Как ядрената бомба е различна? Как действа водородната бомба и какви са последствията от експлозия

Теоретичната възможност за получаване на енергия чрез термоядрен синтез беше известна още преди Втората световна война, но именно войната и последвалата надпревара във въоръжаването повдигнаха въпроса за създаването на техническо устройствоза практическото създаване на тази реакция. Известно е, че в Германия през 1944 г. е започнала работа за започване на термоядрен синтез чрез компресиране на ядрено гориво с помощта на заряди на конвенционални експлозиви - но те са били неуспешни, тъй като не са могли да постигнат необходимите температури и налягания. САЩ и СССР разработват термо ядрени оръжиязапочвайки от 40-те години, почти едновременно тествайки първите термоядрени устройства в началото на 50-те години. През 1952 г. на атола Enewetok САЩ извършват експлозия на заряд с мощност 10,4 мегатона (което е 450 пъти по-голяма от мощността на бомбата, пусната над Нагасаки), а през 1953 г. устройство с капацитет 400 килотона е тестван в СССР.

Проектите на първите термоядрени устройства не бяха подходящи за реална бойна употреба. Например, устройство, тествано от САЩ през 1952 г., е наземна конструкция с височина на 2-етажна сграда и тегло над 80 тона. В него се съхраняваше течно термоядрено гориво с помощта на огромен хладилен агрегат. Ето защо в бъдеще се извършва масовото производство на термоядрени оръжия твърдо гориво- литий-6 деутерид. През 1954 г. Съединените щати тестват устройство, базирано на него на атола Бикини, а през 1955 г. нов съветски термо ядрена бомба. През 1957 г. във Великобритания е тествана водородна бомба. През октомври 1961 г. в СССР на Нова Земля е взривена термоядрена бомба с мощност 58 мегатона - най- мощна бомбапреживявано някога от човечеството, което е влязло в историята под името "Цар Бомба".

По-нататъшното развитие беше насочено към намаляване на размера на дизайна на водородните бомби, за да се осигури доставката им до целта с балистични ракети. Още през 60-те години масата на устройствата е намалена до няколкостотин килограма, а до 70-те балистичните ракети могат да носят повече от 10 бойни глави едновременно - това са ракети с множество бойни глави, всяка от частите може да порази собствената си цел . Към днешна дата САЩ, Русия и Великобритания разполагат с термоядрени арсенали, тестове на термоядрени заряди са извършени и в Китай (през 1967 г.) и Франция (през 1968 г.).

Как работи водородната бомба

Действието на водородната бомба се основава на използването на енергия, освободена по време на реакцията на термоядрен синтез на леки ядра. Именно тази реакция протича във вътрешностите на звездите, където под въздействието на свръхвисоки температури и гигантско налягане водородните ядра се сблъскват и се сливат в по-тежки ядра на хелий. По време на реакцията част от масата на водородните ядра се превръща в голямо количество енергия - благодарение на това звездите освобождават постоянно огромно количество енергия. Учените копират тази реакция, използвайки водородни изотопи - деутерий и тритий, които са дали името " водородна бомба". Първоначално се използват течни изотопи на водорода за получаване на заряди, а по-късно се използва литий-6 деутерид, твърдо съединение на деутерий и изотоп на литий.

Литиево-6 деутеридът е основният компонент на водородната бомба, термоядрено гориво. Той вече съхранява деутерий, а литиевият изотоп служи като суровина за образуването на тритий. За да започне реакция на синтез, е необходимо да се създадат високи температури и налягания, както и да се изолира тритий от литий-6. Тези условия са предвидени, както следва.

Корпусът на контейнера за термоядрено гориво е изработен от уран-238 и пластмаса; ядрен зарядс капацитет от няколко килотона - нарича се спусък или заряд-инициатор на водородна бомба. По време на експлозията на инициаторния плутониев заряд, под действието на мощно рентгеново лъчение, корпусът на контейнера се превръща в плазма, свивайки се хиляди пъти, което създава необходимите високо наляганеи страхотна температура. В същото време неутроните, излъчвани от плутоний, взаимодействат с литий-6, образувайки тритий. Ядрата на деутерий и тритий взаимодействат под въздействието на свръхвисока температура и налягане, което води до термоядрен взрив.

Ако направите няколко слоя от уран-238 и литий-6 деутерид, тогава всеки от тях ще добави своята сила към експлозията на бомбата - тоест такова "пухкане" ви позволява да увеличите силата на експлозията почти неограничено. Благодарение на това водородна бомба може да бъде направена с почти всякаква мощност и ще бъде много по-евтина от конвенционална ядрена бомба със същата мощност.

