This page has been robot translated, sorry for typos if any. Original content here.

Як працює воднева бомба

Как работает водородная бомба

Термоядерна зброя (воднева бомба) - тип ядерної зброї, руйнівна сила якої заснована на використанні енергії реакції ядерного синтезу легких елементів в більш важкі (наприклад, синтезу одного ядра атома гелію з двох ядер атомів дейтерію), при якій виділяється колосальна кількість енергії.

Маючи ті ж вражаючі фактори, що і у ядерної зброї, термоядерна зброя має набагато більшу можливу потужність вибуху (теоретично, вона обмежена тільки кількістю наявних компонентів). Слід зазначити, що часто згадується твердження про те, що радіоактивне зараження від термоядерного вибуху набагато слабкіше, ніж від атомного, стосується реакцій синтезу, які використовуються тільки спільно з набагато більш «брудними» реакціями поділу. Термін «чисте зброю», що з'явився в англомовній літературі, до кінця 1970-х років вийшов з ужитку. На ділі все залежить від обраного типу реакції, використовуваної в тому чи іншому виробі. Так, включення в термоядерний заряд елементів з урану-238 (при цьому використовується уран-238 ділиться під дією швидких нейтронів і дає радіоактивні осколки. Самі нейтрони виробляють наведену радіоактивність) дозволяє набагато (до п'яти разів) підвищити загальну потужність вибуху, але і значно ( в 5-10 разів) збільшує кількість радіоактивних опадів.

Всі чули неприємні новини грудня - завершені успішні випробування Північною Кореєю водневої бомби. Кім Чен Ин не забув натякнути (прямо заявити) про те, що готовий у будь-який момент перетворити зброю з оборонного в наступальне, чим викликав небувалий ажіотаж в пресі всього світу. Втім, знайшлися і оптимісти, які заявили про фальсифікації випробувань: мовляв, і тінь від чучхе не туди падає, і радіоактивних опадів щось не видно. Але чому наявність у країни-агресора водневої бомби є настільки значним фактором для вільних країн, адже навіть ядерні боєголовки, які у Північній Кореї є в достатку, ще нікого так не лякали?

Загальний опис

Термоядерна вибуховий пристрій може бути побудовано як з використанням рідкого дейтерію, так і газоподібного стисненого. Але поява термоядерної зброї стало можливим тільки завдяки різновиди гідриду літію - дейтериду літію-6. Це з'єднання важкого ізотопу водню - дейтерію і ізотопу літію з масовим числом 6.

Дейтерид літію-6 - тверда речовина, яке дозволяє зберігати дейтерій (звичайний стан якого в нормальних умовах - газ) при плюсових температурах, і, крім того, другий його компонент - літій-6 - це сировина для отримання самого дефіцитного ізотопу водню - тритію. Власне, 6Li - єдиний промисловий джерело отримання тритію:

Как работает водородная бомба

У ранніх термоядерних боєприпасах США використовувався також і дейтерид природного літію, що містить в основному ізотоп літію з масовим числом 7. Він також служить джерелом тритію, але для цього нейтрони, які беруть участь в реакції, повинні мати енергію 10 МеВ і вище.

Термоядерні боєприпаси існують як у вигляді авіаційних бомб (воднева або термоядерна бомба), так і боєголовок для балістичних і крилатих ракет.

Термоядерна бомба, яка діє за принципом Теллера-Улама, складається з двох ступенів: тригера і контейнера з термоядерним пальним.

Тригер - це невеликий плутонієвий ядерний заряд з посиленням (Boosted fission weapon (англ.) Рос.) Потужністю в кілька кілотонн. Призначення тригера - створити необхідні умови для ініціювання термоядерної реакції - високу температуру і тиск.

Контейнер з термоядерним пальним - основний елемент бомби. Усередині нього знаходиться термоядерна пальне - дейтерид літію-6 - і розташований по осі контейнера плутонієвий стрижень, який грає роль запалу термоядерної реакції. Оболонка контейнера може бути виготовлена ​​як з урану-238 - речовини, що розщеплюється під впливом швидких нейтронів (> 0,5 МеВ), що виділяються при реакції синтезу, так і зі свинцю. Контейнер покривається шаром нейтронного поглинача (з'єднань бору) для захисту термоядерного палива від передчасного розігрівання потоками нейтронів після вибуху тригера. Розташовані співвісно тригер і контейнер заливаються спеціальним пластиком, який проводить випромінювання від тригера до контейнера, і поміщаються в корпус бомби, виготовлений зі сталі або алюмінію.

Можливий варіант, коли другий ступінь робиться не у вигляді циліндра, а у вигляді сфери. Принцип дії той же, але замість плутонієвого запального стержня використовується плутонієва порожниста сфера, яка перебуває всередині і переміжна з шарами дейтериду літію-6. Ядерні випробування бомб зі сферичною формою другого ступеня показали більшу ефективність, ніж у бомб, які використовують циліндричну форму другого ступеня.

Как работает водородная бомба
Реакція злиття ядер дейтерію і тритію

Під час вибуху тригера 80% енергії виділяється у вигляді потужного імпульсу м'якого рентгенівського випромінювання, яке поглинається оболонкою другого ступеня і пластиковим наповнювачем, який перетворюється в високотемпературну плазму під великим тиском. В результаті різкого нагріву уранової (свинцевою) оболонки відбувається абляція речовини оболонки і з'являється реактивна тяга, яка разом з тисками світла і плазми обжимає другу сходинку. При цьому її обсяг зменшується в кілька тисяч разів, і термