се в Тихия океан на разстояние до 1500 км от Бикини, и някои риби в близост до японския бряг също се оказаха заразени.

Замърсяването на атмосферата с продукти от експлозия беше показано от падналите през май дъждове по тихоокеанското крайбрежие и Япония, в които беше открита силно повишена радиоактивност. Районите, в които са се появили радиоактивни утайки през май 1954 г., покриват около една трета от цялата територия на Япония.

Горните данни за мащаба на щетите, които могат да бъдат нанесени на населението от експлозията на голямокалибрени атомни бомби, показват, че ядрените заряди с голяма мощност (милиони тонове тротил) могат да се считат за радиологични оръжия, т.е. оръжия, които увреждат повече с продукти на радиоактивна експлозия, отколкото с ударна вълна, светлинно лъчение и проникваща радиация, действащи в момента на експлозията.

Ето защо, в хода на подготовката на населените места и народностопанските съоръжения за гражданска отбрана, е необходимо навсякъде да се предвидят мерки за защита на населението, животните, храните, фуражите и водата от замърсяване с продуктите от експлозията на ядрени заряди, които може да падне по пътя на радиоактивния облак.

Трябва да се има предвид, че в резултат на изпадането на радиоактивни вещества ще бъдат замърсени не само повърхността на почвата и предметите, но и въздухът, растителността, водата в откритите водоеми и др. Въздухът ще бъде замърсен както по време на периода на отлагане на радиоактивни частици и в бъдеще, особено по пътищата по време на движение или при ветровито време, когато утаените прахови частици отново ще се издигнат във въздуха.

Следователно незащитените хора и животни могат да бъдат засегнати от радиоактивен прах, който навлиза в дихателната система заедно с въздуха.

Храна и вода, замърсени с радиоактивен прах, които, ако попаднат в тялото, могат да причинят сериозни заболявания, понякога фатални, също ще бъдат опасни. По този начин в зоната, където изпадат радиоактивни вещества, образувани по време на ядрен взрив, хората ще бъдат изложени не само на външно облъчване, но и когато в тялото навлязат замърсени храна, вода или въздух. При организиране на защита срещу поражения от продуктите на ядрена експлозия трябва да се вземе предвид, че степента на замърсяване по пътя на движението на облака намалява с отдалечаване от мястото на експлозията.

Следователно опасността, на която е изложено населението, намиращо се в района на зоната на замърсяване, не е еднаква на различни разстояния от мястото на експлозията. Най-опасни ще бъдат зоните в близост до мястото на експлозията и зоните, разположени по оста на движение на облака (средната част на ивицата по следата на движението на облака).

Неравномерността на радиоактивното замърсяване по пътя на движение на облака е до известна степен естествена. Това обстоятелство трябва да се има предвид при организиране и провеждане на мерки за радиационна защита на населението.

Необходимо е също така да се вземе предвид, че от момента на експлозията до момента, в който радиоактивните вещества изпадат от облака, минава известно време. Това време се увеличава колкото по-далеч сте от мястото на експлозията и може да достигне няколко часа. Населението на райони, отдалечени от мястото на експлозията, ще има достатъчно време да вземе подходящи защитни мерки.

По-конкретно, при своевременна подготовка на средствата за предупреждение и ефективна работа на съответните звена на гражданската защита, населението може да бъде уведомено за опасността за около 2-3 часа.

През това време, с предварителна подготовка на населението и високо ниво на организация, могат да се извършат редица мерки за осигуряване на доста надеждна защита срещу радиоактивно увреждане на хората и животните. Изборът на определени мерки и методи за защита ще се определя от конкретните условия на текущата ситуация. Общите принципи обаче трябва да бъдат определени и плановете за гражданска защита да бъдат разработени предварително в съответствие с това.

Може да се счита, че при определени условия би било най-рационално да се вземат предпазни мерки преди всичко на място, като се използват всички средства и. методи, предпазващи както от навлизане на радиоактивни вещества в организма, така и от външно облъчване.

Както е известно, най-ефективното средство за защита от външно облъчване са укритията (пригодени за изискванията за ядрена защита, както и сгради с масивни стени, изградени от плътни материали (тухли, цимент, стоманобетон и др.), в т.ч. мазета, землянки, мазета, покрити помещения и обикновени жилищни сгради.

Когато оценявате защитните свойства на сградите и конструкциите, можете да се ръководите от следните ориентировъчни данни: дървена къща отслабва ефекта на радиоактивното излъчване в зависимост от дебелината на стените с 4-10 пъти, каменна къща - с 10-50 пъти. пъти, мазета и мазета в дървени къщи - 50-100 пъти, празнина с припокриване на слой земя от 60-90 см - 200-300 пъти.

Следователно плановете за гражданска защита трябва да предвиждат използването, ако е необходимо, на първо място на структури с по-мощни защитни средства; при получаване на сигнал за опасност от унищожение населението трябва незабавно да се укрие в тези помещения и да остане там до обявяване на последващи действия.

Продължителността на престоя на хората в помещенията, предназначени за подслон, ще зависи главно от степента на замърсяване на района, в който се намира селището, и скоростта, с която нивото на радиация намалява с течение на времето.

Така например в населени места, разположени на значително разстояние от мястото на експлозията, където общите дози радиация, които незащитените хора ще получат, могат да станат безопасни за кратко време, препоръчително е населението да изчака това време в убежища.

В райони със силно радиоактивно замърсяване, където общата доза, която незащитените хора могат да получат, ще бъде висока и нейното намаляване ще бъде продължително при тези условия, дългосрочният престой на хората в убежища ще бъде затруднен. Затова най-рационалното в такива райони е първо да се приюти населението на място и след това да се евакуира в незамърсени райони. Началото на евакуацията и нейната продължителност ще зависят от местните условия: нивото на радиоактивно замърсяване, наличието на превозни средства, комуникационни пътища, време на годината, отдалеченост на местата, където се намират евакуираните и др.

По този начин територията на радиоактивно замърсяване според следите от радиоактивния облак може условно да бъде разделена на две зони с различни принципи на защита на населението.

Първата зона включва територията, където нивата на радиация остават високи 5-6 дни след експлозията и намаляват бавно (с около 10-20% дневно). Евакуацията на населението от такива райони може да започне само след като нивото на радиация е намаляло до такива нива, че по време на събирането и движението в замърсената зона хората няма да получат обща доза от повече от 50 рубли.

Втората зона включва зони, в които нивата на радиация намаляват през първите 3-5 дни след експлозията до 0,1 рентген/час.

Евакуацията на населението от тази зона не е препоръчителна, тъй като това време може да се изчака в приюти.

Успешното прилагане на мерките за защита на населението във всички случаи е немислимо без задълбочено радиационно разузнаване и мониторинг и постоянен контрол на радиационните нива.

