Puterea unei bombe termonucleare. Cum funcționează o bombă cu hidrogen și care sunt consecințele exploziei?

La 30 octombrie 1961, URSS a explodat cea mai puternică bombă din istoria lumii: o bombă cu hidrogen de 58 de megatone („Tsar Bomb”) a fost detonată într-un loc de testare de pe insula Novaia Zemlya. Nikita Hrușciov a glumit că planul inițial era să detoneze o bombă de 100 de megatone, dar încărcarea a fost redusă pentru a nu sparge toată geamul din Moscova.

Explozia lui AN602 a fost clasificată ca o explozie cu aer scăzut de putere extrem de mare. Rezultatele au fost impresionante:

Mingea de foc a exploziei a atins o rază de aproximativ 4,6 kilometri. Teoretic, ar fi putut crește la suprafața pământului, dar acest lucru a fost împiedicat de reflectat unda de soc, zdrobind și aruncând mingea de pe pământ.
Radiația luminoasă ar putea provoca arsuri de gradul trei la o distanță de până la 100 de kilometri.
Ionizarea atmosferei a provocat interferențe radio chiar și la sute de kilometri de locul de testare timp de aproximativ 40 de minute
Unda seismică tangibilă rezultată în urma exploziei a înconjurat globul de trei ori.
Martorii au simțit impactul și au putut descrie explozia la mii de kilometri distanță de centrul acesteia.
Ciuperca nucleară a exploziei s-a ridicat la o înălțime de 67 de kilometri; diametrul „pălăriei” sale cu două niveluri a atins (la nivelul superior) 95 de kilometri.
Unda sonoră generată de explozie a ajuns la insula Dikson la o distanță de aproximativ 800 de kilometri. Cu toate acestea, sursele nu raportează nicio distrugere sau deteriorare a structurilor chiar și în satul de tip urban Amderma și satul Belushya Guba situat mult mai aproape (280 km) de locul de testare.
Contaminarea radioactivă a câmpului experimental cu o rază de 2-3 km în zona epicentrului nu a fost mai mare de 1 mR/oră; testerii au apărut la locul epicentrului la 2 ore după explozie. Contaminarea radioactivă nu a reprezentat practic niciun pericol pentru participanții la test

Toate exploziile nucleare efectuate de țări ale lumii într-un singur videoclip:

Creatorul bombei atomice, Robert Oppenheimer, în ziua primului test al creierului său a spus: „Dacă sute de mii de sori s-ar ridica pe cer deodată, lumina lor ar putea fi comparată cu strălucirea emanată de la Domnul Suprem. .. Eu sunt Moartea, marele distrugător al lumilor, care aduc moartea tuturor viețuitoarelor” Aceste cuvinte erau un citat din Bhagavad Gita, pe care fizicianul american l-a citit în original.

Fotografii de la Lookout Mountain stau până la talie în praf, ridicați de unda de șoc după explozie nucleara(fotografie din 1953).

Numele provocării: Umbrella
Data: 8 iunie 1958

Putere: 8 kilotone

O explozie nucleară subacvatică a avut loc în timpul operațiunii Hardtack. Navele dezafectate au fost folosite drept ținte.

Numele provocării: Chama (ca parte a Proiectului Dominic)
Data: 18 octombrie 1962
Locație: Insula Johnston
Putere: 1,59 megatone

Nume provocare: Stejar
Data: 28 iunie 1958
Locație: Laguna Enewetak din Oceanul Pacific
Randament: 8,9 megatone

Project Upshot Knothole, Annie Test. Data: 17 martie 1953; proiect: Upshot Knothole; provocare: Annie; Locație: Knothole, Nevada Test Site, Sector 4; putere: 16 kt. (Foto: Wikicommons)

Numele provocării: Castelul Bravo
Data: 1 martie 1954
Locație: Atolul Bikini
Tip de explozie: suprafață
Putere: 15 megatone

Bomba cu hidrogen Castle Bravo a fost cea mai puternică explozie testată vreodată de Statele Unite. Puterea exploziei s-a dovedit a fi mult mai mare decât previziunile inițiale de 4-6 megatone.

Numele provocării: Castelul Romeo
Data: 26 martie 1954
Locație: pe o barjă în craterul Bravo, atolul Bikini
Tip de explozie: suprafață
Putere: 11 megatone

Puterea exploziei s-a dovedit a fi de 3 ori mai mare decât previziunile inițiale. Romeo a fost primul test efectuat pe o barjă.

Proiectul Dominic, Testul Aztec

Numele provocării: Priscilla (ca parte a seriei de provocări „Plumbbob”)
Data: 1957

Randament: 37 kilotone

Așa arată procesul de lansare sumă uriașă energie radiantă și termică dintr-o explozie atomică în aer deasupra deșertului. Aici se mai pot vedea echipamente militare, care într-o clipă vor fi distruse de unda de șoc, surprinse sub forma unei coroane înconjurând epicentrul exploziei. Puteți vedea cum unda de șoc a fost reflectată de pe suprafața pământului și este pe cale să se îmbine cu mingea de foc.

Numele provocării: Grable (ca parte a Operațiunii Upshot Knothole)
Data: 25 mai 1953
Locație: Locația de testare nucleară din Nevada
Putere: 15 kilotone

Într-un loc de testare din deșertul Nevada, fotografi de la Lookout Mountain Center în 1953 au fotografiat un fenomen neobișnuit (un inel de foc într-o ciupercă nucleară după explozia unui obuz dintr-un tun nuclear), a cărui natură pentru o lungă perioadă de timp a ocupat mințile oamenilor de știință.

Project Upshot Knothole, test de greblare. Acest test a implicat o explozie a unei bombe atomice de 15 kilotone lansată de un tun atomic de 280 mm. Testul a avut loc pe 25 mai 1953 la locul de testare din Nevada. (Foto: Administrația Națională de Securitate Nucleară/Oficiul de amplasament din Nevada)

Un nor ciupercă s-a format ca urmare a exploziei atomice a testului Truckee efectuat în cadrul Proiectului Dominic.

Project Buster, câine de testare.

Proiect Dominic, test Yeso. Test: Da; data: 10 iunie 1962; proiect: Dominic; locație: 32 km sud de Insula Crăciunului; tip test: B-52, atmosferic, înălțime – 2,5 m; putere: 3,0 mt; tip de încărcare: atomică. (Wikicommons)

Numele provocării: YESO
Data: 10 iunie 1962
Locație: Insula Crăciunului
Putere: 3 megatone

Testarea „Licorn” în Polinezia Franceză. Imaginea #1. (Pierre J./Armata Franceză)

Numele provocării: „Unicorn” (franceză: Licorne)
Data: 3 iulie 1970
Locație: atolul din Polinezia Franceză
Randament: 914 kilotone

Testarea „Licorn” în Polinezia Franceză. Imaginea #2. (Foto: Pierre J./Armata Franceză)

Testarea „Licorn” în Polinezia Franceză. Imaginea #3. (Foto: Pierre J./Armata Franceză)

Pentru obtinerea poze bune Site-urile de testare angajează adesea echipe întregi de fotografi. Foto: explozie de test nuclear în deșertul Nevada. În dreapta sunt vizibile penele de rachetă, cu ajutorul cărora oamenii de știință determină caracteristicile undei de șoc.

Testarea „Licorn” în Polinezia Franceză. Imaginea #4. (Foto: Pierre J./Armata Franceză)

Proiectul Castelul, Testul Romeo. (Foto: zvis.com)

Proiect Hardtack, Umbrella Test. Provocare: Umbrelă; data: 8 iunie 1958; proiect: Hardtack I; locație: laguna Atolul Enewetak; tip test: subacvatic, adancime 45 m; putere: 8kt; tip de încărcare: atomică.

Proiect Redwing, Test Seminole. (Foto: Arhiva armelor nucleare)

Testul Riya. Testul atmosferic al unei bombe atomice în Polinezia Franceză în august 1971. Ca parte a acestui test, care a avut loc la 14 august 1971, a fost detonat un focos termonuclear cu numele de cod „Riya” cu un randament de 1000 kt. Explozia a avut loc pe teritoriul atolului Mururoa. Această fotografie a fost făcută de la o distanță de 60 km de marcajul zero. Foto: Pierre J.

Un nor ciupercă de la o explozie nucleară peste Hiroshima (stânga) și Nagasaki (dreapta). Pe stadiu final Al Doilea Război Mondial, Statele Unite au efectuat 2 lovituri atomice asupra Hiroshima și Nagasaki. Prima explozie a avut loc pe 6 august 1945, iar a doua pe 9 august 1945. Aceasta a fost singura dată când armele nucleare au fost folosite în scopuri militare. La ordinul președintelui Truman, armata americană a aruncat bomba nucleară Little Boy pe Hiroshima pe 6 august 1945, urmată de bomba nucleară Fat Man pe Nagasaki pe 9 august. În 2-4 luni de la exploziile nucleare, între 90.000 și 166.000 de oameni au murit în Hiroshima și între 60.000 și 80.000 în Nagasaki (Foto: Wikicommons)

Upshot Knothole Project. Locul de testare din Nevada, 17 martie 1953. Valul de explozie a distrus complet Clădirea nr. 1, situată la o distanță de 1,05 km de marcajul zero. Diferența de timp dintre prima și a doua lovitură este de 21/3 secunde. Aparatul foto a fost plasat într-o carcasă de protecție cu o grosime a peretelui de 5 cm.Singura sursă de lumină în acest caz a fost un blitz nuclear. (Foto: Administrația Națională de Securitate Nucleară/Oficiul de amplasament din Nevada)

Project Ranger, 1951. Numele testului este necunoscut. (Foto: Administrația Națională de Securitate Nucleară/Oficiul de amplasament din Nevada)

Testul Trinității.

„Trinity” a fost numele de cod pentru primul test de arme nucleare. Acest test a fost efectuat de armata Statelor Unite pe 16 iulie 1945, la un loc situat la aproximativ 56 km sud-est de Socorro, New Mexico, la White Sands Missile Range. Testul a folosit o bombă cu plutoniu de tip implozie, poreclit „The Thing”. După detonare, a avut loc o explozie cu o putere echivalentă cu 20 de kilotone de TNT. Data acestui test este considerată începutul erei atomice. (Foto: Wikicommons)

Numele provocării: Mike
Data: 31 octombrie 1952
Locație: Insula Elugelab ("Flora"), Atolul Enewate
Putere: 10,4 megatone

Dispozitivul detonat în timpul testului lui Mike, numit „cârnat”, a fost prima bombă „hidrogen” adevărată din clasa megatonii. Norul de ciuperci a atins o înălțime de 41 km cu un diametru de 96 km.

Atentatul MET efectuat în cadrul Operațiunii Thipot. Este de remarcat faptul că explozia MET a fost comparabilă ca putere cu bomba de plutoniu Fat Man aruncată asupra Nagasaki. 15 aprilie 1955, 22 kt. (Wikimedia)

Una dintre cele mai puternice explozii ale unei bombe termonucleare cu hidrogen din contul SUA este Operațiunea Castle Bravo. Puterea de încărcare a fost de 10 megatone. Explozia a avut loc la 1 martie 1954 la atolul Bikini, Insulele Marshall. (Wikimedia)

Operațiunea Castelul Romeo a fost una dintre cele mai puternice explozii de bombe termonucleare efectuate de Statele Unite. Atolul Bikini, 27 martie 1954, 11 megatone. (Wikimedia)

Explozie Baker, arătând suprafața albă a apei perturbată de unda de șoc aerian și vârful coloanei goale de pulverizare care a format norul Wilson emisferic. În fundal este țărmul atolului Bikini, iulie 1946. (Wikimedia)

Explozia bombei termonucleare (hidrogen) americane „Mike” cu o putere de 10,4 megatone. 1 noiembrie 1952. (Wikimedia)

Operațiunea Greenhouse a fost a cincea serie de teste nucleare americane și a doua dintre ele în 1951. Operațiunea a testat modelele focoaselor nucleare folosind fuziunea nucleară pentru a crește producția de energie. În plus, impactul exploziei asupra structurilor, inclusiv Cladiri rezidentiale, clădirile fabricii și buncărele. Operațiunea a fost efectuată la locul de testare nucleară din Pacific. Toate dispozitivele au fost detonate pe turnuri metalice înalte, simulând o explozie de aer. Explozie George, 225 kilotone, 9 mai 1951. (Wikimedia)

Un nor de ciuperci cu o coloană de apă în loc de o tulpină de praf. În dreapta, pe stâlp este vizibilă o gaură: cuirasatul Arkansas a acoperit emisia de stropi. Test Baker, putere de încărcare - 23 de kilotone de TNT, 25 iulie 1946. (Wikimedia)

Nor de 200 de metri deasupra Frenchman Flat după explozia MET ca parte a Operațiunii Teapot, 15 aprilie 1955, 22 kt. Acest proiectil avea un miez rar de uraniu-233. (Wikimedia)

Craterul s-a format când un val de explozie de 100 de kilotone a fost explodat sub 635 de picioare de deșert la 6 iulie 1962, deplasând 12 milioane de tone de pământ.

Timp: 0s. Distanta: 0m. Inițierea exploziei unui detonator nuclear.
Timp: 0,0000001s. Distanta: 0m Temperatura: pana la 100 milioane °C. Începutul și cursul reacțiilor nucleare și termonucleare într-o sarcină. Odată cu explozia sa, un detonator nuclear creează condiții pentru declanșarea reacțiilor termonucleare: zona de ardere termonucleară trece printr-o undă de șoc în substanța de încărcare cu o viteză de ordinul a 5000 km/s (106 - 107 m/s). 90% din neutronii eliberați în timpul reacțiilor sunt absorbiți de substanța bomba, restul de 10% sunt emiși.

Timp: 10−7c. Distanta: 0m. Până la 80% sau mai mult din energia substanței care reacționează este transformată și eliberată sub formă de raze X moi și radiații UV dure cu energie enormă. Radiația de raze X generează un val de căldură care încălzește bomba, iese și începe să încălzească aerul din jur.

Timp:< 10−7c. Расстояние: 2м Temperatura: 30 milioane°C. Sfârșitul reacției, începutul dispersării substanței bombe. Bomba dispare imediat din vedere și în locul ei apare o sferă luminoasă (minge de foc), care maschează dispersia încărcăturii. Rata de creștere a sferei în primii metri este apropiată de viteza luminii. Densitatea substanței scade aici la 1% din densitatea aerului din jur în 0,01 secunde; temperatura scade la 7-8 mii °C în 2,6 secunde, este menținută timp de ~5 secunde și scade în continuare odată cu creșterea sferei de foc; După 2-3 secunde presiunea scade la puțin sub presiunea atmosferică.

Timp: 1,1x10−7s. Distanta: 10m Temperatura: 6 milioane°C. Expansiunea sferei vizibile la ~10 m are loc datorită strălucirii aerului ionizat sub radiația de raze X din reacțiile nucleare și apoi prin difuzia radiativă a aerului încălzit în sine. Energia cuantelor de radiație care părăsesc sarcina termonucleară este astfel încât calea lor liberă înainte de a fi captate de particulele de aer este de aproximativ 10 m și este inițial comparabilă cu dimensiunea unei sfere; fotonii rulează rapid în jurul întregii sfere, făcând o medie a temperaturii acesteia și zboară din ea cu viteza luminii, ionizând tot mai multe straturi de aer, deci aceeași temperatură și aceeași rată de creștere aproape de lumină. În plus, de la captură la captură, fotonii pierd energie și distanța lor de călătorie este redusă, creșterea sferei încetinește.

Timp: 1,4x10−7s. Distanta: 16m Temperatura: 4 milioane°C. În general, de la 10−7 la 0,08 secunde, prima fază a strălucirii sferei are loc cu o scădere rapidă a temperaturii și eliberarea a ~1% din energia radiației, mai ales sub formă de raze UV și radiații de lumină strălucitoare, care pot deteriora vederea unui observator îndepărtat fără educație arsuri ale pielii. Iluminarea suprafeței pământului în aceste momente la distanțe de până la zeci de kilometri poate fi de o sută sau de mai multe ori mai mare decât soarele.

Timp: 1,7x10−7s. Distanta: 21m Temperatura: 3 milioane°C. Vaporii de bombă sub formă de bâte, cheaguri dense și jeturi de plasmă, ca un piston, comprimă aerul din fața lor și formează o undă de șoc în interiorul sferei - o undă de șoc internă, care diferă de o undă de șoc obișnuită în non- proprietăți adiabatice, aproape izoterme și la aceleași presiuni densitate de câteva ori mai mare: aerul comprimat prin șoc radiază imediat cea mai mare parte a energiei prin minge, care este încă transparentă la radiații.
În primele zeci de metri, obiectele din jur, înainte ca sfera de foc să le lovească, din cauza vitezei prea mari, nu au timp să reacționeze în niciun fel - nici măcar practic nu se încălzesc, iar odată în interiorul sferei sub fluxul de radiații se evaporă instantaneu.

Temperatura: 2 milioane°C. Viteza 1000 km/s. Pe măsură ce sfera crește și temperatura scade, energia și densitatea fluxului fotonilor scad, iar intervalul lor (de ordinul unui metru) nu mai este suficient pentru vitezele apropiate ale luminii de expansiune a frontului de foc. Volumul de aer încălzit a început să se extindă și din centrul exploziei sa format un flux al particulelor sale. Când aerul este încă la limita sferei, valul de căldură încetinește. Aerul încălzit în expansiune din interiorul sferei se ciocnește cu aerul staționar de la limita sa și undeva începând de la 36-37 m apare o undă de densitate crescândă - viitoarea undă de șoc a aerului extern; Înainte de aceasta, valul nu a avut timp să apară din cauza ratei enorme de creștere a sferei luminoase.

Timp: 0,000001s. Distanta: 34m Temperatura: 2 milioane°C. Șocul intern și vaporii bombei sunt localizați într-un strat la 8-12 m de locul exploziei, vârful de presiune este de până la 17.000 MPa la o distanță de 10,5 m, densitatea este de ~ 4 ori densitatea aerului, viteza este de ~ 100 km/s. Regiunea de aer cald: presiune la limită 2500 MPa, în interiorul regiunii până la 5000 MPa, viteza particulelor până la 16 km/s. Substanța vaporilor bombei începe să rămână în urmă cu interiorul. sari pe măsură ce tot mai mult aer din el este tras în mișcare. Cheagurile dense și jeturile mențin viteza.

Timp: 0,000034s. Distanta: 42m Temperatura: 1 milion°C. Condiții la epicentrul exploziei primei bombe sovietice cu hidrogen (400 kt la o înălțime de 30 m), care a creat un crater de aproximativ 50 m diametru și 8 m adâncime. La 15 m de epicentru sau la 5-6 m de la baza turnului cu încărcare se afla un buncăr din beton armat cu pereții de 2 m grosime.Pentru așezarea utilajului științific deasupra, acoperit cu o movilă mare de pământ de 8 m grosime, distrus. .

Temperatura: 600 mii ° C. Din acest moment, natura undei de șoc încetează să mai depindă de condițiile inițiale ale unei explozii nucleare și se apropie de cea tipică pentru o explozie puternică în aer, adică. Astfel de parametri de undă ar putea fi observați în timpul exploziei unei mase mari de explozibili convenționali.

Timp: 0.0036s. Distanta: 60m Temperatura: 600 mii°C. Șocul intern, după ce a depășit întreaga sferă izotermă, o prinde din urmă și se contopește cu cea externă, crescându-i densitatea și formând așa-numitul. un șoc puternic este un singur front de undă de șoc. Densitatea materiei din sferă scade la 1/3 din atmosferă.

Timp: 0,014s. Distanta: 110m Temperatura: 400 mii°C. O undă de șoc similară la epicentrul exploziei primei bombe atomice sovietice cu o putere de 22 kt la o înălțime de 30 m a generat o deplasare seismică care a distrus imitația tunelurilor de metrou cu diferite tipuri de prindere la adâncimi de 10 și 20. m. 30 m, au murit animalele din tuneluri la adâncimi de 10, 20 și 30 m. La suprafață a apărut o depresiune discretă în formă de farfurie, cu un diametru de aproximativ 100 m. Condiții similare au fost la epicentrul exploziei Trinity de 21 kt la o altitudine de 30 m; un crater cu un diametru de 80 m și o adâncime de s-a format 2 m.

Timp: 0.004s. Distanta: 135m
Temperatura: 300 mii°C. Înălțimea maximă a exploziei de aer este de 1 Mt pentru a forma un crater vizibil în pământ. Partea frontală a undei de șoc este distorsionată de impactul aglomerărilor de vapori de bombe:

Timp: 0.007s. Distanta: 190m Temperatura: 200 mii°C. Pe un front neted și aparent strălucitor, ritmul. undele formează vezicule mari și pete luminoase (sfera pare să fiarbă). Densitatea materiei într-o sferă izotermă cu diametrul de ~150 m scade sub 10% din cea atmosferică.
Obiectele non-masive se evaporă cu câțiva metri înainte de sosirea incendiului. sfere („Trucuri de frânghie”); corpul uman de pe partea exploziei va avea timp să se carbonizeze și se va evapora complet odată cu sosirea undei de șoc.