Науката за възпиране: Тестове на цар бомба във фотографии

Разработката на AN602 е завършена през 1961 г. в Академията на науките на СССР с участието на Андрей Сахаров под ръководството на Игор Курчатов. Теглото му е 26,5 тона, а дължината на бомбата достига осем метра.

Тестовете на бомбата са проведени на 30 октомври 1961 г. Бомбата е доставена на мястото на експлозията от стратегическия бомбардировач Ту-95, най-бързият витлов самолет, който заедно с Цар Бомба се превръща в един от символите на Студената война.

Светкавицата на експлозията на бомбата AN602 веднага след отделянето на ударната вълна. В този момент диаметърът на топката беше около 5,5 км, а след няколко секунди се увеличи до 10 км.

Светлината, излъчвана от светкавицата на експлозията, може да причини изгаряния от трета степен на разстояние до сто километра. Тази снимка е направена от разстояние от 160 км.

Сеизмичната вълна, причинена от експлозията, обиколи земното кълбо три пъти. Височината на ядрената гъба достига 67 километра височина, а диаметърът на нейната "шапка" - 95 км. Звуковата вълна достигна остров Диксън, намиращ се на 800 км от тестовата площадка.

Никита Хрушчов на среща на ООН, на която произнесе фразата за „майката на Кузкин“. Това изявление направи възможно да се повлияе на баланса на силите в геополитиката от 60-те години.

За Андрей Сахаров, който участва пряко в създаването на бомбата, този проект беше последният в областта на ядрените оръжия. Впоследствие той става активен участник в забраната на подобни бомби. На снимката: Андрей Сахаров със сина си Дима през 1963 г.

Основната цел на тези тестове беше да се демонстрира, че Съветският съюз притежава най-мощния арсенал от оръжия за масово унищожение. В много отношения това доведе до решението за намаляване на ядрените арсенали.

Всички вече обсъдиха една от най-неприятните новини за декември – успешните изпитания Северна Кореяводородна бомба. Ким Чен-ун не пропусна да намекне (откровено да заяви), че е готов всеки момент да превърне оръжията от отбранителни в нападателни, което предизвика безпрецедентно вълнение в пресата по света. Имаше обаче и оптимисти, които казаха, че тестовете са фалшифицирани: те казват, че сянката на чучхе пада в грешна посока и нещо не се вижда от радиоактивни отлагания. Но защо наличието на водородна бомба в страната-агресор е толкова значим фактор за свободните държави, защото дори ядрени бойни глави, която Северна Корея има в изобилие, още не е уплашила никого толкова много?

Какво е

Водородната бомба, известна още като водородната бомба или HB, е оръжие с невероятна разрушителна сила, чиято мощност се изчислява в мегатони TNT. Принципът на действие на HB се основава на енергията, която се произвежда по време на термоядрен синтез на водородни ядра - точно същият процес протича на Слънцето.

Как се различава водородната бомба от атомната?

Термоядрен синтез - процесът, който се случва по време на детонацията на водородна бомба - е най-мощният вид енергия, достъпна за човечеството. Все още не сме се научили да го използваме за мирни цели, но сме го адаптирали за военните. Тази термоядрена реакция, подобна на тази, която може да се наблюдава при звездите, освобождава невероятен поток от енергия. В атомната енергия енергията се получава от деленето на атомното ядро, така че експлозията атомна бомбамного по-слаб.

Първи тест

И съветски съюзотново изпревари много участници в надпреварата на Студената война. Първата водородна бомба, направена под ръководството на блестящия Сахаров, беше изпитана на секретния полигон в Семипалатинск - и, меко казано, впечатлиха не само учените, но и западните шпиони.

ударна вълна

Директният разрушителен ефект на водородната бомба е най-силната ударна вълна с висок интензитет. Мощността му зависи от размера на самата бомба и височината, на която зарядът е взривил.

термичен ефект

Водородна бомба от само 20 мегатона (размерът на най-голямата бомба, тествана досега е 58 мегатона) създава огромно количество топлинна енергия: бетонът се стопи в радиус от пет километра от площадката за изпитание на снаряда. В радиус от девет километра всички живи същества ще бъдат унищожени, нито оборудване, нито сгради ще устоят. Диаметърът на фунията, образувана от експлозията, ще надхвърли два километра, а дълбочината й ще варира около петдесет метра.

Огнена топка

Най-зрелищното след експлозията ще бъде огромно огнено кълбо за наблюдателите: пламтящи бури, инициирани от детонацията на водородна бомба, ще се поддържат, изтегляйки все повече и повече запалими материали във фунията.

