Sila termonukleárnej bomby. Ako funguje vodíková bomba a aké sú následky výbuchu?

30. októbra 1961 ZSSR vybuchol najsilnejšiu bombu vo svetovej histórii: 58-megatonová vodíková bomba („Cár Bomba“) bola odpálená na testovacom mieste na ostrove Novaya Zemlya. Nikita Chruščov zavtipkoval, že pôvodný plán bol odpáliť 100-megatonovú bombu, ale nálož bola znížená, aby sa nerozbilo všetko sklo v Moskve.

Výbuch AN602 bol klasifikovaný ako explózia v nízkom vzduchu s extrémne vysokou silou. Výsledky boli pôsobivé:

Ohnivá guľa výbuchu dosiahla polomer približne 4,6 kilometra. Teoreticky mohol vyrásť až na zemský povrch, tomu však zabránil odraz rázová vlna, drvenie a hádzanie lopty zo zeme.
Svetelné žiarenie môže potenciálne spôsobiť popáleniny tretieho stupňa na vzdialenosť až 100 kilometrov.
Ionizácia atmosféry spôsobila rádiové rušenie aj stovky kilometrov od miesta testu na približne 40 minút
Hmatateľná seizmická vlna v dôsledku výbuchu trikrát obletela zemeguľu.
Svedkovia dopad pocítili a dokázali opísať výbuch tisíce kilometrov od jeho stredu.
Jadrový hríb výbuchu vystúpil do výšky 67 kilometrov; priemer jeho dvojvrstvového „klobúka“ dosiahol (na najvyššej úrovni) 95 kilometrov.
Zvuková vlna generovaná výbuchom dosiahla ostrov Dikson vo vzdialenosti asi 800 kilometrov. Zdroje však neuvádzajú žiadne zničenie alebo poškodenie štruktúr ani v dedine mestského typu Amderma a dedine Belushya Guba, ktoré sa nachádzajú oveľa bližšie (280 km) k testovaciemu miestu.
Rádioaktívna kontaminácia experimentálneho poľa s polomerom 2-3 km v oblasti epicentra nebola väčšia ako 1 mR/hod, testery sa objavili na mieste epicentra 2 hodiny po výbuchu. Rádioaktívna kontaminácia nepredstavovala pre účastníkov testu prakticky žiadne nebezpečenstvo

Všetky jadrové výbuchy vykonané krajinami sveta v jednom videu:

Tvorca atómovej bomby Robert Oppenheimer v deň prvého testu svojho duchovného dieťaťa povedal: „Ak by na oblohe vyšli státisíce sĺnk naraz, ich svetlo by sa dalo prirovnať k žiare vychádzajúcej z Najvyššieho Pána. .. Som Smrť, veľký ničiteľ svetov, ktorý prináša smrť všetkému živému. Tieto slová boli citátom z Bhagavadgíty, ktorý americký fyzik prečítal v origináli.

Fotografi z Lookout Mountain stoja po pás v prachu, ktorý nakopla rázová vlna nukleárny výbuch(foto z roku 1953).

Názov výzvy: Dáždnik
Dátum: 8. júna 1958

Výkon: 8 kiloton

Počas operácie Hardtack došlo k podvodnému jadrovému výbuchu. Ako ciele boli použité vyradené lode.

Názov výzvy: Chama (ako súčasť projektu Dominic)
Dátum: 18.10.1962
Miesto: Johnston Island
Výkon: 1,59 megaton

Názov výzvy: Dub
Dátum: 28.6.1958
Miesto: Lagúna Enewetak v Tichom oceáne
Výťažok: 8,9 megaton

Výsledok projektu Knothole, Annie Test. Dátum: 17. marec 1953; projekt: Upshot Knothole; výzva: Annie; Miesto: Knothole, Nevada Test Site, Sektor 4; výkon: 16 kt. (Foto: Wikicommons)

Názov výzvy: Castle Bravo
Dátum: 1.3.1954
Miesto: Bikini Atoll
Typ výbuchu: povrch
Výkon: 15 megaton

Vodíková bomba Castle Bravo bola najsilnejšou explóziou, akú kedy USA testovali. Sila výbuchu sa ukázala byť oveľa väčšia ako pôvodné prognózy 4-6 megaton.

Názov výzvy: Castle Romeo
Dátum: 26.3.1954
Miesto: na člne v kráteri Bravo na atole Bikini
Typ výbuchu: povrch
Výkon: 11 megaton

Sila výbuchu sa ukázala byť 3-krát väčšia, ako sa pôvodne predpokladalo. Romeo bol prvý test vykonaný na člne.

Projekt Dominic, Aztécky test

Názov výzvy: Priscilla (ako súčasť série výziev „Plumbbob“)
Dátum: 1957

Výťažok: 37 kiloton

Takto vyzerá proces uvoľnenia obrovské množstvo sálavá a tepelná energia z atómového výbuchu vo vzduchu nad púšťou. Stále tu môžete vidieť vojenskú techniku, ktorú o chvíľu zničí rázová vlna, zachytená v podobe koruny obklopujúcej epicentrum výbuchu. Môžete vidieť, ako sa rázová vlna odrazila od zemského povrchu a chystá sa splynúť s ohnivou guľou.

Názov výzvy: Grable (ako súčasť operácie Upshot Knothole)
Dátum: 25.5.1953
Miesto: Nevada Nuclear Test Site
Výkon: 15 kiloton

Na testovacom mieste v nevadskej púšti fotografi z Lookout Mountain Center v roku 1953 odfotili nezvyčajný úkaz (ohnivý kruh v jadrovom hríbe po výbuchu náboja z jadrového dela), ktorého podstata na dlhú dobu zamestnával mysle vedcov.

Projekt Upshot Knothole, Rake test. Tento test zahŕňal výbuch 15 kilotonovej atómovej bomby vypustenej 280 mm atómovým kanónom. Test sa uskutočnil 25. mája 1953 na testovacom mieste v Nevade. (Foto: Národná správa jadrovej bezpečnosti/Úrad v Nevade)

Hríbový mrak sa vytvoril v dôsledku atómovej explózie testu Truckee uskutočneného v rámci projektu Dominic.

Projekt Buster, testovací pes.

Projekt Dominic, test Yeso. Test: Áno; dátum: 10. jún 1962; projekt: Dominic; poloha: 32 km južne od Vianočného ostrova; typ testu: B-52, atmosférický, výška – 2,5 m; výkon: 3,0 mt; typ náboja: atómový. (Wikicommons)

Názov výzvy: YESO
Dátum: 10.6.1962
Miesto: Vianočný ostrov
Výkon: 3 megatony

Testovanie "Licorn" vo Francúzskej Polynézii. Obrázok č. 1. (Pierre J./Francúzska armáda)

Názov výzvy: „Unicorn“ (francúzsky: Licorne)
Dátum: 3. júl 1970
Miesto: Atol vo Francúzskej Polynézii
Výťažok: 914 kiloton

Testovanie "Licorn" vo Francúzskej Polynézii. Obrázok č. 2. (Foto: Pierre J./Francúzska armáda)

Testovanie "Licorn" vo Francúzskej Polynézii. Obrázok č. 3. (Foto: Pierre J./Francúzska armáda)

Na získanie dobré obrázky Testovacie miesta často zamestnávajú celé tímy fotografov. Foto: jadrový skúšobný výbuch v Nevadskej púšti. Vpravo sú viditeľné oblaky rakiet, pomocou ktorých vedci určujú charakteristiky rázovej vlny.

Testovanie "Licorn" vo Francúzskej Polynézii. Obrázok č. 4. (Foto: Pierre J./Francúzska armáda)

Projekt Castle, Romeo Test. (Foto: zvis.com)

Projekt Hardtack, test dáždnika. Výzva: Dáždnik; dátum: 8. jún 1958; projekt: Hardtack I; miesto: lagúna atolu Enewetak; typ testu: pod vodou, hĺbka 45 m; výkon: 8kt; typ náboja: atómový.

Projekt Redwing, Test Seminole. (Foto: Archív jadrových zbraní)

Test Riya. Atmosférický test atómovej bomby vo Francúzskej Polynézii v auguste 1971. V rámci tohto testu, ktorý sa uskutočnil 14. augusta 1971, bola odpálená termonukleárna hlavica s kódovým označením „Riya“ s výťažnosťou 1000 kt. K výbuchu došlo na území atolu Mururoa. Táto fotografia bola urobená zo vzdialenosti 60 km od nulovej značky. Foto: Pierre J.

Hríbový mrak z jadrového výbuchu nad Hirošimou (vľavo) a Nagasaki (vpravo). Zapnuté záverečná fáza svetovej vojny vypustili Spojené štáty dve atómové bomby na Hirošimu a Nagasaki. Prvý výbuch nastal 6. augusta 1945 a druhý 9. augusta 1945. Toto bol jediný prípad, kedy boli jadrové zbrane použité na vojenské účely. Na príkaz prezidenta Trumana zhodila americká armáda 6. augusta 1945 jadrovú bombu Little Boy na Hirošimu, po ktorej nasledovala 9. augusta jadrová bomba Fat Man na Nagasaki. V priebehu 2-4 mesiacov po jadrových výbuchoch zomrelo v Hirošime 90 000 až 166 000 ľudí a v Nagasaki 60 000 až 80 000. (Foto: Wikicommons)

Výsledok projektu Knothole. Nevada Test Site, 17. marec 1953. Tlaková vlna úplne zničila budovu č. 1, ktorá sa nachádza vo vzdialenosti 1,05 km od nulovej značky. Časový rozdiel medzi prvým a druhým výstrelom je 21/3 sekundy. Fotoaparát bol umiestnený v ochrannom obale s hrúbkou steny 5 cm.Jediným zdrojom svetla bol v tomto prípade jadrový blesk. (Foto: Národná správa jadrovej bezpečnosti/Úrad v Nevade)

Projekt Ranger, 1951. Názov testu nie je známy. (Foto: Národná správa jadrovej bezpečnosti/Úrad v Nevade)

Test Trojice.

„Trinity“ bol kódový názov pre prvý test jadrových zbraní. Tento test vykonala armáda Spojených štátov amerických 16. júla 1945 na mieste, ktoré sa nachádza približne 56 km juhovýchodne od Socorra v Novom Mexiku, na White Sands Missile Range. Pri teste sa použila plutóniová bomba typu implózia, prezývaná „The Thing“. Po detonácii došlo k výbuchu s výkonom ekvivalentným 20 kilotonám TNT. Dátum tohto testu sa považuje za začiatok atómovej éry. (Foto: Wikicommons)

Názov výzvy: Mike
Dátum: 31.10.1952
Miesto: ostrov Elugelab ("Flora"), atol Enewate
Výkon: 10,4 megaton

Zariadenie, ktoré vybuchlo počas Mikovho testu, nazývané „klobása“, bolo prvou skutočnou „vodíkovou“ bombou triedy megaton. Hríbový oblak dosahoval výšku 41 km s priemerom 96 km.

Bombardovanie MET uskutočnené v rámci operácie Thipot. Je pozoruhodné, že výbuch MET bol svojou silou porovnateľný s plutóniovou bombou Fat Man zhodenou na Nagasaki. 15. apríla 1955, 22 kt. (Wikimedia)

Jednou z najsilnejších explózií termonukleárnej vodíkovej bomby na účte USA je operácia Castle Bravo. Výkon nabíjania bol 10 megaton. K výbuchu došlo 1. marca 1954 na atole Bikini na Marshallových ostrovoch. (Wikimedia)

Operácia Castle Romeo bola jednou z najsilnejších explózií termonukleárnej bomby vykonanej Spojenými štátmi. Atol Bikini, 27. marec 1954, 11 megaton. (Wikimedia)

Bakerova explózia, zobrazujúca biely povrch vody narušený vzdušnou rázovou vlnou a vrchol dutého stĺpca spreja, ktorý vytvoril pologuľový Wilsonov oblak. V pozadí je pobrežie atolu Bikini, júl 1946. (Wikimedia)

Výbuch americkej termonukleárnej (vodíkovej) bomby „Mike“ s výkonom 10,4 megaton. 1. novembra 1952. (Wikimedia)

Operácia Skleník bola piata séria amerických jadrových testov a druhý z nich v roku 1951. Operácia testovala návrhy jadrových hlavíc využívajúcich jadrovú fúziu na zvýšenie energetického výkonu. Okrem toho vplyv výbuchu na konštrukcie, vrátane obytné budovy, továrenské budovy a bunkre. Operácia sa uskutočnila na tichomorskom jadrovom testovacom mieste. Všetky zariadenia boli odpálené na vysokých kovových vežiach, čo simulovalo výbuch vzduchu. Výbuch Georgea, 225 kiloton, 9. mája 1951. (Wikimedia)

Hríbový oblak so stĺpcom vody namiesto prachového stebla. Napravo je na stĺpe viditeľná diera: bojová loď Arkansas zakryla emisiu špliech. Bakerov test, výkon nabíjania - 23 kiloton TNT, 25. júla 1946. (Wikimedia)

200 metrový oblak nad Francúzom Plochý po výbuchu MET v rámci operácie Čajník, 15. apríla 1955, 22 kt. Tento projektil mal vzácne jadro z uránu-233. (Wikimedia)

Kráter vznikol, keď 6. júla 1962 pod 635 stôp púšť vystrelila 100-kilotonová tlaková vlna, ktorá vytlačila 12 miliónov ton zeme.

Čas: 0 s. Vzdialenosť: 0m. Iniciácia výbuchu jadrovej rozbušky.
Čas: 0,0000001 s. Vzdialenosť: 0m Teplota: do 100 miliónov °C. Začiatok a priebeh jadrových a termonukleárnych reakcií v náboji. Jadrová rozbuška svojim výbuchom vytvára podmienky pre nástup termonukleárnych reakcií: zóna termonukleárneho spaľovania prechádza rázovou vlnou v náložovej látke rýchlosťou rádovo 5000 km/s (106 - 107 m/s). 90% neutrónov uvoľnených počas reakcií je absorbovaných bombou, zvyšných 10% je emitovaných von.

Čas: 10-7 °C. Vzdialenosť: 0m. Až 80 % a viac energie reagujúcej látky sa premení a uvoľní vo forme mäkkého röntgenového žiarenia a tvrdého UV žiarenia s obrovskou energiou. Röntgenové žiarenie vytvára tepelnú vlnu, ktorá ohrieva bombu, vystupuje a začína ohrievať okolitý vzduch.

čas:< 10−7c. Расстояние: 2м Teplota: 30 miliónov °C. Koniec reakcie, začiatok rozptylu bombovej látky. Bomba okamžite zmizne z dohľadu a na jej mieste sa objaví jasná svietiaca guľa (ohnivá guľa), ktorá maskuje rozptyl náboja. Rýchlosť rastu gule v prvých metroch je blízka rýchlosti svetla. Hustota látky tu klesne na 1 % hustoty okolitého vzduchu za 0,01 sekundy; teplota klesne na 7-8 tisíc °C za 2,6 sekundy, udržuje sa ~5 sekúnd a ďalej klesá so stúpaním ohnivej gule; Po 2-3 sekundách tlak klesne mierne pod atmosférický tlak.

Čas: 1,1 x 10-7 s. Vzdialenosť: 10m Teplota: 6 miliónov °C. Rozšírenie viditeľnej gule na ~10 m nastáva v dôsledku žiarenia ionizovaného vzduchu pod röntgenovým žiarením z jadrových reakcií a potom prostredníctvom radiačnej difúzie samotného ohriateho vzduchu. Energia kvánt žiarenia opúšťajúcich termonukleárny náboj je taká, že ich voľná dráha pred zachytením časticami vzduchu je asi 10 m a spočiatku je porovnateľná s veľkosťou gule; fotóny rýchlo obehnú okolo celej gule, spriemerujú jej teplotu a vyletia z nej rýchlosťou svetla, ionizujúc ďalšie a ďalšie vrstvy vzduchu, teda rovnaká teplota a rýchlosť rastu blízko svetlu. Ďalej, od zachytenia po zachytenie fotóny strácajú energiu a ich cestovná vzdialenosť sa znižuje, rast gule sa spomaľuje.

Čas: 1,4 x 10-7 s. Vzdialenosť: 16m Teplota: 4 milióny °C. Vo všeobecnosti od 10-7 do 0,08 sekundy nastáva 1. fáza žiary gule s rýchlym poklesom teploty a uvoľnením ~1% energie žiarenia, väčšinou vo forme UV lúčov a jasného svetelného žiarenia, ktoré môže poškodiť zrak vzdialeného pozorovateľa bez vzdelania popáleniny kože. Osvetlenie zemského povrchu v týchto momentoch na vzdialenosti až desiatok kilometrov môže byť sto a viackrát väčšie ako slnko.

Čas: 1,7 x 10-7 s. Vzdialenosť: 21m Teplota: 3 milióny °C. Výpary z bômb vo forme palíc, hustých zrazenín a prúdov plazmy ako piest stláčajú vzduch pred sebou a vytvárajú vo vnútri gule rázovú vlnu – vnútornú rázovú vlnu, ktorá sa od bežnej rázovej vlny líši v ne adiabatické, takmer izotermické vlastnosti a pri rovnakých tlakoch niekoľkonásobne vyššia hustota: nárazové stlačenie vzduchu okamžite vyžaruje väčšinu energie cez loptičku, ktorá je ešte pre žiarenie priepustná.
V prvých desiatkach metrov okolité predmety, skôr ako ich zasiahne ohnivá guľa, pre svoju príliš vysokú rýchlosť nestihnú nijako zareagovať – dokonca sa prakticky nezohrievajú a akonáhle sa dostanú do gule pod prúdom žiarenia sa okamžite vyparujú.

Teplota: 2 milióny °C. Rýchlosť 1000 km/s. Ako guľa rastie a teplota klesá, energia a hustota toku fotónov sa zmenšujú a ich dosah (rádovo meter) už nestačí na takmer svetelné rýchlosti expanzie čela ohňa. Zahriaty objem vzduchu sa začal rozpínať a z centra výbuchu sa vytvoril prúd jeho častíc. Keď je vzduch stále na hranici gule, vlna horúčav sa spomaľuje. Expandujúci zohriaty vzduch vo vnútri gule sa zrazí so stacionárnym vzduchom na jej hranici a niekde od 36-37 m sa objaví vlna rastúcej hustoty - budúca vonkajšia vzduchová rázová vlna; Predtým sa vlna nestihla objaviť kvôli obrovskej rýchlosti rastu svetelnej gule.

Čas: 0,000001 s. Vzdialenosť: 34m Teplota: 2 milióny °C. Vnútorný otras a pary bomby sa nachádzajú vo vrstve 8-12 m od miesta výbuchu, tlaková špička je až 17 000 MPa vo vzdialenosti 10,5 m, hustota ~ 4-násobok hustoty vzduchu, rýchlosť je ~ 100 km/s. Oblasť horúceho vzduchu: tlak na hranici 2 500 MPa, vo vnútri oblasti do 5 000 MPa, rýchlosť častíc do 16 km/s. Látka výparov bomby začína zaostávať za vnútornosťami. skákať, keď sa do pohybu vťahuje stále viac vzduchu. Husté zrazeniny a trysky udržujú rýchlosť.

Čas: 0,000034s. Vzdialenosť: 42m Teplota: 1 milión°C. Podmienky v epicentre výbuchu prvej sovietskej vodíkovej bomby (400 kt vo výške 30 m), ktorá vytvorila kráter s priemerom asi 50 m a hĺbkou 8 m. 15 m od epicentra alebo 5-6 m od päty veže s náložou sa nachádzal železobetónový bunker so stenami hrubými 2 m. Na umiestnenie vedeckého zariadenia na vrchu, pokrytý veľkým kopcom zeminy s hrúbkou 8 m, zničený .

Teplota: 600 tisíc ° C. Od tohto momentu prestáva charakter rázovej vlny závisieť od počiatočných podmienok jadrového výbuchu a blíži sa k typickým pre silný výbuch vo vzduchu, t.j. Takéto vlnové parametre bolo možné pozorovať pri výbuchu veľkého množstva konvenčných výbušnín.

Čas: 0,0036 s. Vzdialenosť: 60m Teplota: 600 tisíc°C. Vnútorný šok, ktorý prešiel celou izotermickou sférou, dobieha a spája sa s vonkajším, zvyšuje jeho hustotu a vytvára tzv. silný šok je jedno čelo rázovej vlny. Hustota hmoty v gule klesne na 1/3 atmosférickej hustoty.

Čas: 0,014s. Vzdialenosť: 110m Teplota: 400 tisíc°C. Podobná rázová vlna v epicentre výbuchu prvej sovietskej atómovej bomby o sile 22 kt vo výške 30 m vyvolala seizmický posun, ktorý zničil imitáciu tunelov metra s rôznymi typmi upevnenia v hĺbkach 10 a 20 30 m, uhynuli zvieratá v tuneloch v hĺbkach 10, 20 a 30 m. Na povrchu sa objavila nenápadná tanierovitá prepadlina s priemerom asi 100 m. Podobné podmienky boli v epicentre výbuchu Trinity 21 kt vo výške 30 m, kráter s priemerom 80 m a hĺbkou Vytvorili sa 2 m.

Čas: 0,004s. Vzdialenosť: 135m
Teplota: 300 tisíc°C. Maximálna výška výbuchu vzduchu je 1 Mt, aby sa vytvoril viditeľný kráter v zemi. Predná časť rázovej vlny je zdeformovaná nárazmi zhlukov pár bômb:

Čas: 0,007 s. Vzdialenosť: 190m Teplota: 200 tisíc°C. Na hladkej a zdanlivo lesklej prednej strane bije. vlny tvoria veľké pľuzgiere a svetlé škvrny (guľa akoby vrie). Hustota hmoty v izotermickej guli s priemerom ~150 m klesá pod 10 % atmosférickej.
Nemastné predmety sa odparia niekoľko metrov pred príchodom požiaru. gule („Lanové triky“); ľudské telo na strane výbuchu bude mať čas zuhoľniť a s príchodom rázovej vlny sa úplne vyparí.