Timp: 0.01s. Distanta: 214m Temperatura: 200 mii°C. O undă similară de șoc aerian a primei bombe atomice sovietice la o distanță de 60 m (52 m de epicentru) a distrus capetele puțurilor care duceau în tunelurile de metrou imitație sub epicentru (vezi mai sus). Fiecare cap era o cazemată puternică din beton armat, acoperită cu un mic terasament de pământ. Fragmentele capetelor au căzut în trunchiuri, acestea din urmă au fost apoi zdrobite de valul seismic.

Timp: 0.015s. Distanta: 250m Temperatura: 170 mii°C. Unda de șoc distruge foarte mult rocile. Viteza undei de șoc este mai mare decât viteza sunetului în metal: limita teoretică de rezistență a ușii de intrare în adăpost; rezervorul se aplatizează și arde.

Timp: 0,028s. Distanta: 320m Temperatura: 110 mii°C. Persoana este risipită de un flux de plasmă (viteza undei de șoc = viteza sunetului în oase, corpul se prăbușește în praf și arde imediat). Distrugerea completă a celor mai durabile structuri supraterane.

Timp: 0,073s. Distanta: 400m Temperatura: 80 mii°C. Neregulile pe sferă dispar. Densitatea substanței scade în centru până la aproape 1%, iar la marginea izotermelor. sfere cu un diametru de ~320 m până la 2% atmosferic. La această distanță, în 1,5 s, încălzirea la 30.000 °C și scăderea la 7000 °C, ~5 s menținându-se la un nivel de ~6.500 °C și scăderea temperaturii în 10-20 s când mingea de foc se mișcă în sus.

Timp: 0,079 s. Distanta: 435m Temperatura: 110 mii°C. Distrugerea totală a autostrăzilor cu suprafețe de asfalt și beton Temperatura minimă a radiației undelor de șoc, sfârșitul fazei I de strălucire. Un adăpost de tip metrou, căptușit cu tuburi de fontă și beton armat monolit și îngropat la 18 m, este calculat pentru a rezista la o explozie (40 kt) fără distrugere la o înălțime de 30 m la o distanță minimă de 150 m ( presiunea undelor de șoc de ordinul a 5 MPa), au fost testate 38 kt de RDS.2 la o distanță de 235 m (presiune ~1,5 MPa), au suferit deformații și avarii minore. La temperaturi în frontul de compresie sub 80 mii °C, molecule noi de NO2 nu mai apar, stratul de dioxid de azot dispare treptat și încetează să filtreze radiațiile interne. Sfera de impact devine treptat transparentă și prin ea, ca prin sticla întunecată, sunt vizibili de ceva timp norii de vapori de bombe și sfera izotermă; În general, sfera de foc este similară cu artificiile. Apoi, pe măsură ce transparența crește, intensitatea radiației crește și detaliile sferei, ca și cum ar prinde din nou, devin invizibile. Procesul amintește de sfârșitul erei recombinării și de nașterea luminii în Univers la câteva sute de mii de ani după Big Bang.

Timp: 0,1 s. Distanta: 530m Temperatura: 70 mii°C. Când frontul undei de șoc se separă și se mișcă înainte de limita sferei de foc, rata de creștere a acestuia scade considerabil. Începe a 2-a fază a strălucirii, mai puțin intensă, dar cu două ordine de mărime mai lungă, cu eliberarea a 99% din energia radiației de explozie în principal în spectrul vizibil și IR. În prima sută de metri, o persoană nu are timp să vadă explozia și moare fără să sufere (timpul de reacție vizuală umană este de 0,1 - 0,3 s, timpul de reacție la o arsură este de 0,15 - 0,2 s).

Timp: 0.15s. Distanta: 580m Temperatura: 65 mii°C. Radiația ~100.000 Gy. O persoană rămâne cu fragmente osoase carbonizate (viteza undei de șoc este de ordinul vitezei sunetului în țesuturile moi: un șoc hidrodinamic care distruge celulele și țesutul trece prin corp).

Timp: 0.25s. Distanta: 630m Temperatura: 50 mii°C. Radiații penetrante ~40.000 Gy. O persoană se transformă într-o epavă carbonizată: unda de șoc provoacă amputarea traumatică, care are loc într-o fracțiune de secundă. sfera înflăcărată strică rămășițele. Distrugerea completă a rezervorului. Distrugerea completă a liniilor de cabluri subterane, conductelor de apă, conductelor de gaz, canalizării, puțurilor de inspecție. Distrugerea țevilor subterane din beton armat cu diametrul de 1,5 m și grosimea peretelui de 0,2 m. Distrugerea barajului arcuit din beton al unei centrale hidroelectrice. Distrugerea severă a fortificațiilor pe termen lung din beton armat. Daune minore la structurile subterane de metrou.

Timp: 0,4 s. Distanta: 800m Temperatura: 40 mii°C. Încălzește obiecte până la 3000 °C. Radiații penetrante ~20.000 Gy. Distrugerea completă a tuturor structurilor de protecție (adăposturi) de protecție civilă și distrugerea dispozitivelor de protecție la intrările de metrou. Distrugerea barajului gravitațional din beton al unei centrale hidroelectrice, buncărele devin ineficiente la o distanță de 250 m.

Timp: 0.73s. Distanta: 1200m Temperatura: 17 mii°C. Radiație ~5000 Gy. Cu o înălțime de explozie de 1200 m, încălzirea aerului solului la epicentru înainte de sosirea șocului. valuri de până la 900°C. Bărbat - 100% moarte din unda de șoc. Distrugerea adăposturilor proiectate pentru 200 kPa (tip A-III sau clasa 3). Distrugerea completă a buncărelor prefabricate din beton armat la o distanță de 500 m în condițiile unei explozii la sol. Distrugerea completă a căilor ferate. Luminozitatea maximă a celei de-a doua faze a strălucirii sferei până în acest moment eliberase ~20% din energia luminii

Timp: 1,4 secunde. Distanta: 1600m Temperatura: 12 mii°C. Încălziți obiecte până la 200°C. Radiație 500 Gy. Numeroase arsuri de 3-4 grade până la 60-90% din suprafața corpului, daune grave de radiații combinate cu alte leziuni, mortalitate imediată sau până la 100% în prima zi. Rezervorul este aruncat înapoi ~10 m și deteriorat. Distrugerea completă a podurilor metalice și din beton armat cu o deschidere de 30 - 50 m.

Timp: 1,6 s. Distanta: 1750m Temperatura: 10 mii°C. Radiatie aprox. 70 gr. Echipajul tancului moare în 2-3 săptămâni din cauza radiațiilor extrem de severă. Distrugerea completă a clădirilor din beton, beton armat monolitic (înălțime joasă) și rezistente la cutremur de 0,2 MPa, adăposturi încorporate și autoportante proiectate pentru 100 kPa (tip A-IV sau clasa 4), adăposturi în subsolurile multilor. -cladiri cu etaj.

Timp: 1,9c. Distanta: 1900m Temperatura: 9 mii °C Daune periculoase pentru o persoană de către unda de șoc și aruncare până la 300 m cu o viteză inițială de până la 400 km/h, din care 100-150 m (cale 0,3-0,5) este zbor liber și distanța rămasă este numeroase ricoșeuri în jurul solului. Radiația de aproximativ 50 Gy este o formă fulminantă de boală de radiații, 100% mortalitate în 6-9 zile. Distrugerea adăposturilor încorporate proiectate pentru 50 kPa. Distrugerea gravă a clădirilor rezistente la cutremur. Presiune 0,12 MPa și mai mare - toate clădirile urbane sunt dense și descărcate și se transformă în moloz solide (molozurile individuale se îmbină într-unul solid), înălțimea molozului poate fi de 3-4 m. Sfera de foc în acest moment atinge dimensiunea maximă (D ~ 2 km), zdrobit de jos de unda de șoc reflectată de sol și începe să se ridice; sfera izotermă din ea se prăbușește, formând un flux rapid ascendent la epicentru - viitorul picior al ciupercii.

Timp: 2.6s. Distanta: 2200m Temperatura: 7,5 mii°C. Leziuni grave ale unei persoane prin unda de soc. Radiații ~10 Gy - extrem de severă acută boala de radiatii, conform combinației de leziuni, mortalitatea 100% este în 1-2 săptămâni. Sejur în siguranță într-un rezervor, într-un subsol fortificat cu tavan din beton armat și în majoritatea adăposturilor G.O.. Distrugerea camioanelor. 0,1 MPa - presiunea de proiectare a undei de șoc pentru proiectarea structurilor și dispozitivelor de protecție ale structurilor subterane ale liniilor de metrou de mică adâncime.

Timp: 3,8c. Distanta: 2800m Temperatura: 7,5 mii°C. Radiație 1 Gy - în condiții pașnice și tratament în timp util, leziuni nepericuloase prin radiații, dar cu condiții insalubre și stres fizic și psihologic sever care însoțesc dezastrul, absența îngrijire medicală, alimentație și odihnă normală, până la jumătate dintre victime mor doar din cauza radiațiilor și a bolilor concomitente, iar în ceea ce privește cantitatea daunelor (plus răni și arsuri) mult mai mult. Presiune mai mică de 0,1 MPa - zonele urbane cu clădiri dense se transformă în moloz solide. Distrugerea completă a subsolurilor fără armarea structurilor 0,075 MPa. Distrugerea medie a clădirilor rezistente la cutremur este de 0,08-0,12 MPa. Deteriorări grave ale buncărelor prefabricate din beton armat. Detonarea pirotehnicii.

Timp: 6c. Distanta: 3600m Temperatura: 4,5 mii°C. Daune moderate aduse unei persoane de către o undă de șoc. Radiație ~0,05 Gy - doza nu este periculoasă. Oamenii și obiectele lasă „umbre” pe asfalt. Distrugerea completă a clădirilor administrative cu mai multe etaje (birouri) (0,05-0,06 MPa), adăposturi de cel mai simplu tip; distrugerea severă și completă a structurilor industriale masive. Aproape toate clădirile urbane au fost distruse odată cu formarea molozului local (o casă - un moloz). Distrugerea completă a autoturismelor, distrugere completă paduri. Un impuls electromagnetic de ~3 kV/m afectează aparatele electrice insensibile. Distrugerea este similară cu un cutremur de 10 puncte. Sfera s-a transformat într-o cupolă de foc, ca un balon care plutește în sus, purtând cu ea o coloană de fum și praf de la suprafața pământului: o ciupercă explozivă caracteristică crește cu o viteză verticală inițială de până la 500 km/h. Viteza vântului de la suprafață până la epicentru este de ~100 km/h.