радиационно замърсяване

Но най-опасната последица от експлозията, разбира се, ще бъде радиационно замърсяване. Разпад тежки елементив бушуващ огнен вихър той ще изпълни атмосферата с най-малките частици радиоактивен прах - той е толкова лек, че когато влезе в атмосферата, може да обиколи земното кълбо два или три пъти и едва тогава да изпадне под формата на валежи . Така една експлозия на бомба от 100 мегатона може да има последствия за цялата планета.

Цар бомба

58 мегатона - толкова тежи най-голямата водородна бомба, детонирана на полигона на архипелага Нова Земя. Ударната вълна обиколи земното кълбо три пъти, принуждавайки противниците на СССР отново да се убедят в огромната разрушителна сила на тези оръжия. Веселчак Хрушчов се пошегува на пленума, че бомбата вече не е правена само от страх да не счупят прозорците в Кремъл. ©

Както знаете, главният двигател на прогреса на човешката цивилизация е войната. И много "ястреби" оправдават масовото изтребление на себеподобните си именно с това. Въпросът винаги е бил спорен, а появата на ядрени оръжия безвъзвратно превърна знака плюс в знак минус. Наистина, защо ни е нужен напредък, който в крайна сметка ще ни унищожи? Още повече, че дори в това самоубийствено деяние мъжът показа характерната си енергия и изобретателност. Той не само измисли оръжие за масово унищожение (атомната бомба), но продължи да го подобрява, за да се самоубие бързо, ефективно и със сигурност. Пример за такава активна дейност е много бърз скок към следващата стъпка в развитието на атомните военни технологии – създаването на термоядрено оръжие (водородна бомба). Но нека оставим настрана моралния аспект на тези суицидни тенденции и да преминем към въпроса, поставен в заглавието на статията – каква е разликата между атомна бомба и водородна бомба?

Малко история

Там, отвъд океана

Както знаете, американците са най-предприемчивите хора в света. Имат страхотен усет към всичко ново. Затова не бива да се учудваме, че първата атомна бомба се появи в тази част на света. Нека дадем малко историческа справка.

Първата стъпка към създаването на атомна бомба може да се счита експериментът на двама немски учени О. Хан и Ф. Щрасман върху разделянето на уранов атом на две части. Тази, така да се каже, все още несъзнателна стъпка е предприета през 1938 г.

Нобеловият лауреат французинът Ф. Жолио-Кюри през 1939 г. доказва, че деленето на атом води до верижна реакция, придружена от мощно освобождаване на енергия.

Геният на теоретичната физика А. Айнщайн поставя подписа си под писмо (през 1939 г.), адресирано до президента на Съединените щати, инициирано от друг атомен физик Л. Силард. В резултат на това още преди избухването на Втората световна война САЩ решават да започнат разработването на атомни оръжия.

Първият тест на новото оръжие е извършен на 16 юли 1945 г. в северната част на Ню Мексико.

По-малко от месец по-късно две атомни бомби са хвърлени върху японските градове Хирошима и Нагасаки (6 и 9 август 1945 г.). Човечеството навлезе в нова ера – сега то успя да се самоунищожи за няколко часа.

Американците изпаднаха в истинска еуфория от резултатите от тоталното и светкавично поражение на мирните градове. Штабните теоретици на въоръжените сили на САЩ веднага се заеха с изготвянето на грандиозни планове, състоящи се в пълното заличаване от лицето на Земята на 1/6 от света - Съветския съюз.

Настигнат и изпреварен

В Съветския съюз също не седяха със скръстени ръце. Вярно е, че имаше известно забавяне, причинено от решението на по-спешни въпроси - Второто Световна война, чиято основна тежест лежеше върху страната на Съветите. Американците обаче не носеха дълго жълтата фланелка на лидера. Още на 29 август 1949 г. на полигона близо до град Семипалатинск е изпробван за първи път атомен заряд по съветски образец, създаден за кратък период от време от руски ядрени учени под ръководството на акад. Курчатов.

И докато разочарованите „ястреби“ от Пентагона преразглеждаха амбициозните си планове за унищожаване на „крепостината на световната революция“, Кремъл нанася превантивен удар – през 1953 г., на 12 август, беше изпробван нов тип ядрено оръжие. На същото място, близо до град Семипалатинск, беше взривена първата в света водородна бомба под кодовото име "Продукт RDS-6s". Това събитие предизвика истинска истерия и паника не само на Капитолийския хълм, но и във всичките 50 щата на „крепост на световната демокрация“. Защо? Каква разлика между атомната бомба и водородната бомба ужаси световната суперсила? Ще отговорим веднага. Водородната бомба е много по-мощна от атомната. В същото време е много по-евтино от еквивалентна атомна проба. Нека разгледаме тези разлики по-подробно.

Какво е атомна бомба?

Принципът на действие на атомната бомба се основава на използването на енергия, получена от нарастващата верижна реакция, причинена от деленето (разцепването) на тежки ядра на плутоний или уран-235, последвано от образуването на по-леки ядра.

Самият процес се нарича еднофазен и протича по следния начин:

След детонацията на заряда веществото вътре в бомбата (изотопи на уран или плутоний) навлиза в стадия на разпад и започва да улавя неутрони.

Процесът на гниене се разраства като лавина. Разцепването на един атом води до разпадането на няколко. Възниква верижна реакция, която води до унищожаване на всички атоми в бомбата.

Започва ядрена реакция. Целият заряд на бомбата се превръща в едно цяло, а масата й преминава критичната си точка. Освен това цялата тази вакханалия не трае много дълго и е придружена от мигновено освобождаване на огромно количество енергия, което в крайна сметка води до грандиозна експлозия.

Между другото, тази характеристика на атомния еднофазен заряд е бързо да печели критична маса- не ви позволява безкрайно да увеличавате мощността на този тип боеприпаси. Зарядът може да е стотици килотони, но колкото по-близо е до нивото на мегатона, толкова по-малко ефективен е. Просто няма време да се раздели напълно: ще има експлозияи част от заряда ще остане неизползван - ще бъде разпръснат от експлозия. Този проблем е решен в следващия тип атомно оръжие - във водородна бомба, която се нарича още термоядрена.

Какво е водородна бомба?

При водородната бомба протича малко по-различен процес на освобождаване на енергия. Основава се на работа с водородни изотопи – деутерий (тежък водород) и тритий. Самият процес е разделен на две части или, както се казва, е двуфазен.

Първата фаза е, когато основният доставчик на енергия е деленето на тежки ядра на литиев деутерид на хелий и тритий.

Втората фаза започва термоядрен синтез на базата на хелий и тритий, което води до моментално нагряване вътре в бойната глава и в резултат на това причинява мощна експлозия.

Благодарение на двуфазната система термоядрен заряд може да бъде с всякаква мощност.

Забележка. Описанието на процесите, протичащи в атомната и водородната бомба, далеч не е пълно и най-примитивно. Даден е само за общо разбиране на разликите между тези два вида оръжия.

Сравнение

Какво има в сухото вещество?

Относно вредните фактори атомна експлозиявсеки ученик знае

светлинно излъчване;
ударна вълна;
електромагнитен импулс (EMP);
проникваща радиация;
радиоактивно замърсяване.

Същото може да се каже и за термоядрена експлозия. Но!!! Силата и последствията от термоядрен взрив са много по-силни от атомния. Ето два добре познати примера.

„Бебе“: черен хумор или цинизмът на чичо Сам?

Атомната бомба (кодово име "Kid"), хвърлена върху Хирошима от американците, все още се смята за "референтен" индикатор за атомни заряди. Мощността му беше приблизително 13 до 18 килотона, а експлозията беше перфектна във всички отношения. По-късно по-мощни заряди бяха тествани повече от веднъж, но не много (20-23 килотона). Те обаче показаха резултати, които леко надвишиха постиженията на "Хлапето", а след това напълно спряха. Появи се по-евтина и по-силна „водородна сестра“ и вече нямаше смисъл да се подобряват атомните заряди. Ето какво се случи "на изхода" след експлозията на "Хлапето":

Ядрената гъба достига височина от 12 км, диаметърът на "шапката" е около 5 км.
Незабавно освобождаване на енергия ядрена реакцияпредизвика температура в епицентъра на експлозията от 4000 ° C.
Огнено кълбо: около 300 метра в диаметър.
Ударната вълна счупи стъкло на разстояние до 19 км, но се усети много по-далеч.
Около 140 хиляди души загинаха едновременно.

Кралица на всички кралици

Последиците от експлозията на най-мощната водородна бомба, тествана досега, така наречената Цар бомба (кодово име AN602), надмина всички експлозии на атомни заряди (не термоядрен), извършени преди, взети заедно. Бомбата беше съветска, с капацитет 50 мегатона. Изпитанията му са проведени на 30 октомври 1961 г. в района на Нова Земля.

