Nuclear at thermonuclear na bomba. Hydrogen (thermonuclear) na bomba: mga pagsubok sa mga sandata ng malawakang pagkawasak. Paano gumagana ang atomic bomb

Ang pagbuo ng hydrogen bomb ay nagsimula sa Germany noong World War II. Ngunit ang mga eksperimento ay natapos nang walang kabuluhan dahil sa pagbagsak ng Reich. Ang una sa praktikal na yugto ng pananaliksik ay ang mga Amerikanong nukleyar na pisiko. Nobyembre 1, 1952 sa karagatang pasipiko Isang 10.4 megaton na pagsabog ang ginawa.

Noong Oktubre 30, 1961, ilang minuto bago magtanghali, naitala ng mga seismologist sa buong mundo ang isang malakas na shock wave na umikot sa mundo nang maraming beses. Ang gayong kakila-kilabot na balahibo ay iniwan ng isang bomba ng hydrogen na isinaaktibo. Ang mga may-akda ng gayong maingay na pagsabog ay ang mga nuclear physicist ng Sobyet at ang militar. Ang mundo ay natakot. Ito ay isa pang round ng paghaharap sa pagitan ng Kanluran at ng mga Sobyet. Ang sangkatauhan ay nakatayo sa sangang-daan ng pagkakaroon nito.

Ang kasaysayan ng paglikha ng unang bomba ng hydrogen sa USSR

Alam ng mga physicist ng mga nangungunang kapangyarihan sa mundo ang teorya ng pagkuha ng thermonuclear fusion noong 30s ng ikadalawampu siglo. Ang siksik na pag-unlad ng konsepto ng thermonuclear ay nahulog sa panahon ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig. Ang Germany ang naging nangungunang developer. Hanggang 1944, ang mga siyentipikong Aleman ay masigasig na nagtatrabaho sa pag-activate ng thermonuclear fusion sa pamamagitan ng compaction ng nuclear fuel gamit ang conventional explosives. Gayunpaman, hindi magtagumpay ang eksperimento sa anumang paraan dahil sa hindi sapat na temperatura at presyon. Ang pagkatalo ng Reich ay nagtapos sa thermonuclear research.

Gayunpaman, hindi napigilan ng digmaan ang USSR at ang USA na makisali sa mga katulad na pag-unlad mula sa 40s, kahit na hindi matagumpay tulad ng mga Aleman. Sa oras ng pagsubok, ang parehong mga superpower ay lumapit sa halos parehong oras. Ang mga Amerikano ay naging mga pioneer sa praktikal na yugto ng pananaliksik. Ang pagsabog ay naganap noong Nobyembre 1, 1952 sa Eniwetok coral atoll sa Karagatang Pasipiko. Natanggap ng operasyon ang lihim na pangalan na Ivy Mike.

Ang mga espesyalista ay nagbomba ng isang 3 palapag na gusali na may likidong deuterium. Ang kabuuang lakas ng singil ay 10.4 megatons ng TNT. Ito ay naging 1,000 beses na mas malakas kaysa sa bombang ibinagsak sa Hiroshima. Matapos ang pagsabog, ang isla ng Elugelab, na naging sentro ng paglalagay ng singil, ay nawala sa balat ng lupa nang walang bakas. Isang bunganga na 1 milya ang diyametro ay nabuo sa lugar nito.

Sa buong kasaysayan ng pag-unlad ng mga sandatang nuklear sa Earth, higit sa 2,000 mga pagsabog ang natupad: sa mga posisyon sa itaas, sa ilalim ng lupa, hangin at sa ilalim ng tubig. Ang ecosystem ay lubhang nasira.

Prinsipyo ng pagpapatakbo

Ang disenyo ng hydrogen bomb ay batay sa paggamit ng enerhiya na inilabas sa panahon ng reaksyon ng thermonuclear fusion ng light nuclei. Ang isang katulad na proseso ay nagaganap sa loob ng isang bituin, kung saan ang pagkakalantad sa napakataas na temperatura, kasama ang napakalaking presyon, ay nagiging sanhi ng pagbangga ng hydrogen nuclei. Sa labasan, nabuo ang weighted helium nuclei. Sa proseso, ang bahagi ng masa ng hydrogen ay binago sa enerhiya ng pambihirang lakas. Kaya naman ang mga bituin ay palaging pinagkukunan ng enerhiya.

Pinagtibay ng mga physicist ang fission scheme, pinapalitan ang hydrogen isotopes ng mga elemento tulad ng deuterium at tritium. Gayunpaman, ang produkto ay binigyan pa rin ng pangalang hydrogen bomb batay sa pangunahing disenyo. Ang mga naunang disenyo ay gumamit din ng mga likidong isotopes ng hydrogen. Ngunit nang maglaon, ang solidong deuterium ng lithium-6 ay naging pangunahing bahagi.

Ang Lithium-6 deuterium ay naglalaman na ng tritium. Ngunit upang i-highlight ito, kailangan mong lumikha ng isang peak na temperatura at napakalaking presyon. Upang gawin ito, ang isang shell ng uranium-238 at polystyrene ay itinayo para sa thermonuclear fuel. Ang isang maliit na sandatang nuklear na may ani na ilang kiloton ay inilalagay sa malapit. Ito ay nagsisilbing trigger.

Kapag ang singil ay sumabog, ang uranium shell ay napupunta sa isang estado ng plasma, na lumilikha ng isang pinakamataas na temperatura at napakalaking presyon. Sa proseso, ang mga plutonium neutron ay nakikipag-ugnayan sa lithium-6, na nagpapahintulot sa tritium na mailabas. Ang nuclei ng deuterium at lithium ay nakikipag-usap, na bumubuo ng isang thermonuclear na pagsabog. Ito ang prinsipyo ng hydrogen bomb.


Bakit ang pagsabog ay bumubuo ng isang "kabute"?

Kapag ang isang thermonuclear charge ay pinasabog, ang isang mainit na luminous spherical mass ay nabuo, na mas kilala bilang isang fireball. Habang nabubuo, ang masa ay lumalawak, lumalamig, at nagmamadaling pataas. Sa proseso ng paglamig, ang mga singaw sa bola ng apoy ay namumuo sa isang ulap ng mga solidong particle, kahalumigmigan, at mga elemento ng singil.

Ang isang manggas ng hangin ay nabuo, na kumukuha ng mga gumagalaw na elemento mula sa ibabaw ng landfill at inililipat ang mga ito sa kapaligiran. Ang pinainit na ulap ay tumataas sa taas na 10-15 km, pagkatapos ay lumalamig at nagsimulang kumalat sa ibabaw ng atmospera, na kumukuha ng hugis na kabute.

Mga unang pagsubok

Sa USSR, ang isang eksperimentong thermonuclear na pagsabog ay unang ginawa noong Agosto 12, 1953. Sa 7:30 am, isang RDS-6 hydrogen bomb ang pinasabog sa Semipalatinsk test site. Ito ay nagkakahalaga na sabihin na ito ang ika-apat na pagsubok ng mga sandatang atomiko sa Unyong Sobyet, ngunit ang unang thermonuclear. Ang bigat ng bomba ay 7 tonelada. Malaya siyang makakasya sa bomb bay ng Tu-16 bomber. Sa paghahambing, kumuha tayo ng isang halimbawa mula sa Kanluran: ang bomba ng American Ivy Mike ay may timbang na 54 tonelada, at isang 3-palapag na gusali na katulad ng isang bahay ang itinayo para dito.

Ang mga siyentipikong Sobyet ay higit na lumayo kaysa sa mga Amerikano. Upang masuri ang lakas ng pagkawasak, isang bayan ang itinayo sa site mula sa mga gusali ng tirahan at administratibo. Inilagay sa paligid ng perimeter ng mga kagamitang militar mula sa bawat uri ng tropa. Sa kabuuan, 190 iba't ibang bagay ng hindi natitinag at naitataas na ari-arian ang matatagpuan sa apektadong lugar. Kasabay nito, naghanda ang mga siyentipiko ng higit sa 500 uri ng lahat ng uri ng kagamitan sa pagsukat sa lugar ng pagsubok at sa himpapawid, sa sasakyang panghimpapawid ng observer. Naka-install ang mga movie camera.

Ang bomba ng RDS-6 ay na-install sa isang 40-meter iron tower na may posibilidad ng malayuang pagsabog. Ang lahat ng mga bakas ng mga nakaraang pagsubok, radiation soil, atbp. ay inalis mula sa lugar ng pagsubok. Ang mga bunker ng pagmamasid ay pinalakas, at sa tabi ng tore, 5 metro lamang ang layo, isang pangunahing silungan ang itinayo para sa mga kagamitan na nagrerehistro ng mga thermonuclear na reaksyon at proseso.

Pagsabog. Sinira ng shock wave ang lahat ng naka-install sa test site sa loob ng radius na 4 km. Ang gayong pagsingil ay madaling gawing alikabok ang isang 30,000-malakas na bayan. Ang mga instrumento ay nagtala ng kakila-kilabot na mga kahihinatnan sa kapaligiran: halos 82% strontium-90, at mga 75% cesium-137. Ang mga ito ay off-scale indicators ng radionuclides.

Ang lakas ng pagsabog ay tinatayang nasa 400 kilotons, na 20 beses na mas mataas kaysa sa American counterpart na si Ivy Mike. Ayon sa mga pag-aaral noong 2005, higit sa 1 milyong tao ang nagdusa mula sa mga pagsubok sa site ng pagsubok sa Semipalatinsk. Ngunit ang mga bilang na ito ay sadyang minamaliit. Ang mga pangunahing kahihinatnan ay oncology.

Pagkatapos ng pagsubok, ang nag-develop ng bomba ng hydrogen, si Andrei Sakharov, ay iginawad sa antas ng akademya ng pisikal at matematikal na agham at ang pamagat ng Hero of Socialist Labor.


Pagsabog sa lugar ng pagsusuri sa Dry Nose

Pagkalipas ng 8 taon, noong Oktubre 30, 1961, pinasabog ng USSR ang 58-megaton na Tsar Bomba AN602 sa kapuluan. Bagong mundo sa taas na 4 km. Ang projectile ay ibinagsak ng isang Tu-16A aircraft mula sa taas na 10.5 km sa pamamagitan ng parachute. Matapos ang pagsabog, ang shock wave ay umikot sa planeta ng tatlong beses. Ang bolang apoy ay umabot sa diameter na 5 km. Ang light radiation ay may kapansin-pansing puwersa sa loob ng radius na 100 km. Ang nuclear mushroom ay lumaki ng 70 km. Ang dagundong ay kumalat sa 800 km. Ang lakas ng pagsabog ay 58.6 megatons.

Inamin ng mga siyentipiko na naisip nila na nagsimulang magsunog ang atmospera at masunog ang oxygen, at ito ay mangangahulugan ng katapusan ng lahat ng buhay sa lupa. Ngunit ang mga takot ay naging walang batayan. Kasunod nito, napatunayan na ang isang chain reaction mula sa isang thermonuclear detonation ay hindi nagbabanta sa kapaligiran.

Ang AN602 hull ay idinisenyo para sa 100 megatons. Kalaunan ay nagbiro si Nikita Khrushchev na ang dami ng singil ay nabawasan dahil sa takot na "masira ang lahat ng mga bintana sa Moscow." Ang sandata ay hindi pumasok sa serbisyo, ngunit ito ay isang pampulitikang trump card na imposibleng masakop sa oras na iyon. Ipinakita ng USSR sa buong mundo na kaya nitong lutasin ang problema ng anumang megatonnage ng mga sandatang nuklear.


Mga posibleng kahihinatnan ng pagsabog ng hydrogen bomb

Una sa lahat, ang hydrogen bomb ay isang sandata ng malawakang pagkawasak. Ito ay may kakayahang sirain hindi lamang sa isang paputok na alon, dahil ang mga shell ng TNT ay may kakayahang, kundi pati na rin sa mga kahihinatnan ng radiation. Ano ang mangyayari pagkatapos ng pagsabog ng isang thermonuclear charge:

  • isang shock wave na tinatangay ang lahat ng bagay sa landas nito, na nag-iiwan ng malakihang pagkawasak;
  • thermal effect - hindi kapani-paniwalang thermal energy, na may kakayahang matunaw kahit kongkreto na mga istraktura;
  • radioactive fallout - isang maulap na masa na may mga patak ng radiation water, mga elemento ng charge decay at radionuclides, gumagalaw kasama ng hangin at bumabagsak bilang pag-ulan sa anumang distansya mula sa epicenter ng pagsabog.

Malapit sa mga nuclear test site o mga sakuna na gawa ng tao, isang radioactive background ang naobserbahan sa loob ng mga dekada. Ang mga kahihinatnan ng paggamit ng isang bomba ng hydrogen ay napakaseryoso, na may kakayahang makapinsala sa mga susunod na henerasyon.

Upang biswal na masuri ang epekto ng mapanirang kapangyarihan ng mga sandatang thermonuclear, iminumungkahi naming manood ng maikling video ng pagsabog ng RDS-6 sa Semipalatinsk test site.

Ang nilalaman ng artikulo

H-BOMB, isang sandata ng mahusay na mapanirang kapangyarihan (ng pagkakasunud-sunod ng mga megaton sa katumbas ng TNT), ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay batay sa thermonuclear fusion reaction ng light nuclei. Ang pinagmumulan ng enerhiya ng pagsabog ay mga prosesong katulad ng nangyayari sa Araw at iba pang mga bituin.

mga reaksiyong thermonuclear.

Ang loob ng Araw ay naglalaman ng napakalaking dami ng hydrogen, na nasa estado ng superhigh compression sa temperatura na humigit-kumulang. 15,000,000 K. Sa ganoong kataas na temperatura at plasma density, ang hydrogen nuclei ay nakakaranas ng patuloy na banggaan sa isa't isa, na ang ilan ay nagtatapos sa kanilang pagsasanib at, sa huli, ang pagbuo ng mas mabibigat na helium nuclei. Ang ganitong mga reaksyon, na tinatawag na thermonuclear fusion, ay sinamahan ng pagpapalabas ng isang malaking halaga ng enerhiya. Ayon sa mga batas ng pisika, ang paglabas ng enerhiya sa panahon ng thermonuclear fusion ay dahil sa ang katunayan na kapag ang isang mas mabigat na nucleus ay nabuo, ang bahagi ng masa ng light nuclei na kasama sa komposisyon nito ay na-convert sa isang napakalaking halaga ng enerhiya. Iyon ang dahilan kung bakit ang Araw, na may napakalaking masa, ay nawawalan ng humigit-kumulang. 100 bilyong tonelada ng bagay at naglalabas ng enerhiya, salamat sa kung saan naging posible ang buhay sa Earth.

Isotopes ng hydrogen.

Ang hydrogen atom ay ang pinakasimple sa lahat ng umiiral na mga atomo. Binubuo ito ng isang proton, na siyang nucleus nito, kung saan umiikot ang isang electron. Ang maingat na pag-aaral ng tubig (H 2 O) ay nagpakita na naglalaman ito ng hindi gaanong halaga ng "mabigat" na tubig na naglalaman ng "mabigat na isotope" ng hydrogen - deuterium (2 H). Ang deuterium nucleus ay binubuo ng isang proton at isang neutron, isang neutral na particle na may mass na malapit sa isang proton.

Mayroong ikatlong isotope ng hydrogen, tritium, na naglalaman ng isang proton at dalawang neutron sa nucleus nito. Ang tritium ay hindi matatag at sumasailalim sa kusang radioactive decay, na nagiging isotope ng helium. Ang mga bakas ng tritium ay natagpuan sa kapaligiran ng Earth, kung saan ito ay nabuo bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga cosmic ray sa mga molekula ng gas na bumubuo sa hangin. Ang tritium ay nakuha nang artipisyal sa isang nuclear reactor sa pamamagitan ng pag-irradiate ng lithium-6 isotope na may neutron flux.

Pag-unlad ng bomba ng hydrogen.