Timp: 10c. Distanta: 6400m Temperatura: 2 mii°C. La sfârșitul timpului efectiv al celei de-a doua faze de strălucire, a fost eliberată ~80% din energia totală a radiației luminoase. Restul de 20% se aprind inofensiv timp de aproximativ un minut cu o scădere continuă a intensității, pierzându-se treptat în nori. Distrugerea celui mai simplu tip de adăpost (0,035-0,05 MPa). În primii kilometri, o persoană nu va auzi vuietul exploziei din cauza leziunilor auzului de la unda de șoc. O persoană este aruncată înapoi de o undă de șoc de ~20 m cu o viteză inițială de ~30 km/h. Distrugerea completă a caselor din cărămidă cu mai multe etaje, case cu panouri, distrugerea gravă a depozitelor, distrugerea moderată a clădirilor administrative cu cadru. Distrugerea este similară cu un cutremur cu magnitudinea 8. În siguranță în aproape orice subsol.
Strălucirea cupolei de foc încetează să mai fie periculoasă, se transformă într-un nor de foc, crescând în volum pe măsură ce se ridică; gazele fierbinți din nor încep să se rotească într-un vortex în formă de torus; produsele fierbinți ai exploziei sunt localizate în partea superioară a norului. Fluxul de aer prăfuit din coloană se mișcă de două ori mai repede decât creșterea „ciupercii”, depășește norul, trece prin el, diverge și, parcă, este înfășurat în jurul lui, ca pe o bobină în formă de inel.

Timp: 15c. Distanta: 7500m. Daune ușoare aduse unei persoane de către o undă de șoc. Arsuri de gradul trei ale părților expuse ale corpului. Distrugerea completă a caselor din lemn, distrugerea severă a clădirilor cu mai multe etaje din cărămidă 0,02-0,03 MPa, distrugere medie a depozitelor din cărămidă, beton armat cu mai multe etaje, case cu panouri; distrugere slabă a clădirilor administrative 0,02-0,03 MPa, structuri industriale masive. Mașini iau foc. Distrugerea este similară cu un cutremur cu magnitudinea 6 sau cu un uragan cu magnitudinea 12. până la 39 m/s. „Ciuperca” a crescut cu până la 3 km deasupra centrului exploziei (înălțimea adevărată a ciupercii este mai mare decât înălțimea exploziei focoasei, aproximativ 1,5 km), are o „fustă” de condensare a vaporilor de apă în un curent de aer cald, ventilat de nor în atmosfera rece din straturile superioare.

Timp: 35c. Distanță: 14 km. Arsuri de gradul doi. Hârtia și prelata întunecată se aprind. O zonă de incendii continue; în zonele cu clădiri dens combustibile, sunt posibile o furtună de incendii și o tornadă (Hiroshima, „Operațiunea Gomorra”). Distrugerea slabă a clădirilor cu panouri. Dezactivarea aeronavelor și a rachetelor. Distrugerea este asemănătoare cu un cutremur de 4-5 puncte, o furtună de 9-11 puncte V = 21 - 28,5 m/s. „Ciuperca” a crescut la ~5 km; norul de foc strălucește din ce în ce mai slab.

Timp: 1 min. Distanta: 22 km. Arsuri de gradul I - moartea este posibilă în îmbrăcămintea de plajă. Distrugerea geamurilor armate. Dezrădăcinarea copacilor mari. Zona de incendii individuale „Ciuperca” s-a ridicat la 7,5 km, norul nu mai emite lumină și acum are o nuanță roșiatică din cauza oxizilor de azot pe care îi conține, ceea ce îl va scoate în evidență puternic printre alți nori.

Timp: 1,5 min. Distanta: 35 km. Raza maximă de deteriorare a echipamentelor electrice sensibile neprotejate de către un impuls electromagnetic. Aproape toată sticla obișnuită și o parte din geamurile armate de la ferestre au fost sparte - mai ales în iarna geroasă, plus posibilitatea de tăiere de la fragmente zburătoare. „Ciuperca” a crescut la 10 km, viteza de urcare a fost de ~220 km/h. Deasupra tropopauzei, norul se dezvoltă predominant în lățime.
Timp: 4 min. Distanță: 85 km. Blițul arată ca un Soare mare, nenatural de strălucitor la orizont și poate provoca o arsură la nivelul retinei și o vânt de căldură pe față. Unda de șoc care sosește după 4 minute poate în continuare să doboare o persoană din picioare și să spargă geamurile individuale din ferestre. „Ciuperca” a crescut cu peste 16 km, viteza de urcare ~140 km/h

Timp: 8 min. Distanta: 145 km. Blițul nu este vizibil dincolo de orizont, dar se văd o strălucire puternică și un nor de foc. Înălțimea totală a „ciupercii” este de până la 24 km, norul are 9 km înălțime și 20-30 km în diametru, cu cea mai lată partea sa „se odihnește” pe tropopauză. Norul de ciuperci a crescut la dimensiunea maximă și este observat timp de aproximativ o oră sau mai mult până când este disipat de vânturi și amestecat cu norii normali. Precipitațiile cu particule relativ mari cad din nor în 10-20 de ore, formând o urmă radioactivă în apropiere.

Timp: 5,5-13 ore Distanta: 300-500 km. Granița îndepărtată a zonei moderat infectate (zona A). Nivelul de radiație la limita exterioară a zonei este de 0,08 Gy/h; doza totala de radiatii 0,4-4 Gy.

Timp: ~10 luni. Timpul efectiv de semidepunere a substanțelor radioactive pentru straturile inferioare ale stratosferei tropicale (până la 21 km); precipitațiile au loc, de asemenea, în principal la latitudinile mijlocii din aceeași emisferă în care a avut loc explozia.

Monument la primul test al bombei atomice Trinity. Acest monument a fost ridicat la locul de testare White Sands în 1965, la 20 de ani după testul Trinity. Pe placa monumentului scrie: „Primul test de bombă atomică din lume a avut loc în acest loc la 16 iulie 1945”. O altă placă de mai jos comemorează desemnarea sitului ca reper istoric național. (Foto: Wikicommons)

Există un număr considerabil de cluburi politice diferite în lume. G7, acum G20, BRICS, SCO, NATO, Uniunea Europeană, într-o oarecare măsură. Cu toate acestea, niciunul dintre aceste cluburi nu se poate lăuda cu o funcție unică - capacitatea de a distruge lumea așa cum o cunoaștem. „Clubul nuclear” are capacități similare.

Astăzi există 9 țări care au arme nucleare:

Rusia;
Marea Britanie;
Franţa;
India
Pakistan;
Israel;
RPDC.

Țările sunt clasate pe măsură ce achiziționează arme nucleare în arsenalul lor. Dacă lista ar fi aranjată după numărul de focoase, atunci Rusia ar fi pe primul loc cu cele 8.000 de unități ale sale, dintre care 1.600 pot fi lansate chiar și acum. Statele sunt doar cu 700 de unități în urmă, dar au la îndemână încă 320 de acuzații. „Clubul nuclear” este un concept pur relativ; de fapt, nu există club. Există o serie de acorduri între țări privind neproliferarea și reducerea stocurilor de arme nucleare.

Primele teste ale bombei atomice, după cum știm, au fost efectuate de Statele Unite încă din 1945. Această armă a fost testată în condițiile „de câmp” ale celui de-al Doilea Război Mondial pe locuitorii orașelor japoneze Hiroshima și Nagasaki. Aceștia funcționează pe principiul diviziunii. În timpul exploziei, se declanșează o reacție în lanț, care provoacă fisiunea nucleelor în două, cu eliberarea însoțitoare de energie. Uraniul și plutoniul sunt utilizate în principal pentru această reacție. Ideile noastre despre ce sunt făcute bombele nucleare sunt legate de aceste elemente. Deoarece uraniul apare în natură doar ca un amestec de trei izotopi, dintre care doar unul este capabil să susțină o astfel de reacție, este necesar să se îmbogățească uraniul. Alternativa este plutoniul-239, care nu apare în mod natural și trebuie să fie produs din uraniu.

Dacă o reacție de fisiune are loc într-o bombă cu uraniu, atunci are loc o reacție de fuziune într-o bombă cu hidrogen - aceasta este esența modului în care o bombă cu hidrogen diferă de una atomică. Știm cu toții că soarele ne dă lumină, căldură și s-ar putea spune viață. Aceleași procese care au loc la soare pot distruge cu ușurință orașe și țări. Explozia unei bombe cu hidrogen este generată de sinteza nucleelor ușoare, așa-numita fuziune termonucleară. Acest „miracol” este posibil datorită izotopilor de hidrogen - deuteriu și tritiu. Acesta este motivul pentru care bomba se numește bombă cu hidrogen. Puteți vedea și numele „bombă termonucleară”, din reacția care stă la baza acestei arme.

După ce lumea a văzut puterea distructivă a armelor nucleare, în august 1945, URSS a început o cursă care a durat până la prăbușire. Statele Unite au fost primele care au creat, testat și utilizate arme nucleare, primele care au detonat o bombă cu hidrogen, dar URSS poate fi creditată cu prima producție a unei bombe compacte cu hidrogen, care poate fi livrată inamicului cu un Tu obișnuit. -16. Prima bombă din SUA avea dimensiunea unei case cu trei etaje; o bombă cu hidrogen de această dimensiune ar fi de puțin folos. Sovieticii au primit astfel de arme deja în 1952, în timp ce prima bombă „adecvată” a Statelor Unite a fost adoptată abia în 1954. Dacă te uiți înapoi și analizezi exploziile de la Nagasaki și Hiroshima, poți ajunge la concluzia că nu erau atât de puternice. . Două bombe în total au distrus ambele orașe și au ucis, potrivit diverselor surse, până la 220.000 de oameni. Atentatul cu covorul din Tokyo ar putea ucide 150-200.000 de oameni pe zi chiar și fără arme nucleare. Acest lucru se datorează puterii scăzute a primelor bombe - doar câteva zeci de kilotone de TNT. Bombele cu hidrogen au fost testate cu scopul de a depăși 1 megatonă sau mai mult.

Prima bombă sovietică a fost testată cu o revendicare de 3 Mt, dar în final au testat 1,6 Mt.

Cea mai puternică bombă cu hidrogen a fost testată de sovietici în 1961. Capacitatea sa a ajuns la 58-75 Mt, cu 51 Mt declarate. „Țarul” a cufundat lumea într-un ușor șoc, în sensul literal. Unda de șoc a înconjurat planeta de trei ori. Nu a mai rămas niciun deal la locul de testare (Novaya Zemlya), explozia s-a auzit la o distanță de 800 km. Mingea de foc a atins un diametru de aproape 5 km, „ciuperca” a crescut cu 67 km, iar diametrul capacului său a fost de aproape 100 km. Consecințele unei astfel de explozii într-un oraș mare sunt greu de imaginat. Potrivit multor experți, testul unei bombe cu hidrogen de o asemenea putere (Statele la acea vreme aveau bombe de patru ori mai puțin puternice) a devenit primul pas către semnarea diferitelor tratate de interzicere a armelor nucleare, testarea acestora și reducerea producției. Pentru prima dată, lumea a început să se gândească la propria sa securitate, care era cu adevărat în pericol.

După cum am menționat mai devreme, principiul funcționării unei bombe cu hidrogen se bazează pe o reacție de fuziune. Fuziunea termonucleară este procesul de fuziune a două nuclee într-unul singur, cu formarea unui al treilea element, eliberarea unui al patrulea și energie. Forțele care resping nucleele sunt enorme, așa că pentru ca atomii să se apropie suficient pentru a fuziona, temperatura trebuie să fie pur și simplu enormă. Oamenii de știință s-au încurcat cu fuziunea termonucleară rece de secole, încercând, ca să spunem așa, să reseta temperatura de fuziune la temperatura camerei, în mod ideal. În acest caz, omenirea va avea acces la energia viitorului. În ceea ce privește reacția termonucleară actuală, pentru a o începe, mai trebuie să aprindeți un soare în miniatură aici pe Pământ - bombele folosesc de obicei o încărcătură de uraniu sau plutoniu pentru a începe fuziunea.

Pe lângă consecințele descrise mai sus din utilizarea unei bombe de zeci de megatone, o bombă cu hidrogen, ca orice armă nucleară, are o serie de consecințe din utilizarea sa. Unii oameni tind să creadă că bomba cu hidrogen este o „armă mai curată” decât o bombă convențională. Poate că asta are ceva de-a face cu numele. Oamenii aud cuvântul „apă” și cred că are ceva de-a face cu apa și hidrogenul și, prin urmare, consecințele nu sunt atât de grave. De fapt, cu siguranță nu este cazul, deoarece acțiunea unei bombe cu hidrogen se bazează pe substanțe extrem de radioactive. Teoretic, este posibil să se facă o bombă fără încărcătură de uraniu, dar acest lucru nu este practic din cauza complexității procesului, astfel încât reacția de fuziune pură este „diluată” cu uraniu pentru a crește puterea. În același timp, cantitatea de precipitații radioactive crește la 1000%. Tot ceea ce cade în globul de foc va fi distrus, zona din raza afectată va deveni nelocuabilă pentru oameni timp de zeci de ani. Precipitațiile radioactive pot dăuna sănătății oamenilor aflate la sute și mii de kilometri distanță. Cifrele specifice și zona de infecție pot fi calculate cunoscând puterea încărcăturii.

Cu toate acestea, distrugerea orașelor nu este cel mai rău lucru care se poate întâmpla „mulțumită” armelor de distrugere în masă. După un război nuclear, lumea nu va fi complet distrusă. Mii de orașe mari, miliarde de oameni vor rămâne pe planetă și doar un mic procent din teritorii își vor pierde statutul de „locuitor”. Pe termen lung, întreaga lume va fi în pericol din cauza așa-numitei „iarni nucleare”. Detonarea arsenalului nuclear al „clubului” ar putea declanșa eliberarea de substanțe suficiente (praf, funingine, fum) în atmosferă pentru a „reduce” strălucirea soarelui. Giulgiul, care s-ar putea răspândi pe întreaga planetă, ar distruge recoltele pentru câțiva ani de acum încolo, provocând foamete și declinul inevitabil al populației. A existat deja un „an fără vară” în istorie, după o erupție vulcanică majoră în 1816, așa că iarna nucleară pare mai mult decât posibilă. Din nou, în funcție de modul în care decurge războiul, putem obține următoarele tipuri schimbări climatice globale:

o răcire de 1 grad va trece neobservată;
toamna nucleară - este posibilă răcirea cu 2-4 grade, scăderea culturilor și formarea crescută de uragane;
un analog al „anului fără vară” - când temperatura a scăzut semnificativ, cu câteva grade timp de un an;
Mica eră de gheață – temperaturile pot scădea cu 30–40 de grade pentru o perioadă semnificativă de timp și vor fi însoțite de depopularea mai multor zone nordice și de eșecuri ale culturilor;
Epoca de gheață - dezvoltarea Micii Epoci de Gheață, când reflectarea luminii solare de la suprafață poate atinge un anumit nivel critic și temperatura va continua să scadă, singura diferență este temperatura;
răcirea ireversibilă este o versiune foarte tristă a erei glaciare, care, sub influența multor factori, va transforma Pământul într-o nouă planetă.

Teoria iernii nucleare a fost criticată în mod constant, iar implicațiile ei par puțin exagerate. Cu toate acestea, nu este nevoie să ne îndoim de ofensiva sa inevitabilă în orice conflict global care implică utilizarea bombelor cu hidrogen.

Războiul Rece a trecut de mult în urmă și, prin urmare, isteria nucleară poate fi văzută doar în filmele vechi de la Hollywood și pe coperțile revistelor rare și ale benzilor desenate. În ciuda acestui fapt, s-ar putea să fim în pragul unui conflict nuclear, deși mic, dar grav. Toate acestea datorită iubitorului de rachete și eroului luptei împotriva ambițiilor imperialiste americane - Kim Jong-un. Bombă H RPDC este încă un obiect ipotetic; doar dovezile indirecte vorbesc despre existența sa. Desigur, guvernul Coreea de Nord relatează constant că au reușit să facă noi bombe, dar până acum nimeni nu le-a văzut pe viu. Desigur, statele și aliații lor - Japonia și Coreea de Sud - sunt puțin mai preocupați de prezența, chiar ipotetică, a unor astfel de arme în RPDC. Realitatea este că în acest moment RPDC nu are suficientă tehnologie pentru a ataca cu succes Statele Unite, pe care o anunță în fiecare an întregii lumi. Chiar și un atac asupra Japoniei sau a Sudului vecinului poate să nu aibă prea mult succes, dacă chiar deloc, dar în fiecare an pericolul unui nou conflict în Peninsula Coreeană crește.

Conținutul articolului

H-bombă, o armă de mare putere distructivă (de ordinul megatonelor în echivalent TNT), al cărei principiu de funcționare se bazează pe reacția de fuziune termonucleară a nucleelor ușoare. Sursa energiei de explozie sunt procese similare cu cele care au loc pe Soare și pe alte stele.

Reacții termonucleare.

Interiorul Soarelui conține o cantitate gigantică de hidrogen, care se află într-o stare de compresie ultra-înaltă la o temperatură de cca. 15.000.000 K. La temperaturi și densități atât de ridicate ale plasmei, nucleele de hidrogen se confruntă cu ciocniri constante între ele, dintre care unele duc la fuziunea lor și în cele din urmă la formarea de nuclee de heliu mai grele. Astfel de reacții, numite fuziune termonucleară, sunt însoțite de eliberarea de cantități enorme de energie. Conform legilor fizicii, eliberarea de energie în timpul fuziunii termonucleare se datorează faptului că, în timpul formării unui nucleu mai greu, o parte din masa nucleelor ușoare incluse în compoziția sa este transformată într-o cantitate colosală de energie. De aceea Soarele, avand o masa gigantica, pierde in fiecare zi aproximativ in procesul de fuziune termonucleara. 100 de miliarde de tone de materie și eliberează energie, datorită căreia viața pe Pământ a devenit posibilă.

Izotopi ai hidrogenului.

Atomul de hidrogen este cel mai simplu dintre toți atomii existenți. Este format dintr-un proton, care este nucleul său, în jurul căruia se rotește un singur electron. Studii atente ale apei (H 2 O) au arătat că aceasta conține cantități neglijabile de apă „grea” care conține „izotopul greu” de hidrogen - deuteriu (2 H). Nucleul de deuteriu este format dintr-un proton și un neutron - o particulă neutră cu o masă apropiată de un proton.

Există un al treilea izotop de hidrogen, tritiu, al cărui nucleu conține un proton și doi neutroni. Tritiul este instabil și suferă dezintegrare radioactivă spontană, transformându-se într-un izotop de heliu. Au fost găsite urme de tritiu în atmosfera Pământului, unde acesta se formează ca urmare a interacțiunii razelor cosmice cu moleculele de gaz care formează aerul. Tritiul este produs artificial într-un reactor nuclear prin iradierea izotopului de litiu-6 cu un flux de neutroni.

Dezvoltarea bombei cu hidrogen.

Analiza teoretică preliminară a arătat că fuziunea termonucleară se realizează cel mai ușor într-un amestec de deuteriu și tritiu. Luând aceasta ca bază, oamenii de știință din SUA, la începutul anului 1950, au început să implementeze un proiect de creare a unei bombe cu hidrogen (HB). Primele teste ale unui model de dispozitiv nuclear au fost efectuate la locul de testare Enewetak în primăvara anului 1951; fuziunea termonucleară a fost doar parțială. Un succes semnificativ a fost obținut la 1 noiembrie 1951 în timpul testării unui dispozitiv nuclear masiv, a cărui putere de explozie a fost de 4 × 8 Mt în echivalent TNT.

Prima bombă aeriană cu hidrogen a fost detonată în URSS pe 12 august 1953, iar pe 1 martie 1954, americanii au detonat o bombă aeriană mai puternică (aproximativ 15 Mt) pe atolul Bikini. De atunci, ambele puteri au efectuat explozii de arme avansate de megatoni.

Explozia de la atolul Bikini a fost însoțită de eliberarea unor cantități mari de substanțe radioactive. Unii dintre ei au căzut la sute de kilometri de locul exploziei pe vasul de pescuit japonez „Lucky Dragon”, în timp ce alții au acoperit insula Rongelap. Deoarece fuziunea termonucleară produce heliu stabil, radioactivitatea din explozia unei bombe cu hidrogen pur nu ar trebui să fie mai mare decât cea a unui detonator atomic al unei reacții termonucleare. Cu toate acestea, în cazul în cauză, precipitațiile radioactive prezise și reale au diferit semnificativ în cantitate și compoziție.

Mecanismul de acțiune al bombei cu hidrogen.

Secvența proceselor care au loc în timpul exploziei unei bombe cu hidrogen poate fi reprezentată după cum urmează. În primul rând, încărcătura inițiatoare a reacției termonucleare (o mică bombă atomică) situată în interiorul carcasei HB explodează, rezultând o fulgerare de neutroni și creând temperatura ridicată necesară inițierii fuziunii termonucleare. Neutronii bombardează o inserție din deuterură de litiu, un compus din deuteriu și litiu (se folosește un izotop de litiu cu număr de masă 6). Litiul-6 este împărțit în heliu și tritiu sub influența neutronilor. Astfel, siguranța atomică creează materialele necesare sintezei direct în bomba propriu-zisă.

Apoi începe o reacție termonucleară într-un amestec de deuteriu și tritiu, temperatura din interiorul bombei crește rapid, implicând din ce în ce mai mult cantitate mare hidrogen. Odată cu o creștere suplimentară a temperaturii, ar putea începe o reacție între nucleele de deuteriu, caracteristică unei bombe cu hidrogen pur. Toate reacțiile, desigur, apar atât de repede încât sunt percepute ca fiind instantanee.

Fisiune, fuziune, fisiune (superbombă).

De fapt, într-o bombă, succesiunea proceselor descrise mai sus se termină în stadiul reacției deuteriului cu tritiul. Mai mult, proiectanții de bombe au ales să nu folosească fuziunea nucleară, ci fisiunea nucleară. Fuziunea nucleelor de deuteriu și tritiu produce heliu și neutroni rapizi, a căror energie este suficient de mare pentru a provoca fisiunea nucleară a uraniului-238 (principalul izotop al uraniului, mult mai ieftin decât uraniul-235 folosit în bombele atomice convenționale). Neutronii rapizi despart atomii din învelișul de uraniu al superbombei. Fisiunea unei tone de uraniu creează energie echivalentă cu 18 Mt. Energia nu se duce doar la explozie și generarea de căldură. Fiecare nucleu de uraniu se împarte în două „fragmente” extrem de radioactive. Produsele de fisiune includ 36 de produse diferite elemente chimiceși aproape 200 de izotopi radioactivi. Toate acestea constituie precipitațiile radioactive care însoțesc exploziile superbombe.

Datorită designului unic și mecanismului de acțiune descris, armele de acest tip pot fi fabricate la fel de puternice pe cât se dorește. Este mult mai ieftin decât bombele atomice de aceeași putere.

Consecințele exploziei.

Undă de șoc și efect termic.

Impactul direct (primar) al exploziei unei superbombe este triplu. Cel mai evident impact direct este o undă de șoc de o intensitate enormă. Puterea impactului său, în funcție de puterea bombei, de înălțimea exploziei deasupra suprafeței pământului și de natura terenului, scade odată cu distanța de la epicentrul exploziei. Impactul termic al unei explozii este determinat de aceiași factori, dar depinde și de transparența aerului - ceața reduce brusc distanța la care o fulgere termică poate provoca arsuri grave.

Conform calculelor, în timpul unei explozii în atmosfera unei bombe de 20 de megatone, oamenii vor rămâne în viață în 50% din cazuri dacă 1) se refugiază într-un adăpost subteran din beton armat la o distanță de aproximativ 8 km de epicentrul explozie (E), 2) sunt în clădiri urbane obișnuite la o distanță de cca. 15 km de EV, 3) s-au trezit într-un loc deschis la o distanță de cca. 20 km de EV. În condiții de vizibilitate slabă și la o distanță de cel puțin 25 km, dacă atmosfera este senină, pentru persoanele din zone deschise, probabilitatea de supraviețuire crește rapid odată cu distanța față de epicentru; la o distanță de 32 km valoarea sa calculată este mai mare de 90%. Zona peste care radiația penetrantă generată în timpul unei explozii provoacă moartea este relativ mică, chiar și în cazul unei superbombe de mare putere.

Minge de foc.

În funcție de compoziția și masa materialului inflamabil implicat în minge de foc, se pot forma furtuni de foc uriașe care se autosusțin și se pot declanșa timp de multe ore. Cu toate acestea, cea mai periculoasă consecință (deși secundară) a exploziei este contaminarea radioactivă a mediului.

Cade afară.

Cum sunt formate.

Când o bombă explodează, mingea de foc rezultată este umplută cu o cantitate imensă de particule radioactive. De obicei, aceste particule sunt atât de mici încât, odată ce ajung în atmosfera superioară, pot rămâne acolo mult timp. Dar dacă o minge de foc intră în contact cu suprafața Pământului, transformă totul pe ea în praf fierbinte și cenușă și le atrage într-o tornadă de foc. Într-un vârtej de flăcări, se amestecă și se leagă cu particule radioactive. Praful radioactiv, cu excepția celui mai mare, nu se depune imediat. Praful mai fin este dus de norul rezultat și cade treptat pe măsură ce se mișcă odată cu vântul. Direct la locul exploziei, precipitațiile radioactive pot fi extrem de intense - în principal praful mare se depune pe sol. La sute de kilometri de locul exploziei și la distanțe mai mari, mici, dar totuși vizibil pentru ochi particule de cenusa. Ele formează adesea o acoperire asemănătoare cu zăpada căzută, mortală pentru oricine se întâmplă să fie în apropiere. Chiar și particulele mai mici și invizibile, înainte de a se așeza pe sol, pot rătăci în atmosferă luni și chiar ani, înconjurând globul de multe ori. Până când cad, radioactivitatea lor este semnificativ slăbită. Cea mai periculoasă radiație rămâne stronțiul-90 cu un timp de înjumătățire de 28 de ani. Pierderea sa este observată în mod clar în întreaga lume. Când se așează pe frunze și iarbă, intră în lanțurile trofice care includ oamenii. În consecință, în oasele locuitorilor din majoritatea țărilor au fost găsite cantități vizibile, deși nu încă periculoase, de stronțiu-90. Acumularea de stronțiu-90 în oasele umane este foarte periculoasă pe termen lung, deoarece duce la formarea de tumori osoase maligne.

Contaminarea pe termen lung a zonei cu precipitații radioactive.

În cazul ostilităților, utilizarea unei bombe cu hidrogen va duce la contaminarea radioactivă imediată a unei zone pe o rază de cca. La 100 km de epicentrul exploziei. Dacă o superbombă explodează, o zonă de zeci de mii de kilometri pătrați va fi contaminată. O zonă atât de mare de distrugere cu o singură bombă o face un tip complet nou de armă. Chiar dacă superbomba nu lovește ținta, de exemplu. nu va lovi obiectul cu efecte de șoc termic, radiația penetrantă și precipitațiile radioactive care însoțesc explozia vor face spațiul înconjurător de nelocuit. Astfel de precipitații pot continua multe zile, săptămâni și chiar luni. În funcție de cantitatea lor, intensitatea radiațiilor poate atinge cote mortale. Un număr relativ mic de superbombe este suficient pentru a acoperi complet o țară mare cu un strat de praf radioactiv care este mortal pentru toate ființele vii. Astfel, crearea superbombei a marcat începutul unei ere în care a devenit posibil să facă continente întregi de nelocuit. Chiar și după perioadă lungă de timp După încetarea expunerii directe la precipitații radioactive, pericolul datorat radiotoxicității ridicate a izotopilor precum stronțiul-90 va rămâne. Cu alimentele cultivate pe soluri contaminate cu acest izotop, radioactivitatea va intra in corpul uman.

Mulți dintre cititorii noștri asociază bomba cu hidrogen cu una atomică, doar că mult mai puternică. De fapt, aceasta este o armă fundamental nouă, care a necesitat eforturi intelectuale disproporționat de mari pentru crearea ei și funcționează pe principii fizice fundamental diferite.

"Sufla"

Bombă modernă

Singurul lucru pe care bombele atomice și cu hidrogen îl au în comun este că ambele eliberează energie colosală ascunsă în nucleul atomic. Acest lucru se poate face în două moduri: pentru a împărți nucleele grele, de exemplu, uraniu sau plutoniu, în altele mai ușoare (reacție de fisiune) sau pentru a forța cei mai ușori izotopi ai hidrogenului să fuzioneze (reacție de fuziune). Ca rezultat al ambelor reacții, masa materialului rezultat este întotdeauna mai mică decât masa atomilor inițiali. Dar masa nu poate dispărea fără urmă - se transformă în energie conform celebrei formule a lui Einstein E=mc2.

A-bombă

Pentru a crea o bombă atomică, o condiție necesară și suficientă este obținerea de material fisionabil în cantitate suficientă. Munca este destul de intensivă în muncă, dar slab intelectuală, fiind mai aproape de industria minieră decât de înaltă știință. Principalele resurse pentru crearea unor astfel de arme sunt cheltuite pentru construcția de mine gigantice de uraniu și de uzine de îmbogățire. Dovada simplității dispozitivului este faptul că a trecut mai puțin de o lună între producția de plutoniu necesar primei bombe și prima explozie nucleară sovietică.

Să ne amintim pe scurt principiul de funcționare al unei astfel de bombe, cunoscut de la cursurile de fizică din școală. Se bazează pe proprietatea uraniului și a unor elemente transuraniu, de exemplu, plutoniul, de a elibera mai mult de un neutron în timpul dezintegrarii. Aceste elemente se pot descompune fie spontan, fie sub influența altor neutroni.

Neutronul eliberat poate părăsi materialul radioactiv sau se poate ciocni cu un alt atom, provocând o altă reacție de fisiune. Când o anumită concentrație a unei substanțe (masă critică) este depășită, numărul de neutroni nou-născuți, provocând fisiunea ulterioară a nucleului atomic, începe să depășească numărul de nuclee în descompunere. Numărul de atomi în descompunere începe să crească ca o avalanșă, dând naștere la noi neutroni, adică are loc o reacție în lanț. Pentru uraniu-235, masa critică este de aproximativ 50 kg, pentru plutoniu-239 - 5,6 kg. Adică, o minge de plutoniu care cântărește puțin mai puțin de 5,6 kg este doar o bucată de metal caldă, iar o masă de puțin mai mult durează doar câteva nanosecunde.

Funcționarea efectivă a bombei este simplă: luăm două emisfere de uraniu sau plutoniu, fiecare puțin mai mică decât masa critică, le așezăm la o distanță de 45 cm, le acoperim cu explozibili și detonăm. Uraniul sau plutoniul este sinterizat într-o bucată de masă supercritică și începe o reacție nucleară. Toate. Există o altă modalitate de a începe o reacție nucleară - de a comprima o bucată de plutoniu cu o explozie puternică: distanța dintre atomi va scădea, iar reacția va începe la o masă critică mai mică. Toate detonatoarele atomice moderne funcționează pe acest principiu.

Problemele cu bomba atomică încep din momentul în care dorim să creștem puterea exploziei. Pur și simplu creșterea materialului fisionabil nu este suficientă - de îndată ce masa sa atinge o masă critică, detonează. Au fost inventate diverse scheme ingenioase, de exemplu, pentru a face o bombă nu din două părți, ci din multe, ceea ce a făcut ca bomba să înceapă să semene cu o portocală eviscerată și apoi să o asamblați într-o singură bucată cu o explozie, dar totuși, cu o putere. de peste 100 de kilotone, problemele au devenit insurmontabile.

Bombă H

Dar combustibilul pentru fuziunea termonucleară nu are o masă critică. Aici Soarele, plin cu combustibil termonuclear, atârnă deasupra capului, o reacție termonucleară are loc în interiorul lui de miliarde de ani și nimic nu explodează. În plus, în timpul reacției de sinteză a, de exemplu, deuteriu și tritiu (izotop greu și supergreu al hidrogenului), energia este eliberată de 4,2 ori mai mult decât în timpul arderii aceleiași mase de uraniu-235.

Realizarea bombei atomice a fost un proces mai degrabă experimental decât teoretic. Crearea unei bombe cu hidrogen a necesitat apariția unor discipline fizice complet noi: fizica plasmei de înaltă temperatură și a presiunilor ultra-înalte. Înainte de a începe construirea unei bombe, a fost necesar să înțelegem temeinic natura fenomenelor care apar numai în miezul stelelor. Niciun experiment nu ar putea ajuta aici - instrumentele cercetătorilor erau doar fizica teoretică și matematica superioară. Nu este o coincidență că un rol gigantic în dezvoltarea armelor termonucleare aparține matematicienilor: Ulam, Tikhonov, Samarsky etc.

Super clasic

Până la sfârșitul anului 1945, Edward Teller a propus primul proiect de bombă cu hidrogen, numit „super clasic”. Pentru a crea presiunea și temperatura monstruoase necesare pentru a începe reacția de fuziune, trebuia să folosească o bombă atomică convențională. „Superul clasic” în sine era un cilindru lung umplut cu deuteriu. De asemenea, a fost prevăzută o cameră intermediară de „aprindere” cu un amestec de deuteriu-tritiu - reacția de sinteză a deuteriului și a tritiului începe la o presiune mai mică. Prin analogie cu un foc, deuteriul trebuia să joace rolul lemnului de foc, un amestec de deuteriu și tritiu - un pahar de benzină și o bombă atomică - un chibrit. Această schemă a fost numită „țeavă” - un fel de trabuc cu o brichetă atomică la un capăt. Fizicienii sovietici au început să dezvolte bomba cu hidrogen folosind aceeași schemă.

Cu toate acestea, matematicianul Stanislav Ulam, folosind o regulă de calcul obișnuită, i-a dovedit lui Teller că apariția unei reacții de fuziune a deuteriu pur într-un „super” este cu greu posibilă, iar amestecul ar necesita o asemenea cantitate de tritiu încât pentru a-l produce să fie necesară înghețarea practic a producției de plutoniu pentru arme în Statele Unite.

Pufă cu zahăr

La mijlocul anului 1946, Teller a propus un alt design de bombă cu hidrogen - „ceasul cu alarmă”. Constata din straturi sferice alternante de uraniu, deuteriu si tritiu. În timpul exploziei nucleare a încărcăturii centrale de plutoniu, au fost create presiunea și temperatura necesare pentru declanșarea unei reacții termonucleare în alte straturi ale bombei. Cu toate acestea, „ceasul cu alarmă” necesita un inițiator atomic de mare putere, iar Statele Unite (precum și URSS) au avut probleme cu producerea de uraniu și plutoniu pentru arme.

În toamna anului 1948, Andrei Saharov a ajuns la o schemă similară. În Uniunea Sovietică, designul a fost numit „sloyka”. Pentru URSS, care nu a avut timp să producă uraniu-235 și plutoniu-239 pentru arme în cantități suficiente, pasta de puf a lui Saharov a fost un panaceu. Si de aceea.

Într-o bombă atomică convențională, uraniul-238 natural este nu numai inutil (energia neutronilor în timpul dezintegrarii nu este suficientă pentru a iniția fisiunea), ci și dăunător, deoarece absoarbe cu voracitate neutronii secundari, încetinind. reacție în lanț. Prin urmare, 90% din uraniul de calitate pentru arme este format din izotopul uraniu-235. Cu toate acestea, neutronii rezultați din fuziunea termonucleară sunt de 10 ori mai energici decât neutronii de fisiune, iar uraniul-238 natural iradiat cu astfel de neutroni începe să se fisiune excelent. Noua bombă a făcut posibilă utilizarea uraniului-238, care fusese considerat anterior un deșeu, ca exploziv.

Punctul culminant al „foietajului” lui Saharov a fost, de asemenea, utilizarea unei substanțe cristaline cu lumină albă, deuteriră de litiu 6LiD, în loc de tritiu cu deficit acut.

După cum am menționat mai sus, un amestec de deuteriu și tritiu se aprinde mult mai ușor decât deuteriul pur. Totuși, aici se termină avantajele tritiului și rămân doar dezavantaje: în starea sa normală, tritiul este un gaz, ceea ce provoacă dificultăți la depozitare; tritiul este radioactiv și se descompune în heliu-3 stabil, care consumă în mod activ neutronii rapidi foarte necesari, limitând perioada de valabilitate a bombei la câteva luni.

Deutrura de litiu neradioactivă, atunci când este iradiată cu neutroni de fisiune lentă - consecințele unei explozii de fuzibile atomice - se transformă în tritiu. Astfel, radiația din explozia atomică primară produce instantaneu o cantitate suficientă de tritiu pentru o reacție termonucleară ulterioară, iar deuteriul este prezent inițial în deutrură de litiu.

A fost doar o astfel de bombă, RDS-6, care a fost testată cu succes la 12 august 1953 la turnul locului de testare Semipalatinsk. Puterea exploziei a fost de 400 de kilotone și încă există dezbateri dacă a fost o explozie termonucleară reală sau una atomică super-puternică. La urma urmei, reacția de fuziune termonucleară din pasta de puf a lui Saharov a reprezentat nu mai mult de 20% din puterea totală de încărcare. Principala contribuție la explozie a fost adusă de reacția de descompunere a uraniului-238 iradiat cu neutroni rapizi, datorită căreia RDS-6-urile au inaugurat era așa-numitelor bombe „murdare”.

Faptul este că principala contaminare radioactivă provine din produse de degradare (în special, stronțiu-90 și cesiu-137). În esență, „aluatul de foietaj” al lui Saharov a fost o bombă atomică uriașă, doar ușor îmbunătățită de o reacție termonucleară. Nu este o coincidență că o singură explozie de „foetaj” a produs 82% stronțiu-90 și 75% cesiu-137, care au intrat în atmosferă de-a lungul întregii istorii a site-ului de testare Semipalatinsk.

bombe americane

Cu toate acestea, americanii au fost primii care au detonat bomba cu hidrogen. La 1 noiembrie 1952, dispozitivul termonuclear Mike, cu un randament de 10 megatone, a fost testat cu succes la atolul Elugelab din Oceanul Pacific. Ar fi greu să numești un dispozitiv american de 74 de tone o bombă. „Mike” era un dispozitiv voluminos de mărimea unei case cu două etaje, umplut cu deuteriu lichid la o temperatură apropiată de zero absolut („aluatul de foietaj” al lui Saharov era un produs complet transportabil). Cu toate acestea, punctul culminant al lui „Mike” nu a fost dimensiunea sa, ci principiul ingenios al comprimării explozivilor termonucleari.

Să ne amintim că ideea principală a unei bombe cu hidrogen este de a crea condiții pentru fuziune (presiune și temperatură ultra-înaltă) printr-o explozie nucleară. În schema „puf”, sarcina nucleară este situată în centru și, prin urmare, nu comprimă atât de mult deuteriul, ci îl împrăștie în exterior - creșterea cantității de exploziv termonuclear nu duce la o creștere a puterii - pur și simplu nu o face. au timp să detoneze. Tocmai acesta este ceea ce limitează puterea maximă a acestei scheme - cel mai puternic „puf” din lume, Orange Herald, aruncat în aer de britanici la 31 mai 1957, a dat doar 720 de kilotone.

Ideal ar fi dacă am putea face fuzibilul atomic să explodeze înăuntru, comprimând explozivul termonuclear. Dar cum să faci asta? Edward Teller a prezentat o idee genială: să comprimați combustibilul termonuclear nu cu energie mecanică și flux de neutroni, ci cu radiația siguranței atomice primare.

În noul design al lui Teller, unitatea atomică inițială a fost separată de unitatea termonucleară. Când sarcina atomică a fost declanșată, radiația cu raze X a precedat unda de șoc și s-a răspândit de-a lungul pereților corpului cilindric, evaporându-se și transformând căptușeala interioară din polietilenă a corpului bombei în plasmă. Plasma, la rândul său, a reemis raze X mai moi, care au fost absorbite de straturile exterioare ale cilindrului interior de uraniu-238 - „împingătorul”. Straturile au început să se evapore exploziv (acest fenomen se numește ablație). Plasma fierbinte de uraniu poate fi comparată cu jeturile unui motor de rachetă super-puternic, a cărui tracțiune este direcționată în cilindrul cu deuteriu. Cilindrul de uraniu s-a prăbușit, s-au atins presiunea și temperatura deuteriului nivel critic. Aceeași presiune a comprimat tubul central de plutoniu la o masă critică și a detonat. Explozia fitilului de plutoniu a apăsat pe deuteriu din interior, comprimând și încălzind în continuare explozivul termonuclear, care a detonat. Un flux intens de neutroni împarte nucleele de uraniu-238 în „împingător”, provocând o reacție secundară de descompunere. Toate acestea au reușit să se întâmple înainte de momentul în care valul de explozie din explozia nucleară primară a ajuns în unitatea termonucleară. Calculul tuturor acestor evenimente, care au loc în miliarde de secundă, a necesitat puterea creierului celor mai puternici matematicieni de pe planetă. Creatorii lui „Mike” au experimentat nu groază de la explozia de 10 megatone, ci o încântare de nedescris - au reușit nu numai să înțeleagă procesele care în lumea reală au loc numai în miezurile stelelor, ci și să-și testeze experimental teoriile prin stabilirea își ridică propria lor mică stea pe Pământ.

Bravo

După ce i-au depășit pe ruși în frumusețea designului, americanii nu au reușit să-și facă dispozitivul compact: au folosit deuteriu lichid suprarăcit în loc de deuterură de litiu sub formă de pulbere a lui Saharov. În Los Alamos, au reacționat la „aluatul de foietaj” al lui Saharov cu un grad de invidie: „în loc de o vacă uriașă cu o găleată lapte crud Rușii folosesc un pachet de lapte praf.” Cu toate acestea, ambele părți nu au reușit să ascundă secrete una de cealaltă. La 1 martie 1954, lângă atolul Bikini, americanii au testat o bombă de 15 megatone „Bravo” folosind deuterură de litiu, iar pe 22 noiembrie 1955, prima bombă termonucleară sovietică în două etape RDS-37 cu o putere de 1,7 megatone. a explodat deasupra locului de testare Semipalatinsk, demolând aproape jumătate din terenul de testare. De atunci, designul bombei termonucleare a suferit modificări minore (de exemplu, un scut de uraniu a apărut între bomba de inițiere și încărcătura principală) și a devenit canonic. Și nu mai au rămas în lume mistere la scară largă ale naturii care ar putea fi rezolvate cu un experiment atât de spectaculos. Poate nașterea unei supernove.

BOMBA DE HIDROGEN, o armă de mare putere distructivă (de ordinul megatonelor în echivalent TNT), al cărei principiu de funcționare se bazează pe reacția de fuziune termonucleară a nucleelor ușoare. Sursa energiei de explozie sunt procese similare cu cele care au loc pe Soare și pe alte stele.

În 1961, a avut loc cea mai puternică explozie cu hidrogen vreodată.

În dimineața zilei de 30 octombrie la ora 11:32. peste Novaya Zemlya, în zona Golfului Mityushi, la o altitudine de 4000 m deasupra suprafeței terestre, a explodat o bombă cu hidrogen cu o capacitate de 50 de milioane de tone de TNT.

Uniunea Sovietică a testat cel mai puternic dispozitiv termonuclear din istorie. Chiar și în versiunea „jumătate” (și puterea maximă a unei astfel de bombe este de 100 de megatone), energia de explozie a fost de zece ori mai mare decât puterea totală a tuturor explozivilor folosiți de toate părțile în război în timpul celui de-al Doilea Război Mondial (inclusiv cel atomic). bombe aruncate asupra Hiroshima si Nagasaki). Unda de șoc de la explozie a înconjurat globul de trei ori, prima dată în 36 de ore și 27 de minute.

Blițul luminii era atât de strălucitor încât, în ciuda acoperirii continue de nori, era vizibil chiar și de la postul de comandă din satul Belushya Guba (la aproape 200 km distanță de epicentrul exploziei). Norul de ciuperci a crescut la o înălțime de 67 km. Până la momentul exploziei, în timp ce bomba cădea încet pe o parașută uriașă de la o înălțime de 10.500 până la punctul de detonare calculat, aeronava de transport Tu-95 cu echipajul și comandantul său, maiorul Andrei Egorovici Durnovtsev, era deja în zonă sigură. Comandantul se întorcea pe aerodromul său ca locotenent colonel, Erou al Uniunii Sovietice. Într-un sat părăsit - la 400 km de epicentru - case de lemn au fost distruse, iar cele de piatră și-au pierdut acoperișurile, ferestrele și ușile. La multe sute de kilometri de locul de testare, în urma exploziei, condițiile de trecere a undelor radio s-au schimbat timp de aproape o oră, iar comunicațiile radio s-au oprit.

Bomba a fost dezvoltată de V.B. Adamskiy, Yu.N. Smirnov, A.D. Saharov, Yu.N. Babaev și Yu.A. Trutnev (pentru care Saharov a primit a treia medalie a Eroului Muncii Socialiste). Masa „dispozitivului” a fost de 26 de tone; a fost folosit un bombardier strategic Tu-95 special modificat pentru a-l transporta și arunca.

„Superbombă”, așa cum a numit-o A. Saharov, nu s-a încadrat în compartimentul pentru bombe a aeronavei (lungimea sa a fost de 8 metri și diametrul său a fost de aproximativ 2 metri), așa că partea fără putere a fuzelajului a fost tăiată. și au fost instalate un mecanism special de ridicare și un dispozitiv pentru atașarea bombei; în același timp, în timpul zborului a mai ieșit mai mult de jumătate din ea. Întregul corp al aeronavei, chiar și palele elicelor sale, a fost acoperit cu o vopsea albă specială care a protejat-o de fulgerul de lumină în timpul unei explozii. Corpul aeronavei de laborator însoțitoare a fost acoperit cu aceeași vopsea.

Rezultatele exploziei încărcăturii, care a primit numele „Tsar Bomba” în Occident, au fost impresionante:

* „Ciuperca” nucleară a exploziei s-a ridicat la o înălțime de 64 km; diametrul capacului său a ajuns la 40 de kilometri.

Mingea de foc a exploziei a ajuns la sol și aproape a atins înălțimea lansării bombei (adică, raza globului de foc a exploziei a fost de aproximativ 4,5 kilometri).

* Radiațiile au provocat arsuri de gradul trei la o distanță de până la o sută de kilometri.

* La vârful radiației, explozia a atins 1% putere solară.

* Unda de șoc rezultată în urma exploziei a înconjurat globul de trei ori.

* Ionizarea atmosferei a provocat interferențe radio chiar și la sute de kilometri de locul de testare timp de o oră.

* Martorii au simțit impactul și au putut descrie explozia la o distanță de mii de kilometri de epicentru. De asemenea, unda de șoc și-a păstrat într-o oarecare măsură puterea distructivă la o distanță de mii de kilometri de epicentru.

* Valul acustic a ajuns pe insula Dikson, unde ferestrele din case au fost sparte de valul de explozie.

Rezultatul politic al acestui test a fost demonstrația de către Uniunea Sovietică a posesiei sale de arme de distrugere în masă nelimitate - megatonajul maxim al unei bombe testate de Statele Unite la acea vreme era de patru ori mai mic decât cel al Bombei țarului. De fapt, creșterea puterii unei bombe cu hidrogen se realizează prin simpla creștere a masei materialului de lucru, așa că, în principiu, nu există factori care împiedică crearea unei bombe cu hidrogen de 100 sau 500 de megatone. (De fapt, Bomba țarului a fost proiectată pentru un echivalent de 100 de megatone; puterea de explozie planificată a fost redusă la jumătate, potrivit lui Hrușciov, „Pentru a nu sparge toată sticla de la Moscova”). Cu acest test, Uniunea Sovietică a demonstrat capacitatea de a crea o bombă cu hidrogen de orice putere și un mijloc de a livra bomba la punctul de detonare.

Reacții termonucleare. Interiorul Soarelui conține o cantitate gigantică de hidrogen, care se află într-o stare de compresie ultra-înaltă la o temperatură de cca. 15.000.000 K. La temperaturi și densități atât de ridicate ale plasmei, nucleele de hidrogen se confruntă cu ciocniri constante între ele, dintre care unele duc la fuziunea lor și în cele din urmă la formarea de nuclee de heliu mai grele. Astfel de reacții, numite fuziune termonucleară, sunt însoțite de eliberarea de cantități enorme de energie. Conform legilor fizicii, eliberarea de energie în timpul fuziunii termonucleare se datorează faptului că, în timpul formării unui nucleu mai greu, o parte din masa nucleelor ușoare incluse în compoziția sa este transformată într-o cantitate colosală de energie. De aceea Soarele, avand o masa gigantica, pierde in fiecare zi aproximativ in procesul de fuziune termonucleara. 100 de miliarde de tone de materie și eliberează energie, datorită căreia viața pe Pământ a devenit posibilă.

Izotopi ai hidrogenului. Atomul de hidrogen este cel mai simplu dintre toți atomii existenți. Este format dintr-un proton, care este nucleul său, în jurul căruia se rotește un singur electron. Studii atente ale apei (H 2 O) au arătat că aceasta conține cantități neglijabile de apă „grea” care conține „izotopul greu” de hidrogen - deuteriu (2 H). Nucleul de deuteriu este format dintr-un proton și un neutron - o particulă neutră cu o masă apropiată de un proton.

Există un al treilea izotop de hidrogen - tritiu, al cărui nucleu conține un proton și doi neutroni. Tritiul este instabil și suferă dezintegrare radioactivă spontană, transformându-se într-un izotop de heliu. Au fost găsite urme de tritiu în atmosfera Pământului, unde acesta se formează ca urmare a interacțiunii razelor cosmice cu moleculele de gaz care formează aerul. Tritiul este produs artificial într-un reactor nuclear prin iradierea izotopului de litiu-6 cu un flux de neutroni.

Dezvoltarea bombei cu hidrogen. Analiza teoretică preliminară a arătat că fuziunea termonucleară se realizează cel mai ușor într-un amestec de deuteriu și tritiu. Luând aceasta ca bază, oamenii de știință din SUA, la începutul anului 1950, au început să implementeze un proiect de creare a unei bombe cu hidrogen (HB). Primele teste ale unui model de dispozitiv nuclear au fost efectuate la locul de testare Enewetak în primăvara anului 1951; fuziunea termonucleară a fost doar parțială. Un succes semnificativ a fost obținut la 1 noiembrie 1951, la testarea unui dispozitiv nuclear masiv, a cărui putere de explozie a fost de 4? 8 Mt echivalent TNT.

Mecanismul de acțiune al bombei cu hidrogen. Secvența proceselor care au loc în timpul exploziei unei bombe cu hidrogen poate fi reprezentată după cum urmează. În primul rând, încărcătura inițiatoare a reacției termonucleare (o mică bombă atomică) situată în interiorul carcasei HB explodează, rezultând o fulgerare de neutroni și creând temperatura ridicată necesară inițierii fuziunii termonucleare. Neutronii bombardează o inserție din deuterură de litiu - un compus de deuteriu cu litiu (se folosește un izotop de litiu cu numărul de masă 6). Litiul-6 este împărțit în heliu și tritiu sub influența neutronilor. Astfel, siguranța atomică creează materialele necesare sintezei direct în bomba propriu-zisă.

Apoi începe o reacție termonucleară într-un amestec de deuteriu și tritiu, temperatura din interiorul bombei crește rapid, implicând din ce în ce mai mult hidrogen în sinteză. Odată cu o creștere suplimentară a temperaturii, ar putea începe o reacție între nucleele de deuteriu, caracteristică unei bombe cu hidrogen pur. Toate reacțiile, desigur, apar atât de repede încât sunt percepute ca fiind instantanee.

Fisiune, fuziune, fisiune (superbombă). De fapt, într-o bombă, succesiunea proceselor descrise mai sus se termină în stadiul reacției deuteriului cu tritiul. Mai mult, proiectanții de bombe au ales să nu folosească fuziunea nucleară, ci fisiunea nucleară. Fuziunea nucleelor de deuteriu și tritiu produce heliu și neutroni rapizi, a căror energie este suficient de mare pentru a provoca fisiunea nucleară a uraniului-238 (principalul izotop al uraniului, mult mai ieftin decât uraniul-235 folosit în bombele atomice convenționale). Neutronii rapizi despart atomii din învelișul de uraniu al superbombei. Fisiunea unei tone de uraniu creează energie echivalentă cu 18 Mt. Energia nu se duce doar la explozie și generarea de căldură. Fiecare nucleu de uraniu se împarte în două „fragmente” extrem de radioactive. Produsele de fisiune includ 36 de elemente chimice diferite și aproape 200 de izotopi radioactivi. Toate acestea constituie precipitațiile radioactive care însoțesc exploziile superbombe.