Ядрената гъба е нараснала с 67 км височина, а диаметърът на горната "шапачка" е приблизително 95 км.
Светлинна радиация попадна на разстояние под 100 км, причинявайки изгаряния от трета степен.
Огнената плетеница или топката е нараснала до 4,6 км (радиус).
Звуковата вълна е записана на разстояние 800 км.
Сеизмичната вълна обиколи планетата три пъти.
Ударната вълна се усеща на разстояние до 1000 км.
Електромагнитният импулс създаде мощни смущения в продължение на 40 минути на няколкостотин километра от епицентъра на експлозията.

Човек може само да си фантазира какво би се случило с Хирошима, ако такова чудовище беше хвърлено върху нея. Най-вероятно не само градът ще изчезне, но и самата Страна на изгряващото слънце. Е, сега нека приведем всичко, което казахме, към общ знаменател, тоест ще съставим сравнителна таблица.

Таблица

Атомна бомба	водородна бомба
Принципът на действие на бомбата се основава на деленето на ядра на уран и плутоний, което води до прогресивна верижна реакция, която води до мощно освобождаване на енергия, което води до експлозия. Този процес се нарича еднофазен или едноетапен	Ядрената реакция протича по двуетапна (двуфазна) схема и се основава на водородни изотопи. Първо се случва делене на тежки ядра на литиев деутерид, след което, без да се чака края на деленето, започва термоядрен синтез с участието на получените елементи. И двата процеса са придружени от колосално освобождаване на енергия и в крайна сметка завършват с експлозия.
Поради определени физически причини (вижте по-горе) максимална мощностатомният заряд се колебае в рамките на 1 мегатон	Силата на термоядрен заряд е почти неограничена. Колкото повече изходен материал, толкова по-силна ще бъде експлозията
Процесът на създаване на атомен заряд е доста сложен и скъп.	Водородната бомба е много по-лесна за направа и по-евтина.

И така, разбрахме каква е разликата между атомна и водородна бомба. За съжаление, нашият малък анализ само потвърди тезата, изразена в началото на статията: напредъкът, свързан с войната, тръгна по катастрофален път. Човечеството е на ръба на самоунищожението. Остава само да натиснете бутона. Но нека не приключваме статията с толкова трагична нотка. Силно се надяваме, че разумът, инстинктът за самосъхранение в крайна сметка ще победи и ще ни очаква мирно бъдеще.

Новината от декември е успешното тестване на водородна бомба от Северна Корея. Ким Чен-ун не пропусна да намекне (откровено да заяви), че е готов всеки момент да превърне оръжията от отбранителни в нападателни, което предизвика безпрецедентно вълнение в пресата по света. Имаше обаче и оптимисти, които казаха, че тестовете са фалшифицирани: те казват, че сянката на чучхе пада в грешна посока и нещо не се вижда от радиоактивни отлагания.

Водородната бомба, известна още като водородна бомба или HB, е оръжие с невероятна разрушителна сила, чийто добив се измерва в мегатони TNT. Принципът на действие на HB се основава на енергията, която се генерира по време на термоядрен синтез на водородни ядра - точно същият процес протича в Слънцето.

Как се различава водородната бомба от атомната?

Синтезът, процесът, който се случва по време на детонацията на водородна бомба, е най-мощният вид енергия, достъпна за човечеството. Все още не сме се научили да го използваме за мирни цели, но сме го адаптирали за военните. Тази термоядрена реакция, подобна на тази, която може да се наблюдава при звездите, освобождава невероятен поток от енергия. В атомната енергия енергията се получава от деленето на атомното ядро, така че експлозията на атомна бомба е много по-слаба.

Първи тест

Първата водородна бомба, изработена под ръководството на Сахаров, беше изпитана на секретния полигон в Семипалатинск - и, меко казано, те впечатлиха не само учените, но и западните шпиони.

ударна вълна

термичен ефект

Огнена топка

радиационно замърсяване

Но най-опасната последица от експлозията, разбира се, ще бъде радиационно замърсяване. Разпадането на тежки елементи в бушуващ огнен вихър ще изпълни атмосферата с най-малките частици радиоактивен прах - той е толкова лек, че когато влезе в атмосферата, може да обиколи земното кълбо два или три пъти и едва след това да изпадне в форма на валежите. Така една експлозия на бомба от 100 мегатона може да има последствия за цялата планета.

Цар бомба

58 мегатона - толкова тежи най-голямата водородна бомба, взривена на полигона на архипелага Нова Земля. Ударната вълна обиколи земното кълбо три пъти, принуждавайки още веднъж да се убедим в огромната разрушителна сила на това оръжие. „Веселият“ Хрушчов се пошегува на пленума, че бомбата вече не е правена само от страх да не счупят прозорците в Кремъл.