Ang isang paunang teoretikal na pagsusuri ay nagpakita na ang thermonuclear fusion ay pinakamadaling isagawa sa isang pinaghalong deuterium at tritium. Isinasaalang-alang ito, ang mga siyentipiko ng US noong unang bahagi ng 1950 ay nagsimulang magpatupad ng isang proyekto upang lumikha ng isang hydrogen bomb (HB). Ang mga unang pagsubok ng isang modelong nuclear device ay isinagawa sa Eniwetok test site noong tagsibol ng 1951; Ang thermonuclear fusion ay bahagyang lamang. Nakamit ang makabuluhang tagumpay noong Nobyembre 1, 1951, nang subukan ang isang napakalaking nuclear device, ang lakas ng pagsabog na kung saan ay 4 x 8 Mt sa katumbas ng TNT.

Ang unang hydrogen aerial bomb ay pinasabog sa USSR noong Agosto 12, 1953, at noong Marso 1, 1954, pinasabog ng mga Amerikano ang isang mas malakas na (mga 15 Mt) na aerial bomb sa Bikini Atoll. Simula noon, ang parehong kapangyarihan ay nagpapasabog ng mga advanced na megaton na armas.

Ang pagsabog sa Bikini Atoll ay sinamahan ng paglabas ng malaking halaga ng mga radioactive substance. Ang ilan sa kanila ay nahulog daan-daang kilometro mula sa lugar ng pagsabog patungo sa Japanese fishing vessel na Lucky Dragon, habang ang iba ay natakpan ang isla ng Rongelap. Dahil ang thermonuclear fusion ay gumagawa ng matatag na helium, ang radyaktibidad sa pagsabog ng isang purong hydrogen bomb ay dapat na hindi hihigit sa atomic detonator ng isang thermonuclear reaction. Gayunpaman, sa kaso na isinasaalang-alang, ang hinulaang at aktwal na radioactive fallout ay malaki ang pagkakaiba sa dami at komposisyon.

Ang mekanismo ng pagkilos ng hydrogen bomb.

Ang pagkakasunud-sunod ng mga proseso na nagaganap sa panahon ng pagsabog ng isang hydrogen bomb ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod. Una, sumasabog ang thermonuclear reaction initiator charge (isang maliit na atomic bomb) sa loob ng HB shell, na nagreresulta sa isang neutron flash at lumilikha ng mataas na temperatura na kinakailangan upang simulan ang thermonuclear fusion. Ang mga neutron ay binomba ang isang insert na gawa sa lithium deuteride, isang compound ng deuterium na may lithium (isang lithium isotope na may mass number na 6 ang ginagamit). Ang Lithium-6 ay nahati ng mga neutron sa helium at tritium. Kaya, ang atomic fuse ay lumilikha ng mga materyales na kailangan para sa synthesis nang direkta sa bomba mismo.

Pagkatapos ang isang thermonuclear reaksyon ay nagsisimula sa isang pinaghalong deuterium at tritium, ang temperatura sa loob ng bomba ay mabilis na tumataas, na kinasasangkutan ng higit pa at higit pang hydrogen sa pagsasanib. Sa karagdagang pagtaas ng temperatura, maaaring magsimula ang isang reaksyon sa pagitan ng deuterium nuclei, na katangian ng isang purong hydrogen bomb. Ang lahat ng mga reaksyon, siyempre, ay nagpapatuloy nang napakabilis na ang mga ito ay itinuturing na madalian.

Dibisyon, synthesis, dibisyon (superbomb).

Sa katunayan, sa bomba, ang pagkakasunud-sunod ng mga proseso na inilarawan sa itaas ay nagtatapos sa yugto ng reaksyon ng deuterium na may tritium. Dagdag pa, ginusto ng mga taga-disenyo ng bomba na gamitin hindi ang pagsasanib ng nuclei, ngunit ang kanilang fission. Ang pagsasanib ng deuterium at tritium nuclei ay gumagawa ng helium at mabilis na mga neutron, ang enerhiya na kung saan ay sapat na malaki upang maging sanhi ng fission ng uranium-238 nuclei (ang pangunahing isotope ng uranium, na mas mura kaysa sa uranium-235 na ginagamit sa conventional atomic bomb). Hinahati ng mabilis na mga neutron ang mga atomo ng uranium shell ng superbomb. Ang fission ng isang tonelada ng uranium ay lumilikha ng enerhiya na katumbas ng 18 Mt. Dumating ang enerhiya hindi lamang para sa pagsabog at pagbuo ng init. Ang bawat uranium nucleus ay nahahati sa dalawang mataas na radioactive na "fragment". Kasama sa mga produktong fission ang 36 na iba't ibang mga elemento ng kemikal at halos 200 radioactive isotopes. Ang lahat ng ito ay bumubuo ng radioactive fallout na kasama ng mga pagsabog ng mga superbomb.

Dahil sa kakaibang disenyo at sa inilarawang mekanismo ng pagkilos, ang mga sandata ng ganitong uri ay maaaring gawing kasing lakas hangga't ninanais. Ito ay mas mura kaysa sa mga atomic bomb na may parehong kapangyarihan.

Bunga ng pagsabog.

Shock wave at thermal effect.

Ang direktang (pangunahing) epekto ng isang superbomb na pagsabog ay tatlong beses. Ang pinaka-halata sa mga direktang epekto ay isang shock wave ng napakalaking intensity. Ang lakas ng epekto nito, depende sa lakas ng bomba, ang taas ng pagsabog sa ibabaw ng lupa at ang likas na katangian ng lupain, ay bumababa nang may distansya mula sa sentro ng pagsabog. Ang thermal effect ng isang pagsabog ay tinutukoy ng parehong mga kadahilanan, ngunit, bilang karagdagan, ito ay nakasalalay din sa transparency ng hangin - ang fog ay makabuluhang binabawasan ang distansya kung saan ang isang thermal flash ay maaaring maging sanhi ng malubhang pagkasunog.

Ayon sa mga kalkulasyon, kung sakaling magkaroon ng pagsabog sa kapaligiran ng isang 20-megaton na bomba, ang mga tao ay mananatiling buhay sa 50% ng mga kaso kung sila ay 1) sumilong sa isang underground reinforced concrete shelter sa layo na halos 8 km mula sa Ang epicenter ng pagsabog (EW), 2) ay nasa mga ordinaryong gusali sa lungsod sa layo na humigit-kumulang. 15 km mula sa EW, 3) ay nasa bukas sa layo na approx. 20 km mula sa EV. Sa mga kondisyon ng mahinang visibility at sa layo na hindi bababa sa 25 km, kung ang kapaligiran ay malinaw, para sa mga tao sa mga bukas na lugar, ang posibilidad na mabuhay ay mabilis na tumataas sa distansya mula sa sentro ng lindol; sa layo na 32 km, ang kinakalkula na halaga nito ay higit sa 90%. Ang lugar kung saan ang tumagos na radiation na nangyayari sa panahon ng pagsabog ay nagdudulot ng nakamamatay na kinalabasan ay medyo maliit, kahit na sa kaso ng isang high-yield na superbomb.

Bola ng apoy.

Depende sa komposisyon at masa ng nasusunog na materyal na kasangkot sa bola ng apoy, ang mga dambuhalang self-sustaining firestorm ay maaaring mabuo, na nagngangalit sa loob ng maraming oras. Gayunpaman, ang pinaka-mapanganib (kahit pangalawa) na bunga ng pagsabog ay radioactive contamination ng kapaligiran.

Fallout.

Paano sila nabuo.

Kapag ang isang bomba ay sumabog, ang nagresultang bola ng apoy ay napupuno ng napakaraming radioactive particle. Karaniwan, ang mga particle na ito ay napakaliit na kapag nakapasok sila sa itaas na kapaligiran, maaari silang manatili doon nang mahabang panahon. Ngunit kung ang bolang apoy ay nakipag-ugnayan sa ibabaw ng Earth, ang lahat ng nasa ibabaw nito, ito ay nagiging pulang-mainit na alikabok at abo at iginuhit ang mga ito sa isang nagniningas na buhawi. Sa vortex ng apoy, sila ay naghahalo at nagbubuklod sa mga radioactive particle. Ang radioactive na alikabok, maliban sa pinakamalaki, ay hindi agad tumira. Ang mas pinong alikabok ay dinadala ng nagreresultang pagsabog na ulap at unti-unting nahuhulog habang ito ay gumagalaw pababa sa hangin. Direkta sa lugar ng pagsabog, ang radioactive fallout ay maaaring maging napakatindi - pangunahin ang magaspang na alikabok na naninirahan sa lupa. Daan-daang kilometro mula sa lugar ng pagsabog at sa mas mahabang distansya, maliliit, ngunit nakikita pa rin ang mga particle ng abo na nahuhulog sa lupa. Kadalasan ang mga ito ay bumubuo ng isang tulad ng niyebe na takip, nakamamatay sa sinumang nagkataong nasa malapit. Kahit na ang mas maliit at hindi nakikitang mga particle, bago sila tumira sa lupa, ay maaaring gumala sa atmospera sa loob ng mga buwan at kahit na taon, na lumilibot sa mundo nang maraming beses. Sa oras na bumagsak sila, ang kanilang radyaktibidad ay makabuluhang humina. Ang pinaka-mapanganib ay ang radiation ng strontium-90 na may kalahating buhay na 28 taon. Ang pagbagsak nito ay malinaw na sinusunod sa buong mundo. Naninirahan sa mga dahon at damo, pumapasok ito sa mga food chain, kabilang ang mga tao. Bilang resulta nito, kapansin-pansin, bagaman hindi pa mapanganib, ang mga halaga ng strontium-90 ay natagpuan sa mga buto ng mga naninirahan sa karamihan ng mga bansa. Ang akumulasyon ng strontium-90 sa mga buto ng tao ay lubhang mapanganib sa mahabang panahon, dahil ito ay humahantong sa pagbuo ng mga malignant na tumor ng buto.

Matagal na kontaminasyon ng lugar na may radioactive fallout.

Kung sakaling magkaroon ng labanan, ang paggamit ng hydrogen bomb ay hahantong sa agarang radioactive contamination ng teritoryo sa loob ng radius ng approx. 100 km mula sa epicenter ng pagsabog. Sa kaganapan ng isang superbomb na pagsabog, isang lugar na sampu-sampung libong kilometro kuwadrado ang makontaminasyon. Ang napakalaking lugar ng pagkawasak gamit ang isang bomba ay ginagawa itong isang ganap na bagong uri ng armas. Kahit na hindi tumama sa target ang super bomb, i.e. hindi tatama sa bagay na may shock-thermal effect, penetrating radiation at radioactive fallout na kasama ng pagsabog ay gagawing hindi angkop para sa tirahan ang paligid. Ang ganitong pag-ulan ay maaaring magpatuloy sa loob ng maraming araw, linggo at kahit na buwan. Depende sa kanilang bilang, ang intensity ng radiation ay maaaring umabot sa nakamamatay na antas. Ang isang medyo maliit na bilang ng mga superbomb ay sapat na upang ganap na masakop pangunahing bansa isang layer ng nakamamatay na radioactive dust para sa lahat ng nabubuhay na bagay. Kaya, ang paglikha ng superbomb ay minarkahan ang simula ng isang panahon kung kailan naging posible na gawing hindi matitirahan ang buong kontinente. Kahit na matagal nang tumigil ang direktang pagkakalantad sa radioactive fallout, magkakaroon pa rin ng panganib dahil sa mataas na radiotoxicity ng isotopes tulad ng strontium-90. Sa pagkain na lumago sa mga lupang kontaminado ng isotope na ito, ang radyaktibidad ay papasok sa katawan ng tao.

Ang nilalaman ng artikulo

H-BOMB, isang sandata ng mahusay na mapanirang kapangyarihan (ng pagkakasunud-sunod ng mga megaton sa katumbas ng TNT), ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay batay sa thermonuclear fusion reaction ng light nuclei. Ang pinagmumulan ng enerhiya ng pagsabog ay mga prosesong katulad ng nangyayari sa Araw at iba pang mga bituin.

mga reaksiyong thermonuclear.

Ang loob ng Araw ay naglalaman ng napakalaking dami ng hydrogen, na nasa estado ng superhigh compression sa temperatura na humigit-kumulang. 15,000,000 K. Sa ganoong kataas na temperatura at plasma density, ang hydrogen nuclei ay nakakaranas ng patuloy na banggaan sa isa't isa, na ang ilan ay nagtatapos sa kanilang pagsasanib at, sa huli, ang pagbuo ng mas mabibigat na helium nuclei. Ang ganitong mga reaksyon, na tinatawag na thermonuclear fusion, ay sinamahan ng pagpapalabas ng isang malaking halaga ng enerhiya. Ayon sa mga batas ng pisika, ang paglabas ng enerhiya sa panahon ng thermonuclear fusion ay dahil sa ang katunayan na kapag ang isang mas mabigat na nucleus ay nabuo, ang bahagi ng masa ng light nuclei na kasama sa komposisyon nito ay na-convert sa isang napakalaking halaga ng enerhiya. Iyon ang dahilan kung bakit ang Araw, na may napakalaking masa, ay nawawalan ng humigit-kumulang. 100 bilyong tonelada ng bagay at naglalabas ng enerhiya, salamat sa kung saan naging posible ang buhay sa Earth.

Isotopes ng hydrogen.

Ang hydrogen atom ay ang pinakasimple sa lahat ng umiiral na mga atomo. Binubuo ito ng isang proton, na siyang nucleus nito, kung saan umiikot ang isang electron. Ang maingat na pag-aaral ng tubig (H 2 O) ay nagpakita na naglalaman ito ng hindi gaanong halaga ng "mabigat" na tubig na naglalaman ng "mabigat na isotope" ng hydrogen - deuterium (2 H). Ang deuterium nucleus ay binubuo ng isang proton at isang neutron, isang neutral na particle na may mass na malapit sa isang proton.

Mayroong ikatlong isotope ng hydrogen, tritium, na naglalaman ng isang proton at dalawang neutron sa nucleus nito. Ang tritium ay hindi matatag at sumasailalim sa kusang radioactive decay, na nagiging isotope ng helium. Ang mga bakas ng tritium ay natagpuan sa kapaligiran ng Earth, kung saan ito ay nabuo bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga cosmic ray sa mga molekula ng gas na bumubuo sa hangin. Ang tritium ay nakuha nang artipisyal sa isang nuclear reactor sa pamamagitan ng pag-irradiate ng lithium-6 isotope na may neutron flux.

Pag-unlad ng bomba ng hydrogen.

Ang isang paunang teoretikal na pagsusuri ay nagpakita na ang thermonuclear fusion ay pinakamadaling isagawa sa isang pinaghalong deuterium at tritium. Isinasaalang-alang ito, ang mga siyentipiko ng US noong unang bahagi ng 1950 ay nagsimulang magpatupad ng isang proyekto upang lumikha ng isang hydrogen bomb (HB). Ang mga unang pagsubok ng isang modelong nuclear device ay isinagawa sa Eniwetok test site noong tagsibol ng 1951; Ang thermonuclear fusion ay bahagyang lamang. Nakamit ang makabuluhang tagumpay noong Nobyembre 1, 1951, nang subukan ang isang napakalaking nuclear device, ang lakas ng pagsabog na kung saan ay 4 x 8 Mt sa katumbas ng TNT.

Ang unang hydrogen aerial bomb ay pinasabog sa USSR noong Agosto 12, 1953, at noong Marso 1, 1954, pinasabog ng mga Amerikano ang isang mas malakas na (mga 15 Mt) na aerial bomb sa Bikini Atoll. Simula noon, ang parehong kapangyarihan ay nagpapasabog ng mga advanced na megaton na armas.

Ang pagsabog sa Bikini Atoll ay sinamahan ng paglabas ng malaking halaga ng mga radioactive substance. Ang ilan sa kanila ay nahulog daan-daang kilometro mula sa lugar ng pagsabog patungo sa Japanese fishing vessel na Lucky Dragon, habang ang iba ay natakpan ang isla ng Rongelap. Dahil ang thermonuclear fusion ay gumagawa ng matatag na helium, ang radyaktibidad sa pagsabog ng isang purong hydrogen bomb ay dapat na hindi hihigit sa atomic detonator ng isang thermonuclear reaction. Gayunpaman, sa kaso na isinasaalang-alang, ang hinulaang at aktwal na radioactive fallout ay malaki ang pagkakaiba sa dami at komposisyon.

Ang mekanismo ng pagkilos ng hydrogen bomb.

Ang pagkakasunud-sunod ng mga proseso na nagaganap sa panahon ng pagsabog ng isang hydrogen bomb ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod. Una, sumasabog ang thermonuclear reaction initiator charge (isang maliit na atomic bomb) sa loob ng HB shell, na nagreresulta sa isang neutron flash at lumilikha ng mataas na temperatura na kinakailangan upang simulan ang thermonuclear fusion. Ang mga neutron ay binomba ang isang insert na gawa sa lithium deuteride, isang compound ng deuterium na may lithium (isang lithium isotope na may mass number na 6 ang ginagamit). Ang Lithium-6 ay nahati ng mga neutron sa helium at tritium. Kaya, ang atomic fuse ay lumilikha ng mga materyales na kailangan para sa synthesis nang direkta sa bomba mismo.

Pagkatapos ang isang thermonuclear reaksyon ay nagsisimula sa isang pinaghalong deuterium at tritium, ang temperatura sa loob ng bomba ay mabilis na tumataas, na kinasasangkutan ng higit pa at higit pang hydrogen sa pagsasanib. Sa karagdagang pagtaas ng temperatura, maaaring magsimula ang isang reaksyon sa pagitan ng deuterium nuclei, na katangian ng isang purong hydrogen bomb. Ang lahat ng mga reaksyon, siyempre, ay nagpapatuloy nang napakabilis na ang mga ito ay itinuturing na madalian.

Dibisyon, synthesis, dibisyon (superbomb).

Sa katunayan, sa bomba, ang pagkakasunud-sunod ng mga proseso na inilarawan sa itaas ay nagtatapos sa yugto ng reaksyon ng deuterium na may tritium. Dagdag pa, ginusto ng mga taga-disenyo ng bomba na gamitin hindi ang pagsasanib ng nuclei, ngunit ang kanilang fission. Ang pagsasanib ng deuterium at tritium nuclei ay gumagawa ng helium at mabilis na mga neutron, ang enerhiya na kung saan ay sapat na malaki upang maging sanhi ng fission ng uranium-238 nuclei (ang pangunahing isotope ng uranium, na mas mura kaysa sa uranium-235 na ginagamit sa conventional atomic bomb). Hinahati ng mabilis na mga neutron ang mga atomo ng uranium shell ng superbomb. Ang fission ng isang tonelada ng uranium ay lumilikha ng enerhiya na katumbas ng 18 Mt. Ang enerhiya ay napupunta hindi lamang sa pagsabog at paglabas ng init. Ang bawat uranium nucleus ay nahahati sa dalawang mataas na radioactive na "fragment". Kasama sa mga produktong fission ang 36 iba't ibang elemento ng kemikal at halos 200 radioactive isotopes. Ang lahat ng ito ay bumubuo ng radioactive fallout na kasama ng mga pagsabog ng mga superbomb.

Dahil sa kakaibang disenyo at sa inilarawang mekanismo ng pagkilos, ang mga sandata ng ganitong uri ay maaaring gawing kasing lakas hangga't ninanais. Ito ay mas mura kaysa sa mga atomic bomb na may parehong kapangyarihan.

Bunga ng pagsabog.

Shock wave at thermal effect.

Ang direktang (pangunahing) epekto ng isang superbomb na pagsabog ay tatlong beses. Ang pinaka-halata sa mga direktang epekto ay isang shock wave ng napakalaking intensity. Ang lakas ng epekto nito, depende sa lakas ng bomba, ang taas ng pagsabog sa ibabaw ng lupa at ang likas na katangian ng lupain, ay bumababa nang may distansya mula sa sentro ng pagsabog. Ang thermal effect ng isang pagsabog ay tinutukoy ng parehong mga kadahilanan, ngunit, bilang karagdagan, ito ay nakasalalay din sa transparency ng hangin - ang fog ay makabuluhang binabawasan ang distansya kung saan ang isang thermal flash ay maaaring maging sanhi ng malubhang pagkasunog.

Ayon sa mga kalkulasyon, kung sakaling magkaroon ng pagsabog sa kapaligiran ng isang 20-megaton na bomba, ang mga tao ay mananatiling buhay sa 50% ng mga kaso kung sila ay 1) sumilong sa isang underground reinforced concrete shelter sa layo na halos 8 km mula sa Ang epicenter ng pagsabog (EW), 2) ay nasa mga ordinaryong gusali sa lungsod sa layo na humigit-kumulang. 15 km mula sa EW, 3) ay nasa bukas sa layo na approx. 20 km mula sa EV. Sa mga kondisyon ng mahinang visibility at sa layo na hindi bababa sa 25 km, kung ang kapaligiran ay malinaw, para sa mga tao sa mga bukas na lugar, ang posibilidad na mabuhay ay mabilis na tumataas sa distansya mula sa sentro ng lindol; sa layo na 32 km, ang kinakalkula na halaga nito ay higit sa 90%. Ang lugar kung saan ang tumagos na radiation na nangyayari sa panahon ng pagsabog ay nagdudulot ng nakamamatay na kinalabasan ay medyo maliit, kahit na sa kaso ng isang high-yield na superbomb.

Bola ng apoy.

Depende sa komposisyon at masa ng nasusunog na materyal na kasangkot sa bola ng apoy, ang mga dambuhalang self-sustaining firestorm ay maaaring mabuo, na nagngangalit sa loob ng maraming oras. Gayunpaman, ang pinaka-mapanganib (kahit pangalawa) na bunga ng pagsabog ay radioactive contamination ng kapaligiran.

Fallout.

Paano sila nabuo.

Kapag ang isang bomba ay sumabog, ang nagresultang bola ng apoy ay napupuno ng napakaraming radioactive particle. Karaniwan, ang mga particle na ito ay napakaliit na kapag nakapasok sila sa itaas na kapaligiran, maaari silang manatili doon nang mahabang panahon. Ngunit kung ang bolang apoy ay nakipag-ugnayan sa ibabaw ng Earth, ang lahat ng nasa ibabaw nito, ito ay nagiging pulang-mainit na alikabok at abo at iginuhit ang mga ito sa isang nagniningas na buhawi. Sa vortex ng apoy, sila ay naghahalo at nagbubuklod sa mga radioactive particle. Ang radioactive na alikabok, maliban sa pinakamalaki, ay hindi agad tumira. Ang mas pinong alikabok ay dinadala ng nagreresultang pagsabog na ulap at unti-unting nahuhulog habang ito ay gumagalaw pababa sa hangin. Direkta sa lugar ng pagsabog, ang radioactive fallout ay maaaring maging napakatindi - pangunahin ang magaspang na alikabok na naninirahan sa lupa. Daan-daang kilometro mula sa lugar ng pagsabog at sa mas mahabang distansya, maliliit, ngunit nakikita pa rin ang mga particle ng abo na nahuhulog sa lupa. Kadalasan ang mga ito ay bumubuo ng isang tulad ng niyebe na takip, nakamamatay sa sinumang nagkataong nasa malapit. Kahit na ang mas maliit at hindi nakikitang mga particle, bago sila tumira sa lupa, ay maaaring gumala sa atmospera sa loob ng mga buwan at kahit na taon, na lumilibot sa mundo nang maraming beses. Sa oras na bumagsak sila, ang kanilang radyaktibidad ay makabuluhang humina. Ang pinaka-mapanganib ay ang radiation ng strontium-90 na may kalahating buhay na 28 taon. Ang pagbagsak nito ay malinaw na sinusunod sa buong mundo. Naninirahan sa mga dahon at damo, pumapasok ito sa mga food chain, kabilang ang mga tao. Bilang resulta nito, kapansin-pansin, bagaman hindi pa mapanganib, ang mga halaga ng strontium-90 ay natagpuan sa mga buto ng mga naninirahan sa karamihan ng mga bansa. Ang akumulasyon ng strontium-90 sa mga buto ng tao ay lubhang mapanganib sa mahabang panahon, dahil ito ay humahantong sa pagbuo ng mga malignant na tumor ng buto.

Matagal na kontaminasyon ng lugar na may radioactive fallout.