Čas: 0,01 s. Vzdialenosť: 214m Teplota: 200 tisíc°C. Podobná vzduchová rázová vlna prvej sovietskej atómovej bomby vo vzdialenosti 60 m (52 m od epicentra) zničila hlavy šácht vedúcich do imitácie tunelov metra pod epicentrom (pozri vyššie). Každá hlava bola mohutná železobetónová kazemata, pokrytá malým zemným násypom. Úlomky hláv padali do kmeňov, ktoré následne rozdrvila seizmická vlna.

Čas: 0,015 s. Vzdialenosť: 250m Teplota: 170 tisíc°C. Rázová vlna veľmi ničí skaly. Rýchlosť rázovej vlny je vyššia ako rýchlosť zvuku v kove: teoretická hranica pevnosti vstupných dverí do krytu; nádrž sa splošťuje a horí.

Čas: 0,028 s. Vzdialenosť: 320m Teplota: 110 tisíc°C. Človeka rozptýli prúd plazmy (rýchlosť rázovej vlny = rýchlosť zvuku v kostiach, telo sa zrúti na prach a okamžite zhorí). Úplné zničenie najodolnejších nadzemných konštrukcií.

Čas: 0,073 s. Vzdialenosť: 400m Teplota: 80 tisíc°C. Nezrovnalosti na guli zmiznú. Hustota látky klesá v strede na takmer 1% a na okraji izoterm. gule s priemerom ~320 m až 2 % atmosféry. V tejto vzdialenosti, v priebehu 1,5 s, zahriatie na 30 000 °C a pokles na 7000 °C, ~5 s udržiavanie na úrovni ~6 500 °C a zníženie teploty v 10-20 s, keď sa ohnivá guľa pohybuje nahor.

Čas: 0,079s. Vzdialenosť: 435m Teplota: 110 tisíc°C. Úplná deštrukcia diaľnic s asfaltovým a betónovým povrchom.Teplotné minimum žiarenia rázových vĺn, koniec 1. fázy žiaru. Úkryt metra, obložený liatinovými rúrami a monolitickým železobetónom a zakopaný do 18 m, je vypočítaný tak, aby bol schopný odolať výbuchu (40 kt) bez zničenia vo výške 30 m pri minimálnej vzdialenosti 150 m ( tlak rázovej vlny rádovo 5 MPa), bolo testovaných 38 kt RDS 2 vo vzdialenosti 235 m (tlak ~1,5 MPa), došlo k malým deformáciám a poškodeniu. Pri teplotách v prednej časti kompresie pod 80-tisíc °C sa už neobjavujú nové molekuly NO2, vrstva oxidu dusičitého postupne mizne a prestáva tieniť vnútorné žiarenie. Nárazová guľa sa postupne stáva priehľadnou a cez ňu, ako cez zatemnené sklo, sú nejaký čas viditeľné oblaky bombovej pary a izotermická guľa; Vo všeobecnosti je ohnivá guľa podobná ohňostrojom. Potom, keď sa priehľadnosť zvýši, intenzita žiarenia sa zvýši a detaily gule, akoby sa znova rozhoreli, sa stanú neviditeľnými. Tento proces pripomína koniec éry rekombinácií a zrodenie svetla vo vesmíre niekoľko stotisíc rokov po veľkom tresku.

Čas: 0,1 s. Vzdialenosť: 530m Teplota: 70 tisíc°C. Keď sa čelo rázovej vlny oddelí a posunie dopredu od hranice ohnivej gule, rýchlosť jej rastu sa výrazne zníži. Začína sa 2. fáza žiary, menej intenzívna, ale o dva rády dlhšia, s uvoľnením 99 % energie žiarenia výbuchu hlavne vo viditeľnom a IR spektre. V prvých sto metroch človek nestihne vidieť výbuch a bez utrpenia zomiera (doba vizuálnej reakcie človeka je 0,1 - 0,3 s, reakčná doba na popálenie je 0,15 - 0,2 s).

Čas: 0,15s. Vzdialenosť: 580m Teplota: 65 tisíc°C. Žiarenie ~100 000 Gy. Človeku zostanú zuhoľnatené úlomky kostí (rýchlosť rázovej vlny je rádovo ako rýchlosť zvuku v mäkkých tkanivách: telom prechádza hydrodynamický šok, ktorý ničí bunky a tkanivo).

Čas: 0,25 s. Vzdialenosť: 630m Teplota: 50 tisíc°C. Prenikajúce žiarenie ~40 000 Gy. Človek sa zmení na zuhoľnatené trosky: rázová vlna spôsobí traumatickú amputáciu, ku ktorej dôjde v zlomku sekundy. ohnivá guľa zuhoľnatene pozostatky. Úplné zničenie nádrže. Kompletná likvidácia podzemných káblových vedení, vodovodných potrubí, plynovodov, kanalizácie, revíznych studní. Deštrukcia podzemných železobetónových rúr s priemerom 1,5 m a hrúbkou steny 0,2 m. Zničenie oblúkovej betónovej hrádze vodnej elektrárne. Ťažká deštrukcia dlhodobých železobetónových opevnení. Menšie poškodenie podzemných konštrukcií metra.

Čas: 0,4s. Vzdialenosť: 800m Teplota: 40 tisíc°C. Ohrievanie predmetov až do 3000 °C. Prenikajúce žiarenie ~20 000 Gy. Úplné zničenie všetkých ochranných štruktúr civilnej obrany (prístreškov) a zničenie ochranných zariadení pri vchodoch do metra. Zničenie gravitačnej betónovej hrádze vodnej elektrárne, bunkre sa stávajú neúčinnými vo vzdialenosti 250 m.

Čas: 0,73 s. Vzdialenosť: 1200m Teplota: 17 tisíc°C. Žiarenie ~5000 Gy. Pri výške výbuchu 1200 m ohrievanie prízemného vzduchu v epicentre pred príchodom otrasu. vlny do 900°C. Človek - 100% smrť v dôsledku pôsobenia rázovej vlny. Zničenie úkrytov dimenzovaných na 200 kPa (typ A-III alebo trieda 3). Úplné zničenie prefabrikovaných železobetónových bunkrov vo vzdialenosti 500 m za podmienok pozemného výbuchu. Úplné zničenie železničných tratí. Maximálny jas druhej fázy gule do tej doby uvoľnil ~ 20% svetelnej energie

Čas: 1,4s. Vzdialenosť: 1600m Teplota: 12 tisíc°C. Ohrievanie predmetov až na 200°C. Žiarenie 500 Gy. Početné 3-4 stupňové popáleniny na 60-90% povrchu tela, ťažké radiačné poškodenie spojené s inými zraneniami, úmrtnosť ihneď alebo až 100% v prvý deň. Nádrž je odhodená o ~10 m a poškodená. Úplná deštrukcia kovových a železobetónových mostov s rozpätím 30 - 50 m.

Čas: 1,6 s. Vzdialenosť: 1750m Teplota: 10 tisíc°C. Žiarenie cca. 70 gr. Posádka tanku zomiera do 2-3 týždňov na extrémne ťažkú chorobu z ožiarenia. Úplná deštrukcia betónových, železobetónových monolitických (nízkopodlažných) a zemetrasení odolných budov 0,2 MPa, vstavané a samostatne stojace úkryty dimenzované na 100 kPa (typ A-IV alebo trieda 4), úkryty v pivniciach multi - poschodové budovy.

Čas: 1,9 c. Vzdialenosť: 1900m Teplota: 9 tis. °C Nebezpečné poškodenie osoby rázovou vlnou a vymrštením do 300 m s počiatočnou rýchlosťou do 400 km/h, z toho 100-150 m (0,3-0,5 dráha) je voľný let a zostávajúca vzdialenosť je početné odrazy od zeme. Žiarenie okolo 50 Gy je náhla forma choroby z ožiarenia[, 100% úmrtnosť v priebehu 6-9 dní. Zničenie vstavaných prístreškov dimenzovaných na 50 kPa. Ťažké zničenie budov odolných voči zemetraseniu. Tlak 0,12 MPa a vyšší - všetky mestské budovy sú husté a vybité a menia sa na pevnú suť (jednotlivé sutiny sa spájajú do jednej pevnej), výška sutiny môže byť 3-4 m.Požiarna guľa v tomto čase dosahuje maximálnu veľkosť (D ~ 2 km), rozdrvený zospodu rázovou vlnou odrazenou od zeme a začína stúpať; izotermická guľa v nej sa zrúti a v epicentre sa vytvorí rýchly vzostupný tok - budúca noha huby.

Čas: 2,6 s. Vzdialenosť: 2200m Teplota: 7,5 tisíc°C. Ťažké poranenia osoby rázovou vlnou. Žiarenie ~10 Gy - mimoriadne ťažká akút choroba z ožiarenia, podľa kombinácie úrazov je 100% úmrtnosť do 1-2 týždňov. Bezpečný pobyt v nádrži, v opevnenom suteréne so železobetónovým stropom a vo väčšine prístreškov G.O.. Ničenie nákladných áut. 0,1 MPa - návrhový tlak rázovej vlny pre návrh konštrukcií a ochranných zariadení podzemných stavieb plytkých tratí metra.

Čas: 3,8 c. Vzdialenosť: 2800m Teplota: 7,5 tisíc°C. Žiarenie 1 Gy - v pokojných podmienkach a včasnom ošetrení nie nebezpečné radiačné poškodenie, avšak pri nehygienických podmienkach a ťažkej fyzickej a psychickej záťaži sprevádzajúcej katastrofu, absencia zdravotná starostlivosť, výživy a bežného odpočinku, až polovica obetí zomiera len na ožiarenie a sprievodné choroby a čo do výšky škôd (plus zranenia a popáleniny) oveľa viac. Tlak menší ako 0,1 MPa – mestské oblasti s hustou zástavbou sa menia na pevnú sutinu. Úplné zničenie suterénov bez vystuženia konštrukcií 0,075 MPa. Priemerná deštrukcia budov odolných voči zemetraseniu je 0,08-0,12 MPa. Ťažké poškodenie prefabrikovaných železobetónových bunkrov. Detonácia pyrotechniky.

Čas: 6 c. Vzdialenosť: 3600 m Teplota: 4,5 tisíc°C. Stredné poškodenie osoby rázovou vlnou. Žiarenie ~0,05 Gy - dávka nie je nebezpečná. Ľudia a predmety zanechávajú na asfalte „tiene“. Úplné zničenie administratívnych viacpodlažných rámových (kancelárskych) budov (0,05-0,06 MPa), prístrešky najjednoduchšieho typu; ťažké a úplné zničenie masívnych priemyselných štruktúr. Takmer všetky mestské budovy boli zničené tvorbou miestnych sutín (jeden dom - jedna sutina). Úplné zničenie osobných automobilov, úplné zničenie lesov. Elektromagnetický impulz ~3 kV/m ovplyvňuje necitlivé elektrické spotrebiče. Zničenie je podobné zemetraseniu 10 bodov. Guľa sa zmenila na ohnivú kupolu, ako bublina vznášajúca sa hore, nesúca so sebou stĺpec dymu a prachu z povrchu zeme: charakteristický výbušný hríb rastie počiatočnou vertikálnou rýchlosťou až 500 km/h. Rýchlosť vetra na povrchu k epicentru je ~100 km/h.

Čas: 10 c. Vzdialenosť: 6400 m Teplota: 2000°C. Na konci efektívnej doby druhej fázy žeravenia sa uvoľnilo ~ 80 % celkovej energie svetelného žiarenia. Zvyšných 20% sa neškodne rozsvieti asi minútu s nepretržitým znižovaním intenzity, pričom sa postupne stráca v oblakoch. Zničenie najjednoduchšieho typu prístrešku (0,035-0,05 MPa). V prvých kilometroch človek nepočuje hukot výbuchu pre poškodenie sluchu rázovou vlnou. Človeka odhodí späť rázová vlna ~20 m s počiatočnou rýchlosťou ~30 km/h. Úplné zničenie viacpodlažných tehlových domov, panelových domov, vážne zničenie skladov, mierne zničenie rámových administratívnych budov. Zničenie je podobné zemetraseniu s magnitúdou 8. Bezpečné takmer v každom suteréne.
Žiara ohnivého dómu prestáva byť nebezpečná, mení sa na ohnivý oblak, zväčšujúci svoj objem, keď stúpa; horúce plyny v oblaku začnú rotovať vo víre v tvare torusu; horúce produkty výbuchu sú lokalizované v hornej časti oblaku. Prúd prašného vzduchu v stĺpci sa pohybuje dvakrát rýchlejšie ako stúpanie „huby“, predbieha oblak, prechádza cez neho, rozchádza sa a akoby sa okolo neho navíja, akoby na prstencovom zvitku.

Čas: 15 c. Vzdialenosť: 7500 m. Ľahké poškodenie človeka rázovou vlnou. Popáleniny tretieho stupňa na exponovaných častiach tela. Úplné zničenie drevených domov, ťažké zničenie murovaných viacpodlažných budov 0,02-0,03 MPa, priemerné zničenie murovaných skladov, viacpodlažných železobetónových, panelových domov; slabé zničenie administratívnych budov 0,02-0,03 MPa, masívne priemyselné konštrukcie. Horiace autá. Zničenie je podobné zemetraseniu s magnitúdou 6 alebo hurikánom s magnitúdou 12. až 39 m/s. „Huba“ vyrástla až 3 km nad stred výbuchu (skutočná výška huby je väčšia ako výška výbuchu hlavice, asi 1,5 km), má „sukňu“ z kondenzácie vodnej pary v prúd teplého vzduchu, vháňaný oblakom do studených horných vrstiev atmosféry.

Čas: 35 c. Vzdialenosť: 14 km. Popáleniny druhého stupňa. Papier a tmavá plachta sa vznietia. Zóna nepretržitých požiarov; v oblastiach husto horľavých budov je možná požiarna búrka a tornádo (Hirošima, „Operácia Gomora“). Slabá deštrukcia panelových budov. Deaktivácia lietadiel a rakiet. Deštrukcia je podobná zemetraseniu 4-5 bodov, búrke 9-11 bodov V = 21 - 28,5 m/s. „Huba“ narástla na ~5 km, ohnivý mrak svieti čoraz slabšie.

Čas: 1 min. Vzdialenosť: 22 km. Popáleniny prvého stupňa – v plážovom oblečení je možná smrť. Zničenie zosilneného zasklenia. Vyvracanie veľkých stromov. Zóna jednotlivých ohnísk „Huba“ stúpla na 7,5 km, oblak prestáva vyžarovať svetlo a teraz má červenkastý odtieň vďaka obsiahnutým oxidom dusíka, vďaka čomu výrazne vynikne medzi ostatnými oblakmi.

Čas: 1,5 min. Vzdialenosť: 35 km. Maximálny polomer poškodenia nechránených citlivých elektrických zariadení elektromagnetickým impulzom. Takmer všetky obyčajné sklá a niektoré vystužené sklá v oknách boli rozbité – najmä v mrazivej zime, plus možnosť porezania od odletujúcich úlomkov. „Huba“ stúpla na 10 km, rýchlosť stúpania bola ~220 km/h. Nad tropopauzou sa oblak rozvíja prevažne do šírky.
Čas: 4 min. Vzdialenosť: 85 km. Blesk vyzerá ako veľké, neprirodzene jasné Slnko blízko horizontu a môže spôsobiť popálenie sietnice a nával tepla do tváre. Rázová vlna, ktorá príde po 4 minútach, môže človeka zraziť z nôh a rozbiť jednotlivé sklá v oknách. „Huba“ stúpla nad 16 km, rýchlosť stúpania ~140 km/h

Čas: 8 min. Vzdialenosť: 145 km. Záblesk nie je viditeľný za horizontom, ale je viditeľná silná žiara a ohnivý oblak. Celková výška „huby“ je až 24 km, oblak má výšku 9 km a priemer 20 – 30 km, najširšou časťou „spočíva“ na tropopauze. Hríbový oblak narástol do svojej maximálnej veľkosti a pozorujeme ho asi hodinu alebo viac, kým ho vietor nerozptýli a nezmieša s normálnymi oblakmi. Zrážky s relatívne veľkými časticami padajú z oblaku do 10-20 hodín a vytvárajú blízku rádioaktívnu stopu.

Čas: 5,5-13 hodín Vzdialenosť: 300-500 km.Ďaleká hranica stredne infikovanej zóny (zóna A). Úroveň žiarenia na vonkajšej hranici zóny je 0,08 Gy/h; celková dávka žiarenia 0,4-4 Gy.

Čas: ~ 10 mesiacov. Efektívna doba polovičnej depozície rádioaktívnych látok pre spodné vrstvy tropickej stratosféry (do 21 km), k spadu dochádza tiež najmä v stredných zemepisných šírkach na tej istej pologuli, kde došlo k výbuchu.

Pamätník prvého testu atómovej bomby Trinity. Tento pamätník bol postavený na testovacom mieste White Sands v roku 1965, 20 rokov po teste Trinity. Na pamätnej tabuli pamätníka je napísané: "Prvý test atómovej bomby na svete sa uskutočnil na tomto mieste 16. júla 1945." Ďalšia tabuľa nižšie pripomína označenie lokality za národnú kultúrnu pamiatku. (Foto: Wikicommons)

Vo svete existuje značný počet rôznych politických klubov. G7, teraz G20, BRICS, SCO, NATO, Európska únia, do určitej miery. Ani jeden z týchto klubov sa však nemôže pochváliť jedinečnou funkciou – schopnosťou ničiť svet, ako ho poznáme. „Jadrový klub“ má podobné schopnosti.

Dnes má jadrové zbrane 9 krajín:

Rusko;
Veľká Británia;
Francúzsko;
India
Pakistan;
Izrael;
KĽDR.

Krajiny sú zoradené podľa toho, ako vo svojom arzenáli získavajú jadrové zbrane. Ak by bol zoznam usporiadaný podľa počtu bojových hlavíc, na prvom mieste by bolo Rusko so svojimi 8 000 jednotkami, z ktorých 1 600 môže byť vypustených aj teraz. Štáty zaostávajú len o 700 jednotiek, no majú k dispozícii ďalších 320 náloží. „Jadrový klub“ je čisto relatívny pojem, v skutočnosti žiadny klub neexistuje. Medzi krajinami existuje množstvo dohôd o nešírení a znižovaní zásob jadrových zbraní.

Prvé testy atómovej bomby, ako vieme, vykonali Spojené štáty už v roku 1945. Táto zbraň bola testovaná v „poľných“ podmienkach druhej svetovej vojny na obyvateľoch japonských miest Hirošima a Nagasaki. Fungujú na princípe delenia. Pri výbuchu sa spustí reťazová reakcia, ktorá vyvolá štiepenie jadier na dve so sprievodným uvoľnením energie. Na túto reakciu sa používa hlavne urán a plutónium. S týmito prvkami sú spojené naše predstavy o tom, z čoho sú jadrové bomby vyrobené. Keďže urán sa v prírode vyskytuje len ako zmes troch izotopov, z ktorých len jeden je schopný takúto reakciu podporovať, je potrebné urán obohacovať. Alternatívou je plutónium-239, ktoré sa prirodzene nevyskytuje a musí sa vyrábať z uránu.

Ak dôjde k štiepnej reakcii v uránovej bombe, potom k fúznej reakcii vo vodíkovej bombe - to je podstata toho, ako sa vodíková bomba líši od atómovej. Všetci vieme, že slnko nám dáva svetlo, teplo a dalo by sa povedať aj život. Rovnaké procesy, ktoré sa vyskytujú na slnku, môžu ľahko zničiť mestá a krajiny. Výbuch vodíkovej bomby vzniká syntézou ľahkých jadier, takzvanou termonukleárnou fúziou. Tento „zázrak“ je možný vďaka izotopom vodíka – deutériu a tríciu. To je vlastne dôvod, prečo sa bomba nazýva vodíková bomba. Môžete tiež vidieť názov „termonukleárna bomba“ z reakcie, ktorá je základom tejto zbrane.

Potom, čo svet videl ničivú silu jadrových zbraní, v auguste 1945 začal ZSSR preteky, ktoré trvali až do jeho rozpadu. Spojené štáty americké ako prvé vytvorili, otestovali a použili jadrové zbrane, ako prvé odpálili vodíkovú bombu, no ZSSR možno pripísať prvej výrobe kompaktnej vodíkovej bomby, ktorú je možné doručiť nepriateľovi na bežnom Tu -16. Prvá americká bomba mala veľkosť trojposchodového domu; vodíková bomba tejto veľkosti by bola málo užitočná. Sovieti dostali takéto zbrane už v roku 1952, zatiaľ čo prvá „adekvátna“ bomba Spojených štátov bola prijatá až v roku 1954. Ak sa pozriete späť a analyzujete výbuchy v Nagasaki a Hirošime, môžete dospieť k záveru, že neboli také silné. . Dve bomby celkovo zničili obe mestá a zabili podľa rôznych zdrojov až 220 000 ľudí. Kobercové bombardovanie Tokia by mohlo zabiť 150-200 000 ľudí denne aj bez akýchkoľvek jadrových zbraní. Môže za to nízky výkon prvých bômb – len niekoľko desiatok kiloton TNT. Vodíkové bomby boli testované s cieľom prekonať 1 megatonu alebo viac.

Prvá sovietska bomba bola testovaná s nárokom 3 Mt, ale nakoniec testovali 1,6 Mt.

Najsilnejšiu vodíkovú bombu testovali Sovieti v roku 1961. Jeho kapacita dosiahla 58-75 Mt, pričom deklarovaných 51 Mt. „Cár“ uvrhol svet do mierneho šoku, v doslovnom zmysle slova. Rázová vlna obehla planétu trikrát. Na testovacom mieste (Novája Zemlya) nezostal jediný kopec, výbuch bolo počuť vo vzdialenosti 800 km. Ohnivá guľa dosiahla priemer takmer 5 km, „huba“ narástla o 67 km a priemer jej čiapky bol takmer 100 km. Následky takejto explózie vo veľkom meste sú len ťažko predstaviteľné. Práve test vodíkovej bomby takejto sily (v tom čase mali štáty štyrikrát menšie bomby) sa podľa mnohých odborníkov stal prvým krokom k podpisu rôznych zmlúv o zákaze jadrových zbraní, ich testovaní a znižovaní výroby. Svet po prvýkrát začal premýšľať o svojej vlastnej bezpečnosti, ktorá bola skutočne ohrozená.

Ako už bolo spomenuté, princíp fungovania vodíkovej bomby je založený na fúznej reakcii. Termonukleárna fúzia je proces fúzie dvoch jadier do jedného, pričom vzniká tretí prvok, štvrtý sa uvoľňuje a energia. Sily, ktoré odpudzujú jadrá, sú obrovské, takže na to, aby sa atómy dostatočne priblížili, aby sa spojili, musí byť teplota jednoducho obrovská. Vedci si už celé stáročia lámu hlavu nad studenou termonukleárnou fúziou a snažia sa takpovediac obnoviť teplotu fúzie na izbovú teplotu, v ideálnom prípade. V tomto prípade bude mať ľudstvo prístup k energii budúcnosti. Pokiaľ ide o súčasnú termonukleárnu reakciu, na jej spustenie je ešte potrebné zapáliť miniatúrne slnko tu na Zemi - bomby zvyčajne používajú na spustenie fúzie uránovú alebo plutóniovú nálož.

Okrem vyššie opísaných dôsledkov z použitia bomby o sile desiatok megaton má vodíková bomba, ako každá jadrová zbraň, množstvo následkov z jej použitia. Niektorí ľudia majú tendenciu veriť, že vodíková bomba je „čistejšia zbraň“ ako konvenčná bomba. Možno to má niečo spoločné s názvom. Ľudia počujú slovo „voda“ a myslia si, že to má niečo spoločné s vodou a vodíkom, a preto dôsledky nie sú také hrozné. V skutočnosti to tak určite nie je, pretože pôsobenie vodíkovej bomby je založené na extrémne rádioaktívnych látkach. Teoreticky je možné vyrobiť bombu bez uránovej náplne, čo je však vzhľadom na zložitosť procesu nepraktické, takže čistá fúzna reakcia sa na zvýšenie výkonu „riedi“ uránom. Zároveň sa množstvo rádioaktívneho spadu zvýši na 1000 %. Všetko, čo spadne do ohnivej gule, bude zničené, oblasť v zasiahnutom okruhu sa stane pre ľudí na desaťročia neobývateľná. Rádioaktívny spad môže poškodiť zdravie ľudí vzdialených stovky a tisíce kilometrov. Konkrétne čísla a oblasť infekcie je možné vypočítať na základe znalosti sily náboja.

Ničenie miest však nie je to najhoršie, čo sa „vďaka“ zbraniam hromadného ničenia môže stať. Po jadrovej vojne nebude svet úplne zničený. Tisíce veľkých miest, miliardy ľudí zostanú na planéte a len malé percento území stratí svoj status „obyvateľných“. Z dlhodobého hľadiska bude celý svet ohrozený v dôsledku takzvanej „nukleárnej zimy“. Detonácia jadrového arzenálu „klubu“ by mohla spustiť uvoľnenie dostatočného množstva látky (prach, sadze, dym) do atmosféry na „zníženie“ jasu slnka. Plášť, ktorý by sa mohol rozšíriť po celej planéte, by zničil úrodu na niekoľko nasledujúcich rokov, čo by spôsobilo hladomor a nevyhnutný pokles populácie. V histórii už bol „rok bez leta“ po veľkej sopečnej erupcii v roku 1816, takže jadrová zima vyzerá viac ako možná. Opäť, v závislosti od toho, ako vojna pokračuje, môžeme dostať nasledujúce typy globálne klimatické zmeny:

ochladenie o 1 stupeň prejde bez povšimnutia;
jadrová jeseň - ochladenie o 2-4 stupne, možné zlyhania plodín a zvýšená tvorba hurikánov;
analóg „roku bez leta“ - keď teplota výrazne klesla, o niekoľko stupňov za rok;
Malá doba ľadová - teploty môžu klesnúť o 30 - 40 stupňov na významnú dobu a budú sprevádzané vyľudňovaním množstva severných zón a neúrodou;
Doba ľadová - vývoj malej doby ľadovej, keď odraz slnečného svetla od povrchu môže dosiahnuť určitú kritickú úroveň a teplota bude naďalej klesať, rozdiel je len v teplote;
nezvratné ochladenie je veľmi smutnou verziou doby ľadovej, ktorá pod vplyvom mnohých faktorov zmení Zem na novú planétu.

Teória jadrovej zimy bola neustále kritizovaná a jej dôsledky sa zdajú byť trochu prehnané. O jej nevyhnutnej ofenzíve v akomkoľvek globálnom konflikte s použitím vodíkových bômb však netreba pochybovať.

Studená vojna je už dávno za nami, a preto nukleárnu hystériu možno vidieť len v starých hollywoodskych filmoch a na obálkach vzácnych časopisov a komiksov. Napriek tomu môžeme byť na pokraji, hoci malého, ale vážneho jadrového konfliktu. To všetko vďaka milovníkovi rakiet a hrdinovi boja proti imperialistickým ambíciám USA – Kim Čong-unovi. H-bomba KĽDR je zatiaľ len hypotetický objekt, o jej existencii hovoria len nepriame dôkazy. Samozrejme vláda Severná Kórea neustále hlási, že sa im podarilo vyrobiť nové bomby, no doteraz ich nikto nevidel naživo. Prirodzene, štáty a ich spojenci – Japonsko a Južná Kórea – sú trochu viac znepokojení prítomnosťou, aj keď hypotetickou, takýchto zbraní v KĽDR. Realita je taká, že momentálne KĽDR nedisponuje dostatočnou technológiou na úspešný útok na Spojené štáty, čo každoročne oznamujú celému svetu. Ani útok na susedné Japonsko či Juh nemusí byť veľmi úspešný, ak vôbec, no každým rokom narastá nebezpečenstvo nového konfliktu na Kórejskom polostrove.

Obsah článku

H-BOMB, zbraň veľkej ničivej sily (rádovo megatony v ekvivalente TNT), ktorej princíp fungovania je založený na reakcii termonukleárnej fúzie ľahkých jadier. Zdrojom energie výbuchu sú procesy podobné tým, ktoré prebiehajú na Slnku a iných hviezdach.

Termonukleárne reakcie.

Vnútro Slnka obsahuje gigantické množstvo vodíka, ktorý je v stave ultravysokej kompresie pri teplote cca. 15 000 000 K. Pri takých vysokých teplotách a hustotách plazmy dochádza v jadrách vodíka k neustálym vzájomným zrážkam, z ktorých niektoré vedú k ich fúzii a v konečnom dôsledku k vytvoreniu ťažších jadier hélia. Takéto reakcie, nazývané termonukleárna fúzia, sú sprevádzané uvoľnením obrovského množstva energie. Podľa fyzikálnych zákonov je uvoľňovanie energie počas termonukleárnej fúzie spôsobené skutočnosťou, že počas tvorby ťažšieho jadra sa časť hmoty ľahkých jadier zahrnutých v jeho zložení premení na obrovské množstvo energie. To je dôvod, prečo Slnko, ktoré má obrovskú hmotnosť, stráca v procese termonukleárnej fúzie približne každý deň. 100 miliárd ton hmoty a uvoľňuje energiu, vďaka čomu bol možný život na Zemi.

Izotopy vodíka.

Atóm vodíka je najjednoduchší zo všetkých existujúcich atómov. Skladá sa z jedného protónu, ktorý je jeho jadrom, okolo ktorého rotuje jediný elektrón. Starostlivé štúdie vody (H 2 O) ukázali, že obsahuje zanedbateľné množstvo „ťažkej“ vody obsahujúcej „ťažký izotop“ vodíka – deutérium (2 H). Jadro deutéria pozostáva z protónu a neutrónu - neutrálnej častice s hmotnosťou blízkou protónu.

Existuje tretí izotop vodíka, trícium, ktorého jadro obsahuje jeden protón a dva neutróny. Trícium je nestabilné a podlieha spontánnemu rádioaktívnemu rozpadu, pričom sa mení na izotop hélia. Stopy trícia sa našli v zemskej atmosfére, kde vzniká v dôsledku interakcie kozmického žiarenia s molekulami plynu, ktoré tvoria vzduch. Trícium sa vyrába umelo v jadrovom reaktore ožiarením izotopu lítia-6 prúdom neutrónov.

Vývoj vodíkovej bomby.

Predbežná teoretická analýza ukázala, že termonukleárna fúzia sa najľahšie uskutočňuje v zmesi deutéria a trícia. Na základe toho začali americkí vedci začiatkom roku 1950 realizovať projekt na vytvorenie vodíkovej bomby (HB). Prvé testy modelového jadrového zariadenia sa uskutočnili na skúšobnom mieste Enewetak na jar 1951; termonukleárna fúzia bola len čiastočná. Významný úspech sa dosiahol 1. novembra 1951 pri testovaní masívneho jadrového zariadenia, ktorého sila výbuchu bola 4 × 8 Mt v ekvivalente TNT.

Prvá vodíková letecká bomba bola odpálená v ZSSR 12. augusta 1953 a 1. marca 1954 Američania odpálili silnejšiu (približne 15 Mt) leteckú bombu na atole Bikini. Odvtedy obe mocnosti uskutočnili výbuchy pokročilých megatonových zbraní.

Výbuch na atole Bikini sprevádzalo uvoľnenie veľkého množstva rádioaktívnych látok. Niektoré z nich spadli stovky kilometrov od miesta výbuchu na japonskom rybárskom plavidle "Lucky Dragon", zatiaľ čo iné pokryli ostrov Rongelap. Keďže termonukleárna fúzia produkuje stabilné hélium, rádioaktivita z výbuchu čistej vodíkovej bomby by nemala byť väčšia ako rádioaktivita atómovej rozbušky termonukleárnej reakcie. V posudzovanom prípade sa však predpokladaný a skutočný rádioaktívny spad výrazne líšil v množstve a zložení.

Mechanizmus účinku vodíkovej bomby.

Postupnosť procesov vyskytujúcich sa počas výbuchu vodíkovej bomby možno znázorniť nasledovne. Najprv exploduje iniciátor termonukleárnej reakcie (malá atómová bomba) umiestnený vo vnútri plášťa HB, čo vedie k neutrónovému záblesku a vytváraniu vysokej teploty potrebnej na spustenie termonukleárnej fúzie. Neutróny bombardujú vložku vyrobenú z deuteridu lítneho, zlúčeniny deutéria a lítia (používa sa izotop lítia s hmotnostným číslom 6). Lítium-6 sa vplyvom neutrónov štiepi na hélium a trícium. Atómová poistka teda vytvára materiály potrebné na syntézu priamo v samotnej bombe.

Potom sa začne termonukleárna reakcia v zmesi deutéria a trícia, teplota vo vnútri bomby sa rýchlo zvyšuje a zahŕňa stále viac veľká kvantita vodík. S ďalším zvýšením teploty sa mohla začať reakcia medzi jadrami deutéria, charakteristická pre čisto vodíkovú bombu. Všetky reakcie sa samozrejme vyskytujú tak rýchlo, že sú vnímané ako okamžité.

Štiepenie, fúzia, štiepenie (superbomba).

V skutočnosti, v bombe, sled procesov opísaných vyššie končí v štádiu reakcie deutéria s tríciom. Ďalej sa dizajnéri bômb rozhodli nepoužívať jadrovú fúziu, ale jadrové štiepenie. Fúzia jadier deutéria a trícia produkuje hélium a rýchle neutróny, ktorých energia je dostatočne vysoká na to, aby spôsobila jadrové štiepenie uránu-238 (hlavný izotop uránu, oveľa lacnejší ako urán-235 používaný v konvenčných atómových bombách). Rýchle neutróny rozdeľujú atómy uránového obalu superbomby. Štiepením jednej tony uránu vznikne energia ekvivalentná 18 Mt. Energia ide nielen do výbuchu a výroby tepla. Každé jadro uránu sa rozdelí na dva vysoko rádioaktívne „fragmenty“. Produkty štiepenia zahŕňajú 36 rôznych chemické prvky a takmer 200 rádioaktívnych izotopov. To všetko tvorí rádioaktívny spad, ktorý sprevádza výbuchy superbômb.

Vďaka unikátnej konštrukcii a opísanému mechanizmu pôsobenia je možné vyrobiť zbrane tohto typu tak silné, ako si želáte. Je to oveľa lacnejšie ako atómové bomby rovnakej sily.

Následky výbuchu.

Rázová vlna a tepelný efekt.

Priamy (primárny) dopad výbuchu superbomby je trojnásobný. Najzrejmejším priamym dopadom je rázová vlna obrovskej intenzity. Sila jej dopadu v závislosti od sily bomby, výšky výbuchu nad povrchom zeme a charakteru terénu klesá so vzdialenosťou od epicentra výbuchu. Tepelný vplyv výbuchu je určený rovnakými faktormi, ale závisí aj od priehľadnosti vzduchu - hmla výrazne znižuje vzdialenosť, na ktorú môže tepelný záblesk spôsobiť vážne popáleniny.

Podľa výpočtov pri výbuchu v atmosfére 20-megatonovej bomby zostanú ľudia v 50 % prípadov nažive, ak sa 1) uchýlia do podzemného železobetónového krytu vo vzdialenosti približne 8 km od epicentra zemetrasenia. výbuch (E), 2) sú v bežnej mestskej zástavbe vo vzdialenosti cca . 15 km od EV, 3) sa ocitli na otvorenom mieste vo vzdialenosti cca. 20 km od EV. V podmienkach zlej viditeľnosti a vo vzdialenosti najmenej 25 km, ak je čistá atmosféra, pre ľudí na otvorených priestranstvách sa pravdepodobnosť prežitia rýchlo zvyšuje so vzdialenosťou od epicentra; na vzdialenosť 32 km je jeho vypočítaná hodnota viac ako 90 %. Oblasť, nad ktorou prenikajúce žiarenie vznikajúce pri výbuchu spôsobuje smrť, je relatívne malá, a to aj v prípade vysokovýkonnej superbomby.

Ohnivá guľa.

V závislosti od zloženia a množstva horľavého materiálu obsiahnutého v ohnivej guli sa môžu vytvoriť obrovské samoudržateľné ohnivé búrky, ktoré zúria mnoho hodín. Najnebezpečnejším (aj keď sekundárnym) dôsledkom výbuchu je rádioaktívne zamorenie prostredia.

Spad.

Ako sa tvoria.

Keď vybuchne bomba, výsledná ohnivá guľa sa naplní obrovským množstvom rádioaktívnych častíc. Tieto častice sú zvyčajne také malé, že keď sa dostanú do hornej atmosféry, môžu tam zostať dlhý čas. Ak sa však ohnivá guľa dostane do kontaktu s povrchom Zeme, premení všetko na nej na horúci prach a popol a vtiahne ich do ohnivého tornáda. Vo víre plameňa sa miešajú a viažu s rádioaktívnymi časticami. Rádioaktívny prach, okrem najväčšieho, sa neusadí okamžite. Jemnejší prach je unášaný vzniknutým mrakom a pri pohybe vetrom postupne vypadáva. Priamo na mieste výbuchu môže byť rádioaktívny spad mimoriadne intenzívny – na zemi sa usádza hlavne veľký prach. Stovky kilometrov od miesta výbuchu a vo väčších vzdialenostiach, malé, ale predsa okom viditeľnýčastice popola. Často tvoria pokrývku podobnú padnutému snehu, smrteľnú pre každého, kto sa náhodou ocitne nablízku. Dokonca aj menšie a neviditeľné častice, kým sa usadia na zemi, môžu blúdiť v atmosfére celé mesiace a dokonca roky a mnohokrát obídu zemeguľu. Kým vypadnú, ich rádioaktivita je výrazne oslabená. Najnebezpečnejším žiarením zostáva stroncium-90 s polčasom rozpadu 28 rokov. Jeho strata je zreteľne pozorovaná na celom svete. Keď sa usadí na listoch a tráve, dostane sa do potravinových reťazcov, do ktorých patrí aj človek. V dôsledku toho sa v kostiach obyvateľov väčšiny krajín našlo značné, hoci ešte nie nebezpečné množstvo stroncia-90. Akumulácia stroncia-90 v ľudských kostiach je z dlhodobého hľadiska veľmi nebezpečná, pretože vedie k tvorbe zhubných kostných nádorov.

Dlhodobá kontaminácia územia rádioaktívnym spadom.

V prípade nepriateľských akcií povedie použitie vodíkovej bomby k okamžitej rádioaktívnej kontaminácii oblasti v okruhu cca. 100 km od epicentra výbuchu. Ak vybuchne superbomba, bude kontaminovaná oblasť s rozlohou desaťtisíc štvorcových kilometrov. Takáto obrovská oblasť ničenia s jedinou bombou z nej robí úplne nový typ zbrane. Aj keď superbomba nezasiahne cieľ, t.j. nezasiahne objekt nárazovo-tepelnými účinkami, prenikajúce žiarenie a rádioaktívny spad sprevádzajúci výbuch spôsobia, že okolitý priestor bude neobývateľný. Takéto zrážky môžu pokračovať mnoho dní, týždňov a dokonca mesiacov. V závislosti od ich množstva môže intenzita žiarenia dosiahnuť smrteľnú úroveň. Relatívne malý počet superbômb stačí na úplné pokrytie veľkej krajiny vrstvou rádioaktívneho prachu, ktorý je smrteľný pre všetko živé. Vytvorenie superbomby teda znamenalo začiatok éry, kedy bolo možné urobiť z celých kontinentov neobývateľné. Aj po dlho Po ukončení priameho vystavenia rádioaktívnemu spadu nebezpečenstvo spôsobené vysokou rádiotoxicitou izotopov, ako je stroncium-90, zostane. S potravinami pestovanými na pôde kontaminovanej týmto izotopom sa rádioaktivita dostane do ľudského tela.

Mnoho našich čitateľov spája vodíkovú bombu s atómovou, len oveľa výkonnejšou. V skutočnosti ide o zásadne novú zbraň, ktorá si na jej vytvorenie vyžadovala neúmerne veľké intelektuálne úsilie a funguje na zásadne odlišných fyzikálnych princípoch.

"Bafať"

Moderná bomba

Jediné, čo majú atómová a vodíková bomba spoločné, je to, že obe uvoľňujú kolosálnu energiu ukrytú v atómovom jadre. Dá sa to urobiť dvoma spôsobmi: rozdeliť ťažké jadrá, napríklad urán alebo plutónium, na ľahšie (štiepna reakcia) alebo prinútiť najľahšie izotopy vodíka, aby sa spojili (fúzna reakcia). V dôsledku oboch reakcií je hmotnosť výsledného materiálu vždy menšia ako hmotnosť pôvodných atómov. Ale hmota nemôže zmiznúť bez stopy – mení sa na energiu podľa známeho Einsteinovho vzorca E=mc2.

A-bomba

Na vytvorenie atómovej bomby je nevyhnutnou a postačujúcou podmienkou získanie štiepneho materiálu v dostatočnom množstve. Práca je dosť náročná na prácu, ale má nízku intelektuálnu úroveň, má bližšie k ťažobnému priemyslu ako k vysokej vede. Hlavné zdroje na výrobu takýchto zbraní sa vynakladajú na výstavbu obrovských uránových baní a závodov na obohacovanie uránu. O jednoduchosti zariadenia svedčí fakt, že medzi výrobou plutónia potrebného na prvú bombu a prvým sovietskym jadrovým výbuchom neuplynul ani mesiac.

Pripomeňme si v krátkosti princíp fungovania takejto bomby, známy zo školských kurzov fyziky. Je založená na vlastnosti uránu a niektorých transuránových prvkov, napríklad plutónia, uvoľniť počas rozpadu viac ako jeden neutrón. Tieto prvky sa môžu rozpadnúť buď spontánne, alebo pod vplyvom iných neutrónov.

Uvoľnený neutrón môže opustiť rádioaktívny materiál alebo sa môže zraziť s iným atómom, čo spôsobí ďalšiu štiepnu reakciu. Keď sa prekročí určitá koncentrácia látky (kritická hmotnosť), počet novorodených neutrónov, ktoré spôsobujú ďalšie štiepenie atómového jadra, začína prevyšovať počet rozpadajúcich sa jadier. Počet rozpadajúcich sa atómov začína lavíne narastať a rodia sa nové neutróny, čiže nastáva reťazová reakcia. Pre urán-235 je kritická hmotnosť asi 50 kg, pre plutónium-239 - 5,6 kg. To znamená, že guľa plutónia s hmotnosťou o niečo menej ako 5,6 kg je len teplý kus kovu a hmotnosť o niečo viac trvá len niekoľko nanosekúnd.

Skutočná prevádzka bomby je jednoduchá: vezmeme dve hemisféry uránu alebo plutónia, každú o niečo menšiu ako je kritická hmotnosť, umiestnime ich do vzdialenosti 45 cm, zakryjeme ich výbušninami a odpálime. Urán alebo plutónium sa speká na kúsok superkritickej hmoty a začína jadrová reakcia. Všetky. Existuje ďalší spôsob, ako spustiť jadrovú reakciu - stlačiť kúsok plutónia silným výbuchom: vzdialenosť medzi atómami sa zníži a reakcia začne pri nižšej kritickej hmotnosti. Na tomto princípe fungujú všetky moderné atómové rozbušky.

Problémy s atómovou bombou začínajú od okamihu, keď chceme zvýšiť silu výbuchu. Jednoduché zvýšenie štiepneho materiálu nestačí - akonáhle jeho hmotnosť dosiahne kritickú hmotnosť, exploduje. Boli vynájdené rôzne dômyselné schémy, napríklad vyrobiť bombu nie z dvoch častí, ale z mnohých, vďaka čomu sa bomba začala podobať vypitvanému pomaranču, a potom ju poskladať do jedného kusu jedným výbuchom, ale stále so silou. nad 100 kiloton, problémy sa stali neprekonateľnými.

H-bomba

Palivo pre termonukleárnu fúziu však nemá kritické množstvo. Tu Slnko naplnené termonukleárnym palivom visí nad hlavou, v jeho vnútri prebieha termonukleárna reakcia už miliardy rokov a nič nevybuchne. Okrem toho sa pri syntéznej reakcii napríklad deutéria a trícia (ťažký a superťažký izotop vodíka) uvoľňuje 4,2-krát viac energie ako pri spaľovaní rovnakého množstva uránu-235.

Výroba atómovej bomby bola skôr experimentálnym ako teoretickým procesom. Vytvorenie vodíkovej bomby si vyžiadalo vznik úplne nových fyzikálnych disciplín: fyziky vysokoteplotnej plazmy a ultravysokých tlakov. Pred začatím konštrukcie bomby bolo potrebné dôkladne pochopiť podstatu javov, ktoré sa vyskytujú iba v jadre hviezd. Žiadne experimenty tu nepomohli - nástrojmi vedcov boli iba teoretická fyzika a vyššia matematika. Nie je náhoda, že gigantickú úlohu vo vývoji termonukleárnych zbraní majú matematici: Ulam, Tikhonov, Samarsky atď.

Klasika super

Do konca roku 1945 Edward Teller navrhol prvý dizajn vodíkovej bomby, nazvaný „klasická super“. Na vytvorenie monštruózneho tlaku a teploty potrebnej na spustenie fúznej reakcie mala použiť konvenčnú atómovú bombu. Samotný „klasický super“ bol dlhý valec naplnený deutériom. K dispozícii bola aj medziľahlá „zapaľovacia“ komora so zmesou deutéria a trícia - syntézna reakcia deutéria a trícia začína pri nižšom tlaku. Analogicky s ohňom, deutérium malo hrať úlohu palivového dreva, zmes deutéria a trícia - pohár benzínu a atómová bomba - zápalka. Táto schéma sa nazývala „fajka“ - druh cigary s atómovým zapaľovačom na jednom konci. Sovietski fyzici začali vyvíjať vodíkovú bombu podľa rovnakej schémy.

Matematik Stanislav Ulam však pomocou obyčajného logaritmu Tellerovi dokázal, že výskyt fúznej reakcie čistého deutéria v „super“ je sotva možný a zmes by vyžadovala také množstvo trícia, že na jej výrobu by prakticky zmraziť výrobu plutónia na zbrane v Spojených štátoch.

Posypte cukrom

V polovici roku 1946 Teller navrhol ďalší dizajn vodíkovej bomby - „budík“. Pozostával zo striedajúcich sa sférických vrstiev uránu, deutéria a trícia. Pri jadrovom výbuchu centrálnej náplne plutónia sa vytvoril potrebný tlak a teplota na spustenie termonukleárnej reakcie v ďalších vrstvách bomby. „Budík“ však vyžadoval vysokovýkonný atómový iniciátor a Spojené štáty (rovnako ako ZSSR) mali problémy s výrobou uránu a plutónia na zbrane.

Na jeseň 1948 prišiel k podobnej schéme Andrej Sacharov. V Sovietskom zväze sa dizajn nazýval „sloyka“. Pre ZSSR, ktorý nemal čas vyrábať zbrojný urán-235 a plutónium-239 v dostatočnom množstve, bola Sacharovova nadýchaná pasta všeliekom. A preto.

V konvenčnej atómovej bombe je prírodný urán-238 nielen zbytočný (energia neutrónov počas rozpadu nestačí na spustenie štiepenia), ale aj škodlivý, pretože nenásytne pohlcuje sekundárne neutróny a spomaľuje reťazová reakcia. Preto 90 % uránu určeného na zbrane pozostáva z izotopu uránu-235. Neutróny vznikajúce pri termonukleárnej fúzii sú však 10-krát energetickejšie ako štiepne neutróny a prírodný urán-238 ožiarený takýmito neutrónmi sa začína vynikajúco štiepiť. Nová bomba umožnila použiť urán-238, ktorý bol predtým považovaný za odpadový produkt, ako výbušninu.

Vrcholom Sacharovovho „lístkového cesta“ bolo tiež použitie kryštalickej látky bieleho svetla, deuteridu lítneho 6LiD, namiesto akútne deficitného trícia.

Ako bolo uvedené vyššie, zmes deutéria a trícia sa vznieti oveľa ľahšie ako čisté deutérium. Tu však výhody trícia končia a zostávajú len nevýhody: v normálnom stave je trícium plyn, ktorý spôsobuje ťažkosti so skladovaním; trícium je rádioaktívne a rozkladá sa na stabilné hélium-3, ktoré aktívne spotrebúva veľmi potrebné rýchle neutróny, čím sa obmedzuje skladovateľnosť bomby na niekoľko mesiacov.

Nerádioaktívny deutrid lítia sa po ožiarení pomalými štiepnymi neutrónmi – následky výbuchu atómovej poistky – zmení na trícium. Žiarenie z primárneho atómového výbuchu teda okamžite produkuje dostatočné množstvo trícia pre ďalšiu termonukleárnu reakciu a deutérium je spočiatku prítomné v deutride lítnom.

Práve takáto bomba, RDS-6s, bola úspešne otestovaná 12. augusta 1953 na veži testovacieho areálu Semipalatinsk. Sila výbuchu bola 400 kiloton a stále sa vedú diskusie o tom, či išlo o skutočný termonukleárny výbuch, alebo o supersilný atómový. Koniec koncov, termonukleárna fúzna reakcia v Sacharovovej nadýchanej paste netvorila viac ako 20% celkového nabíjacieho výkonu. K výbuchu prispela hlavne rozpadová reakcia uránu-238 ožiareného rýchlymi neutrónmi, vďaka čomu RDS-6 otvorili éru takzvaných „špinavých“ bômb.

Faktom je, že hlavná rádioaktívna kontaminácia pochádza z produktov rozpadu (najmä stroncia-90 a cézia-137). Sacharovovo „lístkové cesto“ bolo v podstate obrovskou atómovou bombou, len mierne vylepšenou termonukleárnou reakciou. Nie je náhoda, že len jedna explózia „lístkového cesta“ vyprodukovala 82 % stroncia-90 a 75 % cézia-137, ktoré sa dostalo do atmosféry počas celej histórie testovacej lokality Semipalatinsk.

Americké bomby

Boli to však Američania, ktorí ako prví odpálili vodíkovú bombu. 1. novembra 1952 bolo na atole Elugelab v Tichom oceáne úspešne otestované termonukleárne zariadenie Mike s výťažnosťou 10 megaton. 74-tonové americké zariadenie by bolo ťažké nazvať bombou. „Mike“ bolo objemné zariadenie veľkosti dvojposchodového domu, naplnené tekutým deutériom pri teplote blízkej absolútnej nule (Sacharovovo „lístkové cesto“ bolo úplne prenosným výrobkom). Vrcholom „Mikea“ však nebola jeho veľkosť, ale dômyselný princíp stláčania termonukleárnych výbušnín.

Pripomeňme, že hlavnou myšlienkou vodíkovej bomby je vytvorenie podmienok pre fúziu (ultravysoký tlak a teplota) prostredníctvom jadrového výbuchu. V schéme „nafúknutia“ je jadrový náboj umiestnený v strede, a preto deutérium ani tak nestláča, ako ho rozptyľuje smerom von - zvýšenie množstva termonukleárnej výbušniny nevedie k zvýšeniu výkonu - jednoducho to nie je mať čas vybuchnúť. To je presne to, čo obmedzuje maximálnu silu tejto schémy - najsilnejší „puf“ na svete, Orange Herald, vyhodený do vzduchu Britmi 31. mája 1957, vyniesol iba 720 kiloton.

Ideálne by bolo, keby sme vo vnútri dokázali vybuchnúť atómovú rozbušku a stlačiť termonukleárnu výbušninu. Ale ako na to? Edward Teller predložil geniálny nápad: stlačiť termonukleárne palivo nie mechanickou energiou a tokom neutrónov, ale žiarením primárnej atómovej poistky.

V Tellerovom novom dizajne bola iniciačná atómová jednotka oddelená od termonukleárnej jednotky. Keď sa spustil atómový náboj, röntgenové žiarenie predchádzalo rázovej vlne a šírilo sa pozdĺž stien valcového telesa, vyparovalo sa a premieňalo polyetylénové vnútorné obloženie tela bomby na plazmu. Plazma zase vyžarovala mäkšie röntgenové lúče, ktoré boli absorbované vonkajšími vrstvami vnútorného valca uránu-238 - „tlačidla“. Vrstvy sa začali explozívne odparovať (tento jav sa nazýva ablácia). Horúcu uránovú plazmu môžeme prirovnať k prúdom supervýkonného raketového motora, ktorého ťah smeruje do valca s deutériom. Uránová fľaša sa zrútila, dosiahol sa tlak a teplota deutéria kritická úroveň. Rovnaký tlak stlačil centrálnu plutóniovú trubicu na kritickú hmotnosť a tá explodovala. Výbuch plutóniovej rozbušky tlačil na deutérium zvnútra, čím ďalej stláčal a zahrieval termonukleárnu trhavinu, ktorá vybuchla. Intenzívny prúd neutrónov štiepi jadrá uránu-238 v „tlačidle“, čo spôsobuje sekundárnu rozpadovú reakciu. To všetko sa stihlo udiať ešte pred momentom, keď tlaková vlna z primárneho jadrového výbuchu dosiahla termonukleárny blok. Výpočet všetkých týchto udalostí, ktoré sa vyskytujú v miliardtinách sekundy, si vyžadoval mozgovú silu najsilnejších matematikov na planéte. Tvorcovia „Mike“ nezažili hrôzu z 10-megatonovej explózie, ale neopísateľnú radosť - podarilo sa im nielen pochopiť procesy, ktoré sa v skutočnom svete vyskytujú iba v jadrách hviezd, ale aj experimentálne otestovať svoje teórie nastavením vzbudiť svoju malú hviezdu na Zemi.

Bravo

Američania, ktorí prekonali Rusov v kráse dizajnu, nedokázali urobiť svoje zariadenie kompaktným: namiesto Sacharovovho práškového deuteridu lítneho použili tekuté podchladené deutérium. V Los Alamos reagovali na Sacharovovo „lístkové cesto“ so závisťou: „namiesto obrovskej kravy s vedrom surové mlieko Rusi používajú balíček sušeného mlieka." Obom stranám sa však nepodarilo pred sebou ukryť tajomstvá. 1. marca 1954 neďaleko atolu Bikini Američania otestovali 15-megatonovú bombu „Bravo“ s použitím deuteridu lítneho a 22. novembra 1955 prvú sovietsku dvojstupňovú termonukleárnu bombu RDS-37 s výkonom 1,7 megatony. explodoval nad testovacou plochou Semipalatinsk a zdemoloval takmer polovicu testovacej plochy. Odvtedy prešla konštrukcia termonukleárnej bomby menšími zmenami (napríklad medzi iniciačnou bombou a hlavnou náložou sa objavil uránový štít) a stala sa kanonickou. A na svete už nezostali žiadne veľké záhady prírody, ktoré by sa dali vyriešiť takýmto veľkolepým experimentom. Možno zrod supernovy.

VODÍKOVÁ BOMBA, zbraň veľkej ničivej sily (rádovo megatony v ekvivalente TNT), ktorej princíp fungovania je založený na reakcii termonukleárnej fúzie ľahkých jadier. Zdrojom energie výbuchu sú procesy podobné tým, ktoré prebiehajú na Slnku a iných hviezdach.

V roku 1961 došlo k najsilnejšiemu výbuchu vodíkovej bomby.

Ráno 30. októbra o 11.32 hod. nad Novou Zemou v oblasti Mityushi Bay vo výške 4000 m nad zemským povrchom vybuchla vodíková bomba s kapacitou 50 miliónov ton TNT.

Sovietsky zväz testovali najvýkonnejšie termonukleárne zariadenie v histórii. Dokonca aj v „polovičnej“ verzii (a maximálny výkon takejto bomby je 100 megaton) bola energia výbuchu desaťkrát vyššia ako celková sila všetkých výbušnín používaných všetkými bojujúcimi stranami počas druhej svetovej vojny (vrátane atómovej bomby zhodené na Hirošimu a Nagasaki). Rázová vlna z výbuchu obletela zemeguľu trikrát, prvýkrát za 36 hodín a 27 minút.

Svetelný záblesk bol taký jasný, že napriek súvislej oblačnosti bol viditeľný aj z veliteľského stanovišťa v dedine Belushya Guba (takmer 200 km od epicentra výbuchu). Hríbový oblak narástol do výšky 67 km. V čase výbuchu, kým bomba pomaly padala na obrovskom padáku z výšky 10 500 do vypočítaného detonačného bodu, bolo nosné lietadlo Tu-95 s posádkou a jeho veliteľom majorom Andrejom Jegorovičom Durnovcevom už v r. bezpečná zóna. Veliteľ sa vracal na svoje letisko ako podplukovník Hrdina Sovietskeho zväzu. V opustenej dedine - 400 km od epicentra - boli zničené drevené domy a kamenné prišli o strechy, okná a dvere. Mnoho stoviek kilometrov od testovacieho miesta sa v dôsledku výbuchu takmer na hodinu zmenili podmienky pre prechod rádiových vĺn a zastavila sa rádiová komunikácia.

Bombu vyvinul V.B. Adamskiy, Yu.N. Smirnov, A.D. Sacharov, Yu.N. Babaev a Yu.A. Trutnev (za čo Sacharov dostal tretiu medailu Hrdinu socialistickej práce). Hmotnosť „zariadenia“ bola 26 ton, na prepravu a zhodenie bol použitý špeciálne upravený strategický bombardér Tu-95.

„Super bomba“, ako ju nazval A. Sacharov, sa nezmestila do pumovnice lietadla (jej dĺžka bola 8 metrov a priemer asi 2 metre), takže bola vyrezaná nemotorová časť trupu. bol nainštalovaný špeciálny zdvíhací mechanizmus a zariadenie na pripevnenie bomby; zaroven pocas letu jej este viac ako polovica trcala. Celé telo lietadla, dokonca aj listy jeho vrtúľ, boli pokryté špeciálnou bielou farbou, ktorá ho chránila pred zábleskom svetla pri výbuchu. Karoséria sprievodného laboratórneho lietadla bola pokrytá rovnakým náterom.

Výsledky explózie nálože, ktorá dostala na Západe názov „Cár Bomba“, boli pôsobivé:

* Jadrová „huba“ výbuchu vystúpila do výšky 64 km; priemer jeho uzáveru dosiahol 40 kilometrov.

Ohnivá guľa výbuchu dosiahla zem a takmer dosiahla výšku vypustenia bomby (to znamená, že polomer ohnivej gule výbuchu bol približne 4,5 kilometra).

* Žiarenie spôsobilo popáleniny tretieho stupňa na vzdialenosť až sto kilometrov.

* Na vrchole radiácie dosiahol výbuch 1% slnečnej energie.

* Rázová vlna spôsobená výbuchom trikrát obletela zemeguľu.

* Ionizácia atmosféry spôsobila rádiové rušenie aj stovky kilometrov od miesta testu počas jednej hodiny.

* Svedkovia pocítili náraz a dokázali opísať výbuch vo vzdialenosti tisícok kilometrov od epicentra. Tiež rázová vlna si do určitej miery zachovala svoju ničivú silu vo vzdialenosti tisícok kilometrov od epicentra.

* Akustická vlna dosiahla ostrov Dikson, kde nárazová vlna rozbila okná v domoch.

Politickým výsledkom tohto testu bola demonštrácia Sovietskeho zväzu, že vlastní neobmedzené zbrane hromadného ničenia – maximálna megatonáž bomby, ktorú v tom čase testovali Spojené štáty, bola štyrikrát menšia ako u cárskej bomby. V skutočnosti sa zvýšenie výkonu vodíkovej bomby dosiahne jednoduchým zvýšením hmotnosti pracovného materiálu, takže v zásade neexistujú žiadne faktory, ktoré by bránili vytvoreniu 100-megatonovej alebo 500-megatonovej vodíkovej bomby. (V skutočnosti bola cárska Bomba navrhnutá na ekvivalent 100 megaton; plánovaný výkon výbuchu bol podľa Chruščova znížený na polovicu, „Aby sa nerozbilo všetko sklo v Moskve“). Týmto testom Sovietsky zväz preukázal schopnosť vytvoriť vodíkovú bombu akejkoľvek sily a prostriedok na dodanie bomby do bodu výbuchu.

Termonukleárne reakcie. Vnútro Slnka obsahuje gigantické množstvo vodíka, ktorý je v stave ultravysokej kompresie pri teplote cca. 15 000 000 K. Pri takých vysokých teplotách a hustotách plazmy dochádza v jadrách vodíka k neustálym vzájomným zrážkam, z ktorých niektoré vedú k ich fúzii a v konečnom dôsledku k vytvoreniu ťažších jadier hélia. Takéto reakcie, nazývané termonukleárna fúzia, sú sprevádzané uvoľnením obrovského množstva energie. Podľa fyzikálnych zákonov je uvoľňovanie energie počas termonukleárnej fúzie spôsobené skutočnosťou, že počas tvorby ťažšieho jadra sa časť hmoty ľahkých jadier zahrnutých v jeho zložení premení na obrovské množstvo energie. To je dôvod, prečo Slnko, ktoré má obrovskú hmotnosť, stráca v procese termonukleárnej fúzie približne každý deň. 100 miliárd ton hmoty a uvoľňuje energiu, vďaka čomu bol možný život na Zemi.

Izotopy vodíka. Atóm vodíka je najjednoduchší zo všetkých existujúcich atómov. Skladá sa z jedného protónu, ktorý je jeho jadrom, okolo ktorého rotuje jediný elektrón. Starostlivé štúdie vody (H 2 O) ukázali, že obsahuje zanedbateľné množstvo „ťažkej“ vody obsahujúcej „ťažký izotop“ vodíka – deutérium (2 H). Jadro deutéria pozostáva z protónu a neutrónu - neutrálnej častice s hmotnosťou blízkou protónu.

Existuje tretí izotop vodíka – trícium, ktorého jadro obsahuje jeden protón a dva neutróny. Trícium je nestabilné a podlieha spontánnemu rádioaktívnemu rozpadu, pričom sa mení na izotop hélia. Stopy trícia sa našli v zemskej atmosfére, kde vzniká v dôsledku interakcie kozmického žiarenia s molekulami plynu, ktoré tvoria vzduch. Trícium sa vyrába umelo v jadrovom reaktore ožiarením izotopu lítia-6 prúdom neutrónov.

Vývoj vodíkovej bomby. Predbežná teoretická analýza ukázala, že termonukleárna fúzia sa najľahšie uskutočňuje v zmesi deutéria a trícia. Na základe toho začali americkí vedci začiatkom roku 1950 realizovať projekt na vytvorenie vodíkovej bomby (HB). Prvé testy modelového jadrového zariadenia sa uskutočnili na skúšobnom mieste Enewetak na jar 1951; termonukleárna fúzia bola len čiastočná. Výrazný úspech sa dosiahol 1. novembra 1951 pri testovaní masívneho jadrového zariadenia, ktorého sila výbuchu bola 4? Ekvivalent 8 Mt TNT.

Mechanizmus účinku vodíkovej bomby. Postupnosť procesov vyskytujúcich sa počas výbuchu vodíkovej bomby možno znázorniť nasledovne. Najprv exploduje iniciátor termonukleárnej reakcie (malá atómová bomba) umiestnený vo vnútri plášťa HB, čo vedie k neutrónovému záblesku a vytváraniu vysokej teploty potrebnej na spustenie termonukleárnej fúzie. Neutróny bombardujú vložku vyrobenú z deuteridu lítneho - zlúčeniny deutéria s lítiom (používa sa izotop lítia s hmotnostným číslom 6). Lítium-6 sa vplyvom neutrónov štiepi na hélium a trícium. Atómová poistka teda vytvára materiály potrebné na syntézu priamo v samotnej bombe.

Potom začne termonukleárna reakcia v zmesi deutéria a trícia, teplota vo vnútri bomby sa rýchlo zvýši a do syntézy sa zapojí stále viac vodíka. S ďalším zvýšením teploty sa mohla začať reakcia medzi jadrami deutéria, charakteristická pre čisto vodíkovú bombu. Všetky reakcie sa samozrejme vyskytujú tak rýchlo, že sú vnímané ako okamžité.

Štiepenie, fúzia, štiepenie (superbomba). V skutočnosti, v bombe, sled procesov opísaných vyššie končí v štádiu reakcie deutéria s tríciom. Ďalej sa dizajnéri bômb rozhodli nepoužívať jadrovú fúziu, ale jadrové štiepenie. Fúzia jadier deutéria a trícia produkuje hélium a rýchle neutróny, ktorých energia je dostatočne vysoká na to, aby spôsobila jadrové štiepenie uránu-238 (hlavný izotop uránu, oveľa lacnejší ako urán-235 používaný v konvenčných atómových bombách). Rýchle neutróny rozdeľujú atómy uránového obalu superbomby. Štiepením jednej tony uránu vznikne energia ekvivalentná 18 Mt. Energia ide nielen do výbuchu a výroby tepla. Každé jadro uránu sa rozdelí na dva vysoko rádioaktívne „fragmenty“. Produkty štiepenia obsahujú 36 rôznych chemických prvkov a takmer 200 rádioaktívnych izotopov. To všetko tvorí rádioaktívny spad, ktorý sprevádza výbuchy superbômb.