Говорейки за защита на населението от радиоактивни щети след движението на облак, образуван по време на ядрена експлозия, трябва да се помни, че е възможно да се избегнат щетите или да се постигне тяхното намаляване само с ясна организация на набор от мерки, които включват:

• организиране на система за предупреждение, която осигурява своевременно предупреждение на населението за най-вероятната посока на движение на радиоактивния облак и опасността от увреждане. За тези цели трябва да се използват всички налични средства за комуникация - телефон, радиостанции, телеграф, радиопредаване и др.;
• обучение на части за гражданска защита за провеждане на разузнаване както в градовете, така и в селските райони;
• подслоняване на хора в убежища или други помещения, които предпазват от радиоактивно излъчване (мазета, мазета, пукнатини и др.);
• извършване на евакуация на населението и животните от зоната на устойчиво замърсяване с радиоактивен прах;
• подготовка на звена и институции на медицинската служба за гражданска защита за действия за оказване на помощ на засегнатите, главно лечение, саниране, изследване на водата и хранителните продукти за замърсяване с радиоактивни вещества;
• провеждане на предварителни мерки за защита на хранителни продукти в складове, търговски вериги, заведения за обществено хранене, както и водоснабдяване от замърсяване с радиоактивен прах (запечатване на складове, подготовка на контейнери, импровизирани материали за покриване на продукти, подготовка на средства за обеззаразяване на храни и контейнери, оборудване дозиметрични инструменти);
• провеждане на мерки за защита на животните и оказване на помощ на животни в случай на поражение.

За да се осигури надеждна защита на животните, е необходимо да се предвиди тяхното отглеждане в колективни ферми и държавни ферми, ако е възможно, в малки групи в екипи, ферми или селища с приюти.

Необходимо е също така да се предвиди създаването на допълнителни резервоари или кладенци, които могат да станат резервни източници на водоснабдяване в случай на замърсяване на водата от постоянни източници.

Важни са складовете, в които се съхраняват фуражите, както и животновъдните помещения, които трябва да бъдат запечатани, когато е възможно.

За опазване на ценни разплодни животни е необходимо наличието на лични предпазни средства, които могат да бъдат изработени от налични материали на място (ленти за очи, чували, одеяла и др.), както и противогази (при наличие).

За извършване на обеззаразяване на помещенията и ветеринарна обработка на животните е необходимо предварително да се вземат предвид наличните във фермата дезинфекционни инсталации, пръскачки, пръскачки, разпръсквачи за течности и други механизми и съдове, с помощта на които се извършва дезинфекцията и ветеринарната обработка. може да се извършва работа;

Организация и подготовка на формирования и институции за извършване на работа по дезактивация на съоръжения, терени, превозни средства, облекло, оборудване и друго имущество на гражданската защита, за което предварително се вземат мерки за адаптиране на общинска техника, селскостопански машини, механизми и устройства за тях цели. В зависимост от наличието на техника трябва да се създават и обучават подходящи формирования - отряди, екипи, групи, звена и др.

Олег Александрович Лаврентиев, героят на нашата история, е роден през 1926 г. в Псков. Преди войната човекът успя да завърши седем класа. Очевидно някъде към края на този процес в ръцете му е попаднала книга, разказваща за физиката на атомното ядро ​​и най-новите открития в тази област.

30-те години на 20 век са време на откриване на нови хоризонти. Съществуването на неутрино е предсказано през 1930 г., а неутронът е открит през 1932 г. През следващите години са построени първите ускорители на частици. Възникна въпросът за възможността за съществуване на трансуранови елементи. През 1938 г. Ото Хан произвежда барий за първи път чрез облъчване на уран с неутрони и Лиз Майтнер успява да обясни какво се е случило. Няколко месеца по-късно тя прогнозира верижна реакция. Оставаше само една крачка до повдигането на въпроса за атомна бомба.

Не е изненадващо, че доброто описание на тези открития потъна в душата на тийнейджъра. Малко нетипичното е, че този заряд остава в нея през всички следващи неприятности. И тогава имаше война. Олег Лаврентиев успя да вземе участие в последния му етап, в балтийските държави. След това превратностите на службата му го доведоха в Сахалин. Поделението разполагаше с относително добра библиотека и с издръжката си Лаврентиев, тогава вече сержант, се абонира за списанието „Успехи физических наук“, което очевидно направи значително впечатление на колегите му. Командването подкрепи ентусиазма на своя подчинен. През 1948 г. той изнася лекции по ядрена физика на офицери от звено, а на следващата година получава сертификат за зрелост, след като завършва тригодишен курс за една година в местно вечерно училище за работеща младеж. Не е известно какво и как всъщност са преподавали там, но няма съмнение за качеството на образованието на младши сержант Лаврентиев - самият той се нуждаеше от резултата.

Както самият той си спомня много години по-късно, идеята за възможността за термоядрена реакция и нейното използване за производство на енергия му хрумна за първи път през 1948 г., точно когато подготвяше лекция за офицери. През януари 1950 г. президентът Труман, говорейки пред Конгреса, призова за бързото разработване на водородната бомба. Това беше в отговор на първия съветски ядрен опит през август миналата година. Е, за младши сержант Лаврентиев това беше импулс за незабавни действия: в края на краищата той знаеше, както си мислеше по това време, как да направи тази бомба и да изпревари потенциален враг.

Първото писмо, описващо идеята, адресирано до Сталин, остава без отговор и впоследствие не са открити следи от него. Най-вероятно просто се е загубил. Следващото писмо беше изпратено по-надеждно: до Централния комитет на Всесъюзната комунистическа партия на болшевиките чрез градския комитет на Поронайски.

Този път реакцията беше интересна. От Москва, чрез областния комитет на Сахалин, дойде команда да предостави на упорития войник охраняема стая и всичко необходимо за подробно описание на предложенията.

Специална работа

Тук е уместно да прекъснем разказа за дати и събития и да се обърнем към съдържанието на предложенията, направени от висшата съветска власт.

1. Основни идеи.

2. Пилотна инсталация за преобразуване на енергията от литиево-водородните реакции в електрическа енергия.

3. Пилотна инсталация за преобразуване на енергията на уранови и трансуранови реакции в електрическа енергия.

4. Литиево-водородна бомба (дизайн).

По-нататък О. Лаврентьев пише, че не е имал време да подготви подробно части 2 и 3 и е бил принуден да се ограничи до кратък план, част 1 също е влажна („написана много повърхностно“). Всъщност в предложенията се разглеждат две устройства: бомба и реактор, като последната, четвърта част - където се предлага бомбата, е изключително лаконична, това са само няколко фрази, чийто смисъл се свежда до това, че всичко вече е подредено в първата част.

В този вид, „на 12 листа“, предложенията на Ларионов в Москва бяха прегледани от А. Д. Сахаров, тогава все още кандидат на физико-математическите науки и най-важното, един от онези хора, които в СССР от онези години се занимаваха с въпроси на термоядрена енергия, главно при подготовката на бомби.

Сахаров подчерта две основни точки в предложението: осъществяването на термоядрена реакция на литий с водород (техните изотопи) и конструкцията на реактора. В писмената, доста благоприятна рецензия, първата точка беше посочена накратко - това не е подходящо.

Не е лесна бомба

За да въведем читателя в контекста, е необходимо да направим кратка екскурзия в реалното състояние на нещата. В модерна (и, доколкото може да се съди от открити източници, основните принципи на дизайна са останали практически непроменени от края на петдесетте) водородна бомба, ролята на термоядрен „експлозив“ се играе от литиев хидрид - твърдо бяло вещество който реагира бурно с вода, за да образува литиев хидроксид и водород. Последното свойство дава възможност за широко използване на хидрида, където е необходимо временно свързване на водород. Добър пример е аеронавтиката, но списъкът, разбира се, не е изчерпателен.

Използваният във водородните бомби хидрид се различава по своя изотопен състав. Вместо „обикновен“ водород той съдържа деутерий, а вместо „обикновен“ литий съдържа по-лек изотоп с три неутрона. Полученият литиев деутерид, 6 LiD, съдържа почти всичко необходимо за страхотно осветление. За да инициирате процеса, достатъчно е просто да детонирате ядрен заряд, разположен наблизо (например около или, обратно, вътре). Неутроните, произведени по време на експлозията, се абсорбират от литий-6, който в крайна сметка се разпада, за да образува хелий и тритий. Увеличаването на налягането и температурата в резултат на ядрен взрив води до факта, че новопоявилите се тритий и деутерий, които първоначално са били на мястото на събитията, се оказват в условията, необходими за началото на термоядрена реакция. Е, това е, готово.

А
б
IN
Ж
дВ компресиран и нагрят литиево-6 деутерид протича реакция на синтез; излъченият неутронен поток инициира реакцията на разделяне на тампер. Огнената топка се разширява..." alt=" АБойна глава преди експлозия; първото стъпало е отгоре, второто стъпало е отдолу. И двата компонента на термоядрена бомба.
бЕксплозивът детонира първия етап, като компресира плутониевото ядро ​​до свръхкритично състояние и инициира верижна реакция на делене.
INПо време на процеса на разцепване в първия етап възниква рентгенов импулс, който се разпространява по вътрешността на черупката, прониквайки през пълнителя от пенополистирол.
ЖВторият етап се свива поради аблация (изпарение) под въздействието на рентгенови лъчи и плутониевата пръчка във втория етап преминава в свръхкритично състояние, инициирайки верижна реакция, освобождавайки огромни количества топлина.
дВ компресиран и нагрят литиево-6 деутерид протича реакция на синтез; излъченият неутронен поток инициира реакцията на разделяне на тампер. Огненото кълбо се разширява..." src="/sites/default/files/images_custom/2017/07/bombh_explosion-ru.svg.png">!}

АБойна глава преди експлозия; първото стъпало е отгоре, второто стъпало е отдолу. И двата компонента на термоядрена бомба.
бЕксплозивът детонира първия етап, като компресира плутониевото ядро ​​до свръхкритично състояние и инициира верижна реакция на делене.
INПо време на процеса на разцепване в първия етап възниква рентгенов импулс, който се разпространява по вътрешността на черупката, прониквайки през пълнителя от пенополистирол.
ЖВторият етап се свива поради аблация (изпарение) под въздействието на рентгенови лъчи и плутониевата пръчка във втория етап преминава в свръхкритично състояние, инициирайки верижна реакция, освобождавайки огромни количества топлина.
дВ компресиран и нагрят литиево-6 деутерид протича реакция на синтез; излъченият неутронен поток инициира реакцията на разделяне на тампер. Огненото кълбо се разширява...

/ © Wikipedia

Този път не е единственият, още по-малко задължителен. Вместо литиев деутерид можете да използвате готов тритий, смесен с деутерий. Проблемът е, че и двата са газове, които са трудни за задържане и транспортиране, да не говорим за натъпкване в бомба. Полученият дизайн е доста подходящ за експлозия при тестове, такива са произведени. Единственият проблем е, че е невъзможно да се достави на „адресата“ - размерът на конструкцията напълно изключва тази възможност. Литиевият деутерид, тъй като е твърдо вещество, осигурява елегантен начин за заобикаляне на този проблем.

Изложеното тук не е никак трудно за нас, живеещите днес. През 1950 г. това е строго секретно, до което има достъп изключително ограничен кръг хора. Разбира се, войникът, който служи на Сахалин, не беше включен в този кръг. В същото време свойствата на литиевия хидрид сами по себе си не бяха тайна; всеки повече или по-малко компетентен човек, например по въпросите на аеронавтиката, знаеше за тях. Неслучайно Виталий Гинзбург, авторът на идеята за използване на литиев деутерид в бомба, обикновено отговаря на въпроса за авторството в духа, че като цяло е твърде тривиално.

Дизайнът на бомбата Лаврентиев като цяло повтаря описаното по-горе. Тук също виждаме иницииращ ядрен заряд и експлозив, направен от литиев хидрид, като изотопният му състав е един и същ - той е деутерид на лекия литиев изотоп. Основната разлика е, че вместо реакцията на деутерий с тритий, авторът приема реакцията на литий с деутерий и/или водород. Умният Лаврентиев предположи, че твърдото вещество е по-удобно за използване и предложи да се използва 6 Li, но само защото реакцията му с водород трябва да осигури повече енергия. За да се избере друго гориво за реакцията, бяха необходими данни за ефективните напречни сечения на термоядрените реакции, които наборният войник, разбира се, не разполагаше.

Да кажем, че Олег Лаврентиев отново щеше да има късмет: той позна желаната реакция. Уви, дори това не би го направило автор на откритието. Конструкцията на бомбата, описана по-горе, се разработваше повече от година и половина дотогава. Разбира се, тъй като цялата работа беше заобиколена от пълна тайна, той не можеше да знае за тях. В допълнение, дизайнът на бомба е не само оформление на експлозиви, но също така включва много изчисления и тънкости на дизайна. Авторът на предложението не можа да ги изпълни.

Трябва да се каже, че пълното непознаване на физическите принципи на бъдещата бомба тогава беше характерно за много по-компетентни хора. Много години по-късно Лаврентиев си спомни епизод, който му се случи малко по-късно, още в студентските му дни. Заместник-ректорът на Московския държавен университет, който преподаваше физика на студентите, по някаква причина реши да говори за водородната бомба, която според него беше система за поливане на вражеска територия с течен водород. И какво? Замразяването на врагове е хубаво нещо. Студентът Лаврентиев, който го слушаше, който знаеше малко повече за бомбата, неволно избухна безпристрастна оценка на чутото, но нямаше какво да отговори на язвителната забележка на съседа, който я чу. Не й казвай всички подробности, които знае.

Казаното очевидно обяснява защо проектът „Лаврентиевска бомба“ беше забравен почти веднага след написването му. Авторът демонстрира забележителни способности, но това беше всичко. Проектът за термоядрен реактор имаше друга съдба.

Дизайнът на бъдещия реактор през 1950 г. изглеждаше на неговия автор доста прост. В работната камера ще бъдат поставени два концентрични (един в друг) електрода. Вътрешната е направена под формата на мрежа, нейната геометрия е изчислена по такъв начин, че да сведе до минимум контакта с плазмата, доколкото е възможно. Към електродите се прилага постоянно напрежение от около 0,5–1 мегаволта, като вътрешният електрод (решетката) е отрицателният полюс, а външният е положителният полюс. Самата реакция протича в средата на инсталацията и положително заредените йони (главно продукти на реакцията), излитащи през решетката, придвижвайки се по-нататък, преодоляват съпротивлението на електрическото поле, което в крайна сметка връща повечето от тях обратно. Енергията, която те изразходват за преодоляване на полето, е нашата печалба, която сравнително лесно се „отстранява“ от инсталацията.

Реакцията на литий с водород отново се предлага като основен процес, който отново не е подходящ поради същите причини, но това не е забележително. Олег Лаврентиев беше първият човек, който излезе с идеята за изолиране на плазма някоиполета. Дори фактът, че в неговото предложение тази роля е, най-общо казано, второстепенна - основната функция на електрическото поле е да получава енергията на частиците, излитащи от зоната на реакция - не променя смисъла на този факт.

Както впоследствие многократно заявява Андрей Дмитриевич Сахаров, писмо от сержант от Сахалин за първи път му дава идеята да използва поле за задържане на плазма в термоядрен реактор. Вярно, Сахаров и колегите му предпочетоха да използват друго поле - магнитно. Междувременно той пише в рецензията, че предложеният дизайн най-вероятно е нереалистичен, поради невъзможността да се направи мрежест електрод, който да издържи на работа при такива условия. Но авторът все пак трябва да бъде насърчен за неговата научна смелост.

Скоро след изпращането на предложенията Олег Лаврентиев се демобилизира от армията, отива в Москва и става студент първа година във физическия факултет на Московския държавен университет. Наличните източници твърдят (по думите му), че той е направил това напълно самостоятелно, без покровителството на каквито и да било власти.

„Властите“ обаче следели съдбата му. През септември Лаврентиев се среща с И. Д. Сербин, служител на Централния комитет на Всесъюзната комунистическа партия на болшевиките и получател на писмата му от Сахалин. По негово указание той отново описва своята визия за проблема, по-подробно.

В самото начало на следващата година, 1951 г., първокурсникът Лаврентиев е извикан при министъра на измервателната техника на СССР Махнев, където се среща със самия министър и неговия рецензент А. Д. Сахаров. Трябва да се отбележи, че отделът, ръководен от Махнев, имаше доста абстрактно отношение към измервателните уреди, истинската му цел беше да поддържа ядрената програма на СССР. Самият Махнев беше секретар на Специалния комитет, чийто председател беше всемогъщият по това време Л. П. Берия. Наш студент го срещна няколко дни по-късно. Сахаров отново присъства на срещата, но почти нищо не може да се каже за ролята му в нея.

Според мемоарите на О. А. Лаврентиев той се готвел да разкаже на сановника за бомбата и реактора, но Берия като че ли не се интересувал от това. Разговорът беше за самия гост, неговите постижения, планове и близки. „Това беше шоу“, обобщи Олег Александрович. - Той искаше, както разбрах, да погледне мен и може би Сахаров какви хора сме. Явно мнението беше положително.

Резултатът от „наблюдението“ бяха снизхождения, необичайни за съветски първокурсник. Олег Лаврентиев получи персонална стипендия, отделна стая (макар и малка - 14 кв. м.) и двама лични учители по физика и математика. Той беше освободен от такси за обучение. Накрая беше организирана доставката на необходимата литература.

Скоро те се срещнаха с техническите ръководители на съветската атомна програма Б. Л. Ванников, Н. И. Павлов и И. В. Курчатов. Вчерашният сержант, който през годините на служба не беше виждал нито един генерал дори отдалеч, сега разговаряше на равни начала с двама наведнъж: Ванников и Павлов. Вярно, въпросите задаваше най-вече Курчатов.

Изглежда много вероятно на предложенията на Лаврентиев след запознанството му с Берия послушно да се придаде дори твърде голямо значение. В архива на президента на Руската федерация има предложение, адресирано до Берия и подписано от горните трима събеседници, за създаване на „малка теоретична група” за оценка на идеите на О. Лаврентиев. Дали е създадена такава група и ако да, с какъв резултат, засега не е известно.

Вход в Курчатовския институт. Съвременна фотография. / © Wikimedia

През май нашият герой получи пропуск в LIPAN - Лабораторията за измервателни уреди на Академията на науките, сега Института. Курчатова. Странното име по това време също беше почит към общата тайна. Олег е назначен като стажант в отдела по електрообзавеждане със задачата да се запознае с текущата работа по МТР (магнитен термоядрен реактор). Както и в университета, специалният гост беше придружен от личен гид, „специалист по газоразряди, другар. Андрианов“, се казва в записката, адресирана до Берия.

Сътрудничеството с LIPAN вече беше доста напрегнато. Там проектират инсталация със задържане на плазмата от магнитно поле, която по-късно се превръща в токамак, и Лаврентиев иска да работи върху модифицирана версия на електромагнитен капан, който се връща към неговите мисли в Сахалин. В края на 1951 г. в LIPAN се провежда подробно обсъждане на неговия проект. Противниците не откриха грешки в него и като цяло признаха работата за правилна, но отказаха да я приложат, решавайки да „концентрират сили върху главното направление“. През 1952 г. Лаврентиев подготви нов проект с усъвършенствани параметри на плазмата.

Трябва да се отбележи, че Лаврентьев в този момент смяташе, че предложението му за реактора също е закъсняло, а колегите му от LIPAN разработваха изцяло собствена идея, хрумнала им самостоятелно и по-рано. Много по-късно той научи, че самите негови колеги са на друго мнение.

Вашият благодетел почина

На 26 юни 1953 г. Берия е арестуван и скоро екзекутиран. Сега може само да се гадае дали той е имал някакви конкретни планове по отношение на Олег Лаврентиев, но загубата на такъв влиятелен покровител имаше много значително влияние върху съдбата му.

В университета не само спряха да ми дават повишена стипендия, но и „обратнаха” таксите ми за обучение за изминалата година, като по същество ме оставиха без препитание, каза Олег Александрович много години по-късно. „Отидох на среща с новия декан и в пълно объркване чух: „Вашият благодетел почина. Какво искаш? В същото време ми беше отменен приемът в LIPAN и загубих постоянния си пропуск за лабораторията, където според предишното споразумение трябваше да премина преддипломна практика и впоследствие да работя. Ако по-късно стипендията беше възстановена, тогава никога не бях приет в института.

След университета Лаврентиев никога не е бил нает да работи в LIPAN, единственото място в СССР, където по това време се изучава термоядрен синтез. Сега е невъзможно и дори безсмислено да се опитваме да разберем дали за това е виновна репутацията на „човека на Берия“, някои лични трудности или нещо друго.

Нашият герой отиде в Харков, където в KIPT се създава отдел за изследване на плазмата. Там той се фокусира върху любимата си тема - електромагнитните плазмени капани. През 1958 г. стартира инсталацията C1, която най-накрая показва жизнеспособността на идеята. Следващото десетилетие бе белязано от изграждането на още няколко инсталации, след което идеите на Лаврентиев започнаха да се приемат сериозно в научния свят.

Харковски физико-технологичен институт, съвременна снимка

През седемдесетте години беше планирано изграждането и пускането на голяма инсталация на Юпитер, която най-накрая трябваше да се превърне в пълноправен конкурент на токамаците и стелараторите, изградени на различни принципи. За съжаление, докато се проектира новият продукт, ситуацията около него се промени. За да се спестят пари, инсталацията беше намалена наполовина. Наложи се преработка на проекта и изчисленията. До момента на завършване оборудването трябваше да бъде намалено с още една трета - и, разбира се, всичко трябваше да бъде преизчислено отново. Най-накрая пуснатата проба беше доста функционална, но, разбира се, далеч не беше напълно увеличена.

Олег Александрович Лаврентиев до края на дните си (той почина през 2011 г.) продължи активна изследователска работа, публикува много и като цяло беше доста успешен като учен. Но основната идея на живота му досега остава непроверена.

Водородната бомба (Hydrogen Bomb, HB) е оръжие за масово унищожение с невероятна разрушителна сила (силата й се оценява на мегатона TNT). Принципът на действие на бомбата и нейната структура се основават на използването на енергията от термоядрен синтез на водородни ядра. Процесите, протичащи по време на експлозията, са подобни на тези, протичащи върху звездите (включително Слънцето). Първият тест на VB, подходящ за транспортиране на дълги разстояния (проектиран от А. Д. Сахаров), е извършен в Съветския съюз на полигон близо до Семипалатинск.

Термоядрена реакция

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

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

Изотопи на водорода

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

Науката също така познава трития, третия изотоп на водорода, чието ядро ​​съдържа 1 протон и 2 неутрона. Тритият се характеризира с нестабилност и постоянен спонтанен разпад с освобождаване на енергия (радиация), в резултат на което се образува изотоп на хелий. Следи от тритий се откриват в горните слоеве на земната атмосфера: именно там, под въздействието на космическите лъчи, молекулите на газовете, които образуват въздуха, претърпяват подобни промени. Тритий може да бъде произведен и в ядрен реактор чрез облъчване на изотопа литий-6 с мощен неутронен поток.

Разработка и първи тестове на водородна бомба

В резултат на задълбочен теоретичен анализ експерти от СССР и САЩ стигнаха до извода, че смес от деутерий и тритий улеснява стартирането на реакция на термоядрен синтез. Въоръжени с тези знания, учени от Съединените щати през 50-те години на миналия век започнаха да създават водородна бомба.И още през пролетта на 1951 г. е извършен тестов тест на тестовата площадка Enewetak (атол в Тихия океан), но тогава е постигнат само частичен термоядрен синтез.

Измина малко повече от година и през ноември 1952 г. беше извършен вторият тест на водородна бомба с добив от около 10 Mt TNT. Тази експлозия обаче едва ли може да се нарече експлозия на термоядрена бомба в съвременния смисъл: всъщност устройството представляваше голям контейнер (с размерите на триетажна сграда), пълен с течен деутерий.

Русия също се зае със задачата да подобри атомните оръжия и първата водородна бомба от проекта A.D. Сахаров е тестван на полигона Семипалатинск на 12 август 1953 г. RDS-6 (този тип оръжие за масово унищожение беше наречено „пуфът“ на Сахаров, тъй като неговият дизайн включваше последователно поставяне на слоеве деутерий около заряда на инициатора) имаше мощност от 10 Mt. Въпреки това, за разлика от американската „триетажна къща“, съветската бомба беше компактна и можеше бързо да бъде доставена до мястото за пускане на територията на врага на стратегически бомбардировач.

Приемайки предизвикателството, Съединените щати през март 1954 г. взривиха по-мощна авиационна бомба (15 Mt) на тестова площадка на атола Бикини (Тихия океан). Тестът предизвика изпускането на голямо количество радиоактивни вещества в атмосферата, част от които паднаха във валеж на стотици километри от епицентъра на експлозията. Японският кораб "Lucky Dragon" и уредите, инсталирани на остров Рогелап, регистрираха рязко увеличение на радиацията.

Тъй като процесите, които възникват по време на детонацията на водородна бомба, произвеждат стабилен, безвреден хелий, се очакваше, че радиоактивните емисии не трябва да надвишават нивото на замърсяване от детонатор за атомен синтез. Но изчисленията и измерванията на действителните радиоактивни утайки се различават значително както по количество, така и по състав. Затова ръководството на САЩ реши временно да спре проектирането на това оръжие, докато не бъде напълно проучено въздействието му върху околната среда и хората.

Видео: тестове в СССР

Цар Бомба - термоядрена бомба на СССР

СССР отбеляза финалната точка във веригата за производство на водородна бомба, когато на 30 октомври 1961 г. на Нова Земля беше изпробвана 50-мегатонна (най-голямата в историята) „Царска бомба“ - резултат от дългогодишната работа на А.Д. изследователска група на. Сахаров. Експлозията е избухнала на височина 4 километра, а ударната вълна е записана три пъти от уреди по цялото земно кълбо. Въпреки факта, че тестът не разкри никакви повреди, бомбата никога не влезе в експлоатация.Но самият факт, че Съветите притежават такова оръжие, направи незаличимо впечатление на целия свят и Съединените щати спряха да натрупват тонажа на своя ядрен арсенал. Русия от своя страна реши да се откаже от въвеждането на бойно дежурство на бойни глави с водородни заряди.

Водородната бомба е сложно техническо устройство, чиято експлозия изисква последователно протичане на редица процеси.

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

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

Смес от тритий и деутерий задейства термоядрена реакция, което води до бързо повишаване на температурата вътре в бомбата и все повече и повече водород участва в процеса.
Принципът на действие на водородна бомба предполага свръхбързото протичане на тези процеси (зарядното устройство и разположението на основните елементи допринасят за това), които за наблюдателя изглеждат мигновени.

Супербомба: делене, синтез, делене

Последователността от процеси, описани по-горе, завършва след началото на реакцията на деутерий с тритий. След това беше решено да се използва ядрено делене, а не синтез на по-тежки. След сливането на ядрата на тритий и деутерий се освобождават свободен хелий и бързи неутрони, чиято енергия е достатъчна, за да инициира деленето на ядрата на уран-238. Бързите неутрони са способни да разделят атоми от урановата обвивка на супербомба. Деленето на един тон уран генерира енергия от около 18 Mt. В този случай енергията се изразходва не само за създаване на взривна вълна и освобождаване на колосално количество топлина. Всеки атом на уран се разпада на два радиоактивни „фрагмента“. Образува се цял „букет“ от различни химични елементи (до 36) и около двеста радиоактивни изотопа. Поради тази причина се образуват множество радиоактивни утайки, регистрирани на стотици километри от епицентъра на експлозията.

След падането на желязната завеса стана известно, че СССР планира да разработи „Цар бомба“ с капацитет 100 Mt. Поради факта, че по това време не е имало самолет, способен да носи такъв масивен заряд, идеята е изоставена в полза на 50 Mt бомба.

Последици от експлозия на водородна бомба

Ударна вълна

Експлозията на водородна бомба води до мащабни разрушения и последствия, като първичното (очевидно, пряко) въздействие е тройно. Най-очевидният от всички директни удари е ударна вълна със свръхвисок интензитет. Разрушителната му способност намалява с отдалечаване от епицентъра на експлозията, а също така зависи от мощността на самата бомба и височината, на която е детонирал зарядът.

Топлинен ефект

Ефектът от термичното въздействие на експлозия зависи от същите фактори като силата на ударната вълна. Но към тях се добавя още нещо - степента на прозрачност на въздушните маси. Мъглата или дори леката облачност рязко намалява радиуса на увреждане, над който топлинна светкавица може да причини сериозни изгаряния и загуба на зрение. Експлозията на водородна бомба (повече от 20 Mt) генерира невероятно количество топлинна енергия, достатъчна за разтопяване на бетон на разстояние 5 км, изпаряване на почти цялата вода от малко езеро на разстояние 10 км, унищожаване на вражески персонал , оборудване и сгради на същото разстояние. В центъра се образува фуния с диаметър 1-2 km и дълбочина до 50 m, покрита с дебел слой стъкловидна маса (няколко метра скали с високо съдържание на пясък се топят почти моментално, превръщайки се в стъкло ).

Според изчисления, базирани на тестове в реалния живот, хората имат 50% шанс да оцелеят, ако:

• Разположени са в стоманобетонно укритие (подземно) на 8 км от епицентъра на експлозията (EV);
• Намират се в жилищни сгради на разстояние 15 км от ЕП;
• Те ще се окажат на открито място на разстояние повече от 20 км от EV с лоша видимост (за „чиста“ атмосфера минималното разстояние в този случай ще бъде 25 км).

С отдалечаване от EV, вероятността за оцеляване при хора, които се намират на открити места, рязко се увеличава. Така че на разстояние 32 км ще бъде 90-95%. Радиус от 40-45 км е границата за първично въздействие на взрив.

Огнена топка

Друг очевиден ефект от експлозията на водородна бомба са самоподдържащите се огнени бури (урагани), образувани в резултат на колосални маси от горими материали, които се вкарват в огненото кълбо. Но въпреки това най-опасната последица от експлозията по отношение на въздействието ще бъде радиационното замърсяване на околната среда на десетки километри наоколо.

Изпадам

Огнената топка, която се появява след експлозията, бързо се запълва с радиоактивни частици в огромни количества (продукти от разпадането на тежки ядра). Размерът на частиците е толкова малък, че когато навлязат в горните слоеве на атмосферата, те могат да останат там много дълго време. Всичко, което огненото кълбо достигне на повърхността на земята, мигновено се превръща в пепел и прах, след което се увлича в огнения стълб. Пламъчните вихри смесват тези частици със заредени частици, образувайки опасна смес от радиоактивен прах, процесът на утаяване на гранулите от който продължава дълго време.

Едрият прах се утаява доста бързо, но финият прах се пренася от въздушни течения на огромни разстояния, като постепенно изпада от новообразувания облак. Големите и най-заредени частици се утаяват в непосредствена близост до ЕК; частици пепел, видими за окото, все още могат да бъдат намерени на стотици километри. Те образуват смъртоносна покривка с дебелина няколко сантиметра. Всеки, който се доближи до него, рискува да получи сериозна доза радиация.

По-малки и неразличими частици могат да „плуват“ в атмосферата в продължение на много години, многократно обикаляйки Земята. Докато паднат на повърхността, те са загубили доста радиоактивност. Най-опасен е стронций-90, който има период на полуразпад от 28 години и генерира стабилна радиация през цялото това време. Появата му се засича от инструменти по целия свят. „Кацайки“ върху тревата и зеленината, той се включва в хранителните вериги. Поради тази причина изследванията на хора, намиращи се на хиляди километри от местата за тестване, разкриват натрупан в костите стронций-90. Дори ако съдържанието му е изключително ниско, перспективата да бъде „депо за съхранение на радиоактивни отпадъци“ не вещае нищо добро за човек, което води до развитие на злокачествени заболявания на костите. В райони на Русия (както и в други страни) в близост до местата за тестови изстрелвания на водородни бомби все още се наблюдава повишен радиоактивен фон, което още веднъж доказва способността на този вид оръжие да остави значителни последствия.

Видео за водородната бомба

Ако имате въпроси, оставете ги в коментарите под статията. Ние или нашите посетители ще се радваме да им отговорим

H-бомба

Термоядрени оръжия- вид оръжие за масово унищожение, чиято разрушителна сила се основава на използването на енергията от реакцията на ядрен синтез на леки елементи в по-тежки (например синтез на две ядра от атоми на деутерий (тежък водород) в едно ядро ​​на хелиев атом), което освобождава колосално количество енергия. Имайки същите разрушителни фактори като ядрените оръжия, термоядрените оръжия имат много по-голяма експлозивна сила. На теория тя е ограничена само от броя на наличните компоненти. Трябва да се отбележи, че радиоактивното замърсяване от термоядрен взрив е много по-слабо, отколкото от атомен взрив, особено по отношение на мощността на взрива. Това даде основание да се нарече термоядреното оръжие „чисто“. Този термин, който се появи в англоезичната литература, изчезна от употреба в края на 70-те години.

общо описание

Термоядрено експлозивно устройство може да бъде изградено с помощта на течен деутерий или компресиран газообразен деутерий. Но появата на термоядрени оръжия стана възможна само благодарение на един вид литиев хидрид - литиев-6 деутерид. Това е съединение на тежък изотоп на водорода - деутерий и изотоп на литий с масово число 6.

Литиев-6 деутерид е твърдо вещество, което ви позволява да съхранявате деутерий (обичайното състояние на което при нормални условия е газ) при положителни температури и в допълнение вторият му компонент - литий-6 - е суровината за производството на Най-оскъдният изотоп на водорода - тритий. Всъщност 6 Li е единственият промишлен източник на тритий:

Ранните американски термоядрени боеприпаси също използват естествен литиев деутерид, който съдържа главно изотоп на литий с масово число 7. Той също така служи като източник на тритий, но за това неутроните, участващи в реакцията, трябва да имат енергия от 10 MeV или по-висок.

За да се създадат неутроните и температурата (около 50 милиона градуса), необходими за започване на термоядрена реакция, малка атомна бомба първо експлодира във водородна бомба. Експлозията е придружена от рязко повишаване на температурата, електромагнитно излъчване и появата на мощен неутронен поток. В резултат на реакцията на неутрони с литиев изотоп се образува тритий.

Наличието на деутерий и тритий при високата температура на експлозията на атомна бомба инициира термоядрена реакция (234), която произвежда основното освобождаване на енергия по време на експлозията на водородна (термоядрена) бомба. Ако тялото на бомбата е направено от естествен уран, тогава бързите неутрони (отнасящи 70% от енергията, освободена по време на реакцията (242)) предизвикват нова неконтролирана верижна реакция на делене в него. Настъпва третата фаза на експлозията на водородната бомба. По подобен начин се създава термоядрен взрив с практически неограничена мощност.

Допълнителен увреждащ фактор е неутронното лъчение, което възниква по време на експлозията на водородна бомба.

Устройство за термоядрен боеприпас

Термоядрените боеприпаси съществуват както под формата на въздушни бомби ( водородили термоядрена бомба) и бойни глави за балистични и крилати ракети.

История

СССР

Първият съветски проект на термоядрено устройство приличаше на пластова торта и затова получи кодовото име „Слойка“. Дизайнът е разработен през 1949 г. (дори преди тестването на първата съветска ядрена бомба) от Андрей Сахаров и Виталий Гинзбург и има различна конфигурация на заряда от сега известния разделен дизайн на Телер-Улам. В заряда слоеве от делящ се материал се редуваха със слоеве от термоядрено гориво - литиев деутерид, смесен с тритий („първата идея на Сахаров“). Зарядът за синтез, поставен около заряда за делене, беше неефективен за увеличаване на общата мощност на устройството (модерните устройства на Teller-Ulam могат да осигурят коефициент на умножение до 30 пъти). В допълнение, зоните на заряди за делене и синтез бяха осеяни с конвенционален експлозив - инициатор на първичната реакция на делене, което допълнително увеличи необходимата маса на конвенционалните експлозиви. Първото устройство от типа „Слойка“ е тествано през 1953 г., като на Запад получава името „Джо-4“ (първите съветски ядрени опити са получили кодови имена от американския псевдоним на Йосиф (Йосиф) Сталин „Чичо Джо“). Мощността на експлозията е еквивалентна на 400 килотона с ефективност от само 15 - 20%. Изчисленията показват, че разпространението на нереагиралия материал предотвратява увеличаване на мощността над 750 килотона.

След като Съединените щати проведоха тестовете на Ivy Mike през ноември 1952 г., които доказаха възможността за създаване на мегатонни бомби, Съветският съюз започна да разработва друг проект. Както Андрей Сахаров споменава в мемоарите си, „втората идея“ е представена от Гинзбург през ноември 1948 г. и предлага използването на литиев деутерид в бомба, която при облъчване с неутрони образува тритий и освобождава деутерий.

В края на 1953 г. физикът Виктор Давиденко предложи поставянето на първичните (деляне) и вторичните (синтез) заряди в отделни обеми, като по този начин повтаря схемата на Телер-Улам. Следващата голяма стъпка е предложена и разработена от Сахаров и Яков Зелдович през пролетта на 1954 г. Тя включва използването на рентгенови лъчи от реакцията на делене за компресиране на литиев деутерид преди синтез („имплозия на лъч“). „Третата идея“ на Сахаров е тествана по време на изпитанията на 1,6 мегатона RDS-37 през ноември 1955 г. По-нататъшното развитие на тази идея потвърди практическото отсъствие на фундаментални ограничения върху мощността на термоядрените заряди.

Съветският съюз демонстрира това с тестове през октомври 1961 г., когато 50-мегатонна бомба, доставена от бомбардировач Ту-95, беше взривена на Нова Земля. Коефициентът на полезно действие на устройството беше почти 97% и първоначално беше проектиран за мощност от 100 мегатона, която впоследствие беше намалена наполовина с волево решение на ръководството на проекта. Това беше най-мощното термоядрено устройство, разработвано и тествано някога на Земята. Толкова мощен, че практическото му използване като оръжие загуби всякакъв смисъл, дори като се вземе предвид фактът, че вече беше тестван под формата на готова бомба.

САЩ

Идеята за бомба с ядрен синтез, инициирана от атомен заряд, е предложена от Енрико Ферми на неговия колега Едуард Телър през 1941 г., в самото начало на проекта Манхатън. Телър посвещава голяма част от работата си по време на проекта Манхатън на работата по проекта за термоядрена бомба, като до известна степен пренебрегва самата атомна бомба. Фокусът му върху трудностите и позицията на „адвокат на дявола“ в дискусиите по проблемите принуждават Опенхаймер да отведе Телър и други „проблемни“ физици на страничната линия.

Първите важни и концептуални стъпки към осъществяването на проекта за синтез са направени от сътрудника на Телър Станислав Улам. За да започне термоядрен синтез, Улам предложи компресиране на термоядреното гориво преди нагряването му, като се използват фактори от първичната реакция на делене и също така поставянето на термоядрения заряд отделно от първичния ядрен компонент на бомбата. Тези предложения направиха възможно прехвърлянето на разработването на термоядрени оръжия на практическо ниво. Въз основа на това Телър предложи рентгеновото и гама-лъчението, генерирано от първичната експлозия, да може да прехвърли достатъчно енергия към вторичния компонент, разположен в обща обвивка с първичния, за да извърши достатъчна имплозия (компресия), за да започне термоядрена реакция . Телър и неговите поддръжници и опоненти по-късно обсъждат приноса на Улам към теорията, залегнала в основата на този механизъм.

В света има значителен брой различни политически клубове. G7, сега G20, BRICS, SCO, НАТО, Европейският съюз, донякъде. Нито един от тези клубове обаче не може да се похвали с уникална функция – способността да унищожи света, какъвто го познаваме. Подобни възможности има и „ядреният клуб“.

Днес има 9 държави, които имат ядрени оръжия:

• Русия;
• Великобритания;
• Франция;
• Индия
• Пакистан;
• Израел;
• КНДР.

Държавите се класират, когато придобият ядрени оръжия в своя арсенал. Ако списъкът беше подреден по брой бойни глави, то Русия щеше да е на първо място със своите 8000 единици, 1600 от които могат да бъдат изстреляни и сега. Щатите изостават само със 700 единици, но имат под ръка още 320 заряда.“Ядрен клуб” е чисто относително понятие, всъщност клуб няма. Съществуват редица споразумения между страните за неразпространение и намаляване на запасите от ядрени оръжия.

Първите тестове на атомната бомба, както знаем, са извършени от Съединените щати през 1945 г. Това оръжие е тествано в „полевите“ условия на Втората световна война върху жителите на японските градове Хирошима и Нагасаки. Действат на принципа на разделението. По време на експлозията се задейства верижна реакция, която провокира деленето на ядрата на две, при което се отделя енергия. За тази реакция се използват главно уран и плутоний. Нашите представи за това от какво са направени ядрените бомби са свързани с тези елементи. Тъй като уранът се среща в природата само като смес от три изотопа, от които само един е способен да поддържа такава реакция, е необходимо уранът да се обогати. Алтернативата е плутоний-239, който не се среща в природата и трябва да се произвежда от уран.

Ако в уранова бомба протича реакция на делене, то във водородна бомба възниква реакция на синтез - това е същността на разликата на водородната бомба от атомната. Всички знаем, че слънцето ни дава светлина, топлина и може да се каже живот. Същите процеси, които се случват на слънцето, могат лесно да унищожат градове и държави. Експлозията на водородна бомба се генерира от синтеза на леки ядра, така наречения термоядрен синтез. Това "чудо" е възможно благодарение на водородните изотопи - деутерий и тритий. Ето защо бомбата се нарича водородна. Можете също така да видите името „термоядрена бомба“ от реакцията, която е в основата на това оръжие.

След като светът видя разрушителната сила на ядрените оръжия, през август 1945 г. СССР започна надпревара, която продължи до разпадането му. Съединените щати бяха първите, които създадоха, тестваха и използваха ядрени оръжия, първите, които взривиха водородна бомба, но на СССР може да се припише първото производство на компактна водородна бомба, която може да бъде доставена на врага на редовен Ту -16. Първата американска бомба беше с размерите на триетажна къща; водородна бомба с такъв размер би била от малка полза. Съветите получават такива оръжия още през 1952 г., докато първата "адекватна" бомба на САЩ е приета едва през 1954 г. Ако погледнете назад и анализирате експлозиите в Нагасаки и Хирошима, можете да стигнете до заключението, че те не са били толкова мощни . Общо две бомби разрушиха двата града и убиха, според различни източници, до 220 000 души. Килимната бомбардировка на Токио може да убие 150-200 000 души на ден дори без никакви ядрени оръжия. Това се дължи на ниската мощност на първите бомби - само няколко десетки килотона тротил. Водородните бомби са тествани с цел да преодолеят 1 мегатон или повече.

Първата съветска бомба беше тествана с претенция от 3 Mt, но накрая тестваха 1,6 Mt.

Най-мощната водородна бомба е тествана от Съветите през 1961 г. Капацитетът му достигна 58-75 Mt при декларирани 51 Mt. „Цар“ хвърли света в лек шок, в буквалния смисъл. Ударната вълна обиколи планетата три пъти. На полигона (Нова Земля) не остана нито един хълм, експлозията се чу на разстояние 800 км. Огненото кълбо достигна диаметър от почти 5 км, „гъбата“ нарасна с 67 км, а диаметърът на шапката й беше почти 100 км. Трудно е да си представим последиците от такава експлозия в голям град. Според много експерти тестът на водородна бомба с такава мощност (щатите по това време имаха бомби четири пъти по-малко мощни) стана първата стъпка към подписването на различни договори за забрана на ядрени оръжия, тяхното тестване и намаляване на производството. За първи път светът започна да мисли за собствената си сигурност, която наистина беше застрашена.

Както бе споменато по-рано, принципът на действие на водородната бомба се основава на реакция на синтез. Термоядрен синтез е процес на сливане на две ядра в едно, с образуване на трети елемент, освобождаване на четвърти и енергия. Силите, които отблъскват ядрата, са огромни, така че за да могат атомите да се доближат достатъчно, за да се слеят, температурата трябва да е просто огромна. Учените са озадачавали студения термоядрен синтез от векове, опитвайки се, така да се каже, да върнат температурата на синтеза до стайна температура, в идеалния случай. В този случай човечеството ще има достъп до енергията на бъдещето. Що се отнася до настоящата термоядрена реакция, за да я стартирате, все още трябва да запалите миниатюрно слънце тук на Земята - бомбите обикновено използват заряд от уран или плутоний, за да започнат синтеза.

В допълнение към описаните по-горе последствия от използването на бомба от десетки мегатони, водородната бомба, както всяко ядрено оръжие, има редица последствия от нейното използване. Някои хора са склонни да вярват, че водородната бомба е „по-чисто оръжие“ от конвенционалната бомба. Може би това има нещо общо с името. Хората чуват думата „вода“ и си мислят, че има нещо общо с водата и водорода и следователно последствията не са толкова ужасни. Всъщност това със сигурност не е така, защото действието на водородната бомба се основава на изключително радиоактивни вещества. Теоретично е възможно да се направи бомба без уранов заряд, но това е непрактично поради сложността на процеса, така че реакцията на чист синтез се „разрежда“ с уран, за да се увеличи мощността. В същото време количеството на радиоактивните отпадъци се увеличава до 1000%. Всичко, което попадне в огненото кълбо, ще бъде унищожено, зоната в засегнатия радиус ще стане необитаема за хора в продължение на десетилетия. Радиоактивните отпадъци могат да навредят на здравето на хора на стотици и хиляди километри. Конкретните числа и зоната на инфекция могат да бъдат изчислени, като се знае силата на заряда.

Унищожаването на градовете обаче не е най-лошото нещо, което може да се случи „благодарение“ на оръжията за масово унищожение. След ядрена война светът няма да бъде напълно унищожен. Хиляди големи градове, милиарди хора ще останат на планетата и само малък процент от териториите ще загубят статута си на „годен за живеене“. В дългосрочен план целият свят ще бъде изложен на риск поради така наречената „ядрена зима“. Детонацията на ядрения арсенал на „клуба“ може да предизвика отделянето на достатъчно вещество (прах, сажди, дим) в атмосферата, за да „намали“ яркостта на слънцето. Плащаницата, която може да се разпространи по цялата планета, ще унищожи реколтата за няколко години напред, причинявайки глад и неизбежен спад на населението. В историята вече е имало „година без лято“ след голямо вулканично изригване през 1816 г., така че ядрената зима изглежда повече от възможна. Отново, в зависимост от това как протича войната, може да завършим със следните видове глобални климатични промени:

• охлаждане от 1 градус ще премине незабелязано;
• ядрена есен - възможно е охлаждане с 2-4 градуса, провал на реколтата и повишено образуване на урагани;
• аналог на „годината без лято“ - когато температурата спадна значително, с няколко градуса за една година;
• Малка ледникова епоха – температурите могат да паднат с 30–40 градуса за значителен период от време и ще бъдат придружени от обезлюдяване на редица северни зони и провал на реколтата;
• ледников период - развитието на малкия ледников период, когато отразяването на слънчевата светлина от повърхността може да достигне определено критично ниво и температурата ще продължи да пада, като единствената разлика е температурата;
• необратимото охлаждане е много тъжна версия на ледниковата епоха, която под въздействието на много фактори ще превърне Земята в нова планета.

Теорията за ядрената зима е постоянно критикувана и нейните последици изглеждат малко пресилени. Въпреки това, няма нужда да се съмняваме в неизбежната му офанзива във всеки глобален конфликт, включващ използването на водородни бомби.

Студената война отдавна е зад гърба ни и следователно ядрената истерия може да се види само в стари холивудски филми и на кориците на редки списания и комикси. Въпреки това може да сме на прага на макар и малък, но сериозен ядрен конфликт. Всичко това благодарение на любителя на ракетите и героя на борбата срещу американските империалистически амбиции - Ким Чен Ун. Водородната бомба на КНДР все още е хипотетичен обект, само косвени доказателства говорят за нейното съществуване. Разбира се, правителството на Северна Корея постоянно съобщава, че са успели да направят нови бомби, но все още никой не ги е виждал на живо. Естествено, държавите и техните съюзници - Япония и Южна Корея - са малко по-загрижени от наличието, дори хипотетично, на подобни оръжия в КНДР. Реалността е такава този моментКНДР не разполага с достатъчно технологии, за да атакува успешно САЩ, което всяка година обявяват пред целия свят. Дори една атака срещу съседна Япония или Юг може да не е много успешна, ако изобщо се окаже, но всяка година опасността от нов конфликт на Корейския полуостров нараства.