Kung sakaling magkaroon ng labanan, ang paggamit ng hydrogen bomb ay hahantong sa agarang radioactive contamination ng teritoryo sa loob ng radius ng approx. 100 km mula sa epicenter ng pagsabog. Sa kaganapan ng isang superbomb na pagsabog, isang lugar na sampu-sampung libong kilometro kuwadrado ang makontaminasyon. Ang napakalaking lugar ng pagkawasak gamit ang isang bomba ay ginagawa itong isang ganap na bagong uri ng armas. Kahit na hindi tumama sa target ang super bomb, i.e. hindi tatama sa bagay na may shock-thermal effect, penetrating radiation at radioactive fallout na kasama ng pagsabog ay gagawing hindi angkop para sa tirahan ang paligid. Ang ganitong pag-ulan ay maaaring magpatuloy sa loob ng maraming araw, linggo at kahit na buwan. Depende sa kanilang bilang, ang intensity ng radiation ay maaaring umabot sa nakamamatay na antas. Ang isang medyo maliit na bilang ng mga superbomb ay sapat na upang ganap na masakop ang isang malaking bansa na may isang layer ng radioactive dust na nakamamatay sa lahat ng nabubuhay na bagay. Kaya, ang paglikha ng superbomb ay minarkahan ang simula ng isang panahon kung kailan naging posible na gawing hindi matitirahan ang buong kontinente. Kahit na matagal nang tumigil ang direktang pagkakalantad sa radioactive fallout, magkakaroon pa rin ng panganib dahil sa mataas na radiotoxicity ng isotopes tulad ng strontium-90. Sa pagkain na lumago sa mga lupang kontaminado ng isotope na ito, ang radyaktibidad ay papasok sa katawan ng tao.

HYDROGEN BOMB, isang sandata ng mahusay na mapanirang kapangyarihan (ng pagkakasunud-sunod ng mga megaton sa katumbas ng TNT), ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay batay sa thermonuclear fusion reaction ng light nuclei. Ang pinagmumulan ng enerhiya ng pagsabog ay mga prosesong katulad ng nangyayari sa Araw at iba pang mga bituin.

Noong 1961, naganap ang pinakamalakas na pagsabog ng hydrogen bomb.

Noong umaga ng Oktubre 30 sa 11:32 a.m. isang bomba ng hydrogen na may kapasidad na 50 milyong tonelada ng TNT ang pinasabog sa Novaya Zemlya sa lugar ng Mityushi Bay sa taas na 4000 m sa ibabaw ng lupa.

Sinubukan ng Unyong Sobyet ang pinakamakapangyarihang thermonuclear device sa kasaysayan. Kahit na sa "kalahati" na bersyon (at ang pinakamataas na kapangyarihan ng naturang bomba ay 100 megatons), ang enerhiya ng pagsabog ay sampung beses na mas mataas kaysa sa kabuuang lakas ng lahat ng mga pampasabog na ginamit ng lahat ng naglalabanang partido noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig (kabilang ang ang mga bombang atomika ay bumagsak sa Hiroshima at Nagasaki). Ang shock wave mula sa pagsabog ay umikot sa mundo ng tatlong beses, ang unang pagkakataon sa loob ng 36 na oras at 27 minuto.

Ang ilaw na flash ay napakaliwanag na, sa kabila ng patuloy na pag-ulap, ito ay nakikita kahit mula sa command post sa nayon ng Belushya Guba (halos 200 km ang layo mula sa sentro ng pagsabog). Ang ulap ng kabute ay tumaas sa taas na 67 km. Sa oras ng pagsabog, habang ang bomba ay dahan-dahang bumababa sa isang malaking parasyut mula sa taas na 10500 hanggang sa tinantyang punto ng pagsabog, ang Tu-95 carrier aircraft kasama ang mga tripulante at ang kumander nito, si Major Andrei Egorovich Durnovtsev, ay nasa loob na. ang safe zone. Bumalik ang komandante sa kanyang paliparan bilang isang tenyente koronel, Bayani ng Unyong Sobyet. Sa isang inabandunang nayon - 400 km mula sa sentro ng lindol - nawasak ang mga kahoy na bahay, at ang mga bahay na bato ay nawala ang kanilang mga bubong, bintana at pintuan. Para sa maraming daan-daang kilometro mula sa lugar ng pagsubok, bilang resulta ng pagsabog, ang mga kondisyon para sa pagpasa ng mga radio wave ay nagbago nang halos isang oras, at ang mga komunikasyon sa radyo ay tumigil.

Ang bomba ay dinisenyo ni V.B. Adamsky, Yu.N. Smirnov, A.D. Sakharov, Yu.N. Babaev at Yu.A. Trutnev (kung saan si Sakharov ay iginawad sa ikatlong medalya ng Bayani ng Sosyalistang Paggawa). Ang masa ng "aparato" ay 26 tonelada; isang espesyal na binagong Tu-95 na strategic bomber ang ginamit upang dalhin at ihulog ito.

Ang "superbomb", gaya ng tawag dito ni A. Sakharov, ay hindi magkasya sa bomb bay ng sasakyang panghimpapawid (ang haba nito ay 8 metro at ang diameter nito ay mga 2 metro), kaya ang hindi-kapangyarihan na bahagi ng fuselage ay pinutol at isang espesyal na Ang mekanismo ng pag-aangat at isang aparato para sa paglakip ng bomba ay inimuntar; habang nasa byahe, lumalabas pa rin ito ng higit sa kalahati. Ang buong katawan ng sasakyang panghimpapawid, maging ang mga blades ng mga propeller nito, ay natatakpan ng isang espesyal na puting pintura na nagpoprotekta laban sa isang flash ng liwanag sa panahon ng pagsabog. Ang katawan ng kasamang sasakyang panghimpapawid ng laboratoryo ay natatakpan ng parehong pintura.

Ang mga resulta ng pagsabog ng singil, na nakatanggap ng pangalang "Tsar Bomba" sa Kanluran, ay kahanga-hanga:

* Ang nuclear "mushroom" ng pagsabog ay tumaas sa taas na 64 km; ang diameter ng takip nito ay umabot sa 40 kilometro.

Ang pagsabog ng bolang apoy ay tumama sa lupa at halos umabot sa taas ng paglabas ng bomba (iyon ay, ang radius bolang apoy ang pagsabog ay humigit-kumulang 4.5 kilometro ang layo).

* Ang radiation ay nagdulot ng ikatlong antas ng pagkasunog sa layo na hanggang isang daang kilometro.

* Sa tuktok ng paglabas ng radiation, ang pagsabog ay umabot sa lakas ng 1% ng solar.

* Ang shock wave na resulta ng pagsabog ay umikot sa globo ng tatlong beses.

* Ang atmospheric ionization ay nagdulot ng interference ng radyo kahit na daan-daang kilometro mula sa lugar ng pagsubok sa loob ng isang oras.

* Naramdaman ng mga saksi ang epekto at nailarawan ang pagsabog sa layong isang libong kilometro mula sa sentro ng lindol. Gayundin, ang shock wave sa ilang mga lawak ay napanatili ang mapanirang kapangyarihan nito sa layo na libu-libong kilometro mula sa sentro ng lindol.

* Ang acoustic wave ay umabot sa isla ng Dixon, kung saan ang blast wave ay nagpatumba sa mga bintana sa mga bahay.

Ang pampulitikang resulta ng pagsubok na ito ay ang pagpapakita ng Unyong Sobyet ng pagkakaroon ng isang walang limitasyong kapangyarihang sandata ng malawakang pagkawasak - ang maximum na megatonnage ng isang bomba mula sa Estados Unidos na nasubok noong panahong iyon ay apat na beses na mas mababa kaysa sa Tsar Bomba. Sa katunayan, ang isang pagtaas sa kapangyarihan ng isang bomba ng hydrogen ay nakakamit sa pamamagitan lamang ng pagtaas ng masa ng gumaganang materyal, upang, sa prinsipyo, walang mga kadahilanan na pumipigil sa paglikha ng isang 100-megaton o 500-megaton na bomba ng hydrogen. (Sa katunayan, ang Tsar Bomba ay idinisenyo para sa katumbas na 100-megaton; ang nakaplanong kapangyarihan ng pagsabog ay pinutol sa kalahati, ayon kay Khrushchev, "Upang hindi masira ang lahat ng salamin sa Moscow"). Sa pagsubok na ito, ipinakita ng Unyong Sobyet ang kakayahang lumikha ng isang bomba ng hydrogen ng anumang kapangyarihan at isang paraan ng paghahatid ng bomba sa punto ng pagsabog.

mga reaksiyong thermonuclear. Ang loob ng Araw ay naglalaman ng napakalaking dami ng hydrogen, na nasa estado ng superhigh compression sa temperatura na humigit-kumulang. 15,000,000 K. Sa ganoong kataas na temperatura at plasma density, ang hydrogen nuclei ay nakakaranas ng patuloy na banggaan sa isa't isa, na ang ilan ay nagtatapos sa kanilang pagsasanib at, sa huli, ang pagbuo ng mas mabibigat na helium nuclei. Ang ganitong mga reaksyon, na tinatawag na thermonuclear fusion, ay sinamahan ng pagpapalabas ng isang malaking halaga ng enerhiya. Ayon sa mga batas ng pisika, ang paglabas ng enerhiya sa panahon ng thermonuclear fusion ay dahil sa ang katunayan na kapag ang isang mas mabigat na nucleus ay nabuo, ang bahagi ng masa ng light nuclei na kasama sa komposisyon nito ay na-convert sa isang napakalaking halaga ng enerhiya. Iyon ang dahilan kung bakit ang Araw, na may napakalaking masa, ay nawawalan ng humigit-kumulang. 100 bilyong tonelada ng bagay at naglalabas ng enerhiya, salamat sa kung saan naging posible ang buhay sa Earth.

Isotopes ng hydrogen. Ang hydrogen atom ay ang pinakasimple sa lahat ng umiiral na mga atomo. Binubuo ito ng isang proton, na siyang nucleus nito, kung saan umiikot ang isang electron. Ang maingat na pag-aaral ng tubig (H 2 O) ay nagpakita na naglalaman ito ng hindi gaanong halaga ng "mabigat" na tubig na naglalaman ng "mabigat na isotope" ng hydrogen - deuterium (2 H). Ang deuterium nucleus ay binubuo ng isang proton at isang neutron, isang neutral na particle na may mass na malapit sa isang proton.

Mayroong ikatlong isotope ng hydrogen, tritium, na naglalaman ng isang proton at dalawang neutron sa nucleus nito. Ang tritium ay hindi matatag at sumasailalim sa kusang radioactive decay, na nagiging isotope ng helium. Ang mga bakas ng tritium ay natagpuan sa kapaligiran ng Earth, kung saan ito ay nabuo bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga cosmic ray sa mga molekula ng gas na bumubuo sa hangin. Ang tritium ay nakuha nang artipisyal sa isang nuclear reactor sa pamamagitan ng pag-irradiate ng lithium-6 isotope na may neutron flux.

Pag-unlad ng bomba ng hydrogen. Ang isang paunang teoretikal na pagsusuri ay nagpakita na ang thermonuclear fusion ay pinakamadaling isagawa sa isang pinaghalong deuterium at tritium. Isinasaalang-alang ito, ang mga siyentipiko ng US noong unang bahagi ng 1950 ay nagsimulang magpatupad ng isang proyekto upang lumikha ng isang hydrogen bomb (HB). Ang mga unang pagsubok ng isang modelong nuclear device ay isinagawa sa Eniwetok test site noong tagsibol ng 1951; Ang thermonuclear fusion ay bahagyang lamang. Nakamit ang makabuluhang tagumpay noong Nobyembre 1, 1951, nang subukan ang isang napakalaking aparatong nuklear, na ang lakas ng pagsabog ay 4? 8 Mt sa katumbas ng TNT.

Ang unang hydrogen aerial bomb ay pinasabog sa USSR noong Agosto 12, 1953, at noong Marso 1, 1954, pinasabog ng mga Amerikano ang isang mas malakas na (mga 15 Mt) na aerial bomb sa Bikini Atoll. Simula noon, ang parehong kapangyarihan ay nagpapasabog ng mga advanced na megaton na armas.

Ang pagsabog sa Bikini Atoll ay sinamahan ng paglabas ng malaking halaga ng mga radioactive substance. Ang ilan sa kanila ay nahulog daan-daang kilometro mula sa lugar ng pagsabog patungo sa Japanese fishing vessel na Lucky Dragon, habang ang iba ay natakpan ang isla ng Rongelap. Dahil ang thermonuclear fusion ay gumagawa ng matatag na helium, ang radyaktibidad sa pagsabog ng isang purong hydrogen bomb ay dapat na hindi hihigit sa atomic detonator ng isang thermonuclear reaction. Gayunpaman, sa kaso na isinasaalang-alang, ang hinulaang at aktwal na radioactive fallout ay malaki ang pagkakaiba sa dami at komposisyon.

Ang mekanismo ng pagkilos ng hydrogen bomb. Ang pagkakasunud-sunod ng mga proseso na nagaganap sa panahon ng pagsabog ng isang hydrogen bomb ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod. Una, sumasabog ang thermonuclear reaction initiator charge (isang maliit na atomic bomb) sa loob ng HB shell, na nagreresulta sa isang neutron flash at lumilikha ng mataas na temperatura na kinakailangan upang simulan ang thermonuclear fusion. Ang mga neutron ay nagbomba ng isang insert na gawa sa lithium deuteride - isang compound ng deuterium na may lithium (isang lithium isotope na may mass number na 6 ang ginagamit). Ang Lithium-6 ay nahati ng mga neutron sa helium at tritium. Kaya, ang atomic fuse ay lumilikha ng mga materyales na kailangan para sa synthesis nang direkta sa bomba mismo.

Pagkatapos ang isang thermonuclear reaksyon ay nagsisimula sa isang pinaghalong deuterium at tritium, ang temperatura sa loob ng bomba ay mabilis na tumataas, na kinasasangkutan ng higit pa at higit pang hydrogen sa pagsasanib. Sa karagdagang pagtaas ng temperatura, maaaring magsimula ang isang reaksyon sa pagitan ng deuterium nuclei, na katangian ng isang purong hydrogen bomb. Ang lahat ng mga reaksyon, siyempre, ay nagpapatuloy nang napakabilis na ang mga ito ay itinuturing na madalian.

Dibisyon, synthesis, dibisyon (superbomb). Sa katunayan, sa bomba, ang pagkakasunud-sunod ng mga proseso na inilarawan sa itaas ay nagtatapos sa yugto ng reaksyon ng deuterium na may tritium. Dagdag pa, ginusto ng mga taga-disenyo ng bomba na gamitin hindi ang pagsasanib ng nuclei, ngunit ang kanilang fission. Ang pagsasanib ng deuterium at tritium nuclei ay gumagawa ng helium at mabilis na mga neutron, ang enerhiya na kung saan ay sapat na malaki upang maging sanhi ng fission ng uranium-238 nuclei (ang pangunahing isotope ng uranium, na mas mura kaysa sa uranium-235 na ginagamit sa conventional atomic bomb). Hinahati ng mabilis na mga neutron ang mga atomo ng uranium shell ng superbomb. Ang fission ng isang tonelada ng uranium ay lumilikha ng enerhiya na katumbas ng 18 Mt. Ang enerhiya ay napupunta hindi lamang sa pagsabog at paglabas ng init. Ang bawat uranium nucleus ay nahahati sa dalawang mataas na radioactive na "fragment". Kasama sa mga produktong fission ang 36 iba't ibang elemento ng kemikal at halos 200 radioactive isotopes. Ang lahat ng ito ay bumubuo ng radioactive fallout na kasama ng mga pagsabog ng mga superbomb.

Dahil sa kakaibang disenyo at sa inilarawang mekanismo ng pagkilos, ang mga sandata ng ganitong uri ay maaaring gawing kasing lakas hangga't ninanais. Ito ay mas mura kaysa sa mga atomic bomb na may parehong kapangyarihan.


Enero 16, 1963, puspusan malamig na digmaan, sinabi ni Nikita Khrushchev sa mundo iyon Uniong Sobyet ay nasa arsenal nito ang isang bagong sandata ng malawakang pagkawasak - isang bomba ng hydrogen.
Isang taon at kalahating mas maaga, ang pinakamalakas na pagsabog ng isang bomba ng hydrogen sa mundo ay isinagawa sa USSR - isang singil na may kapasidad na higit sa 50 megatons ay sumabog sa Novaya Zemlya. Sa maraming paraan, ang pahayag na ito ng pinuno ng Sobyet ang nagpabatid sa mundo tungkol sa banta ng higit pang pagtaas ng karera ng armas nukleyar: noong Agosto 5, 1963, isang kasunduan ang nilagdaan sa Moscow na nagbabawal sa mga pagsubok sa mga sandatang nuklear sa kapaligiran. , outer space at sa ilalim ng tubig.

Kasaysayan ng paglikha

Ang teoretikal na posibilidad na makakuha ng enerhiya sa pamamagitan ng thermonuclear fusion ay kilala kahit na bago ang Ikalawang Digmaang Pandaigdig, ngunit ito ay ang digmaan at ang kasunod na karera ng armas na nagtaas ng tanong ng paglikha ng isang teknikal na aparato para sa praktikal na paglikha ng reaksyong ito. Nabatid na sa Alemanya noong 1944, ang trabaho ay isinasagawa upang simulan ang thermonuclear fusion sa pamamagitan ng pag-compress ng nuclear fuel gamit ang conventional charges. pampasabog- ngunit hindi sila nagtagumpay, dahil hindi posible na makuha ang mga kinakailangang temperatura at presyon. Ang USA at USSR ay bumubuo ng mga sandatang thermonuclear mula noong 1940s, na sinubukan ang unang mga thermonuclear device nang halos sabay-sabay noong unang bahagi ng 1950s. Noong 1952, sa Enewetok Atoll, ang Estados Unidos ay nagsagawa ng isang pagsabog ng isang singil na may kapasidad na 10.4 megatons (na kung saan ay 450 beses ang lakas ng bomba na ibinagsak sa Nagasaki), at noong 1953 isang aparato na may kapasidad na 400 kilotons. ay nasubok sa USSR.
Ang mga disenyo ng unang thermonuclear na aparato ay hindi angkop para sa tunay na paggamit ng labanan. Halimbawa, ang isang aparato na sinuri ng Estados Unidos noong 1952 ay isang istraktura sa itaas ng lupa na kasing taas ng isang 2-palapag na gusali at tumitimbang ng higit sa 80 tonelada. Ang likidong thermonuclear na gasolina ay nakaimbak dito sa tulong ng isang malaking yunit ng pagpapalamig. Samakatuwid, sa hinaharap, ang mass production ng thermonuclear weapons ay isinasagawa gamit ang solid fuel - lithium-6 deuteride. Noong 1954, sinubukan ng Estados Unidos ang isang aparato batay dito sa Bikini Atoll, at noong 1955, isang bagong bombang thermonuclear ng Sobyet ang nasubok sa lugar ng pagsubok sa Semipalatinsk. Noong 1957, isang bomba ng hydrogen ang sinubukan sa UK. Noong Oktubre 1961, isang bombang thermonuclear na may kapasidad na 58 megatons ang pinasabog sa USSR sa Novaya Zemlya - ang pinakamalakas na bomba na sinubukan ng sangkatauhan, na bumagsak sa kasaysayan sa ilalim ng pangalang "Tsar Bomba".

Ang karagdagang pag-unlad ay naglalayong bawasan ang laki ng disenyo ng mga bomba ng hydrogen upang matiyak ang kanilang paghahatid sa target sa pamamagitan ng mga ballistic missiles. Nasa 60s na, ang masa ng mga aparato ay nabawasan sa ilang daang kilo, at noong 70s, ang mga ballistic missiles ay maaaring magdala ng higit sa 10 warheads sa parehong oras - ito ay mga missile na may maraming warheads, ang bawat isa sa mga bahagi ay maaaring tumama sa sarili nitong target. . Sa ngayon, ang Estados Unidos, Russia at Great Britain ay may mga thermonuclear arsenals, ang mga pagsubok ng mga thermonuclear charge ay isinagawa din sa China (noong 1967) at France (noong 1968).

Paano gumagana ang hydrogen bomb

Ang pagkilos ng isang hydrogen bomb ay batay sa paggamit ng enerhiya na inilabas sa panahon ng reaksyon ng thermonuclear fusion ng light nuclei. Ito ang reaksyong ito na nagaganap sa loob ng mga bituin, kung saan, sa ilalim ng impluwensya ng napakataas na temperatura at napakalaking presyon, ang hydrogen nuclei ay nagbanggaan at nagsasama sa mas mabibigat na helium nuclei. Sa panahon ng reaksyon, ang bahagi ng masa ng hydrogen nuclei ay na-convert sa isang malaking halaga ng enerhiya - salamat dito, ang mga bituin ay naglalabas ng isang malaking halaga ng enerhiya na patuloy. Kinopya ng mga siyentipiko ang reaksyong ito gamit ang hydrogen isotopes - deuterium at tritium, na nagbigay ng pangalang "hydrogen bomb". Sa una, ang mga likidong isotopes ng hydrogen ay ginamit upang makagawa ng mga singil, at kalaunan ay nagsimulang gamitin ang lithium-6 deuteride, solid, isang tambalan ng deuterium at isang isotope ng lithium.

Ang Lithium-6 deuteride ay ang pangunahing bahagi ng hydrogen bomb, thermonuclear fuel. Nag-iimbak na ito ng deuterium, at ang lithium isotope ay nagsisilbing hilaw na materyal para sa pagbuo ng tritium. Upang magsimula ng isang reaksyon ng pagsasanib, kinakailangan upang lumikha ng mataas na temperatura at presyon, pati na rin upang ihiwalay ang tritium mula sa lithium-6. Ang mga kundisyong ito ay ibinigay bilang mga sumusunod.


Ang flash ng pagsabog ng bomba ng AN602 kaagad pagkatapos ng paghihiwalay ng shock wave. Sa sandaling iyon, ang diameter ng bola ay halos 5.5 km, at pagkatapos ng ilang segundo ay tumaas ito sa 10 km.

Ang shell ng lalagyan para sa thermonuclear fuel ay gawa sa uranium-238 at plastic, sa tabi ng lalagyan ay inilalagay ang isang maginoo na nuclear charge na may kapasidad na ilang kilotons - ito ay tinatawag na trigger, o isang charge-initiator ng isang hydrogen bomb. Sa panahon ng pagsabog ng pagsisimula ng plutonium charge, sa ilalim ng impluwensya ng malakas na X-ray radiation, ang shell ng lalagyan ay nagiging plasma, lumiliit ng libu-libong beses, na lumilikha ng kinakailangang mataas na presyon at napakalaking temperatura. Kasabay nito, ang mga neutron na ibinubuga ng plutonium ay nakikipag-ugnayan sa lithium-6, na bumubuo ng tritium. Ang nuclei ng deuterium at tritium ay nakikipag-ugnayan sa ilalim ng impluwensya ng napakataas na temperatura at presyon, na humahantong sa thermonuclear na pagsabog.


Ang liwanag na ibinubuga mula sa flash ng pagsabog ay maaaring magdulot ng third-degree na paso sa layo na hanggang isang daang kilometro. Ang larawang ito ay kuha mula sa layong 160 km.
Kung gumawa ka ng ilang mga layer ng uranium-238 at lithium-6 deuteride, kung gayon ang bawat isa sa kanila ay magdaragdag ng kapangyarihan nito sa pagsabog ng bomba - iyon ay, ang gayong "puff" ay nagbibigay-daan sa iyo upang madagdagan ang lakas ng pagsabog nang halos walang limitasyon. Dahil dito, ang isang bomba ng hydrogen ay maaaring gawin ng halos anumang kapangyarihan, at ito ay magiging mas mura kaysa sa isang maginoo na bombang nuklear ng parehong kapangyarihan.


Ang seismic wave na dulot ng pagsabog ay umikot sa globo ng tatlong beses. Ang taas ng nuclear mushroom ay umabot sa 67 kilometro ang taas, at ang diameter ng "cap" nito - 95 km. Sound wave nakarating sa Dikson Island, na matatagpuan 800 km mula sa lugar ng pagsubok.

Pagsubok sa hydrogen bomb RDS-6S, 1953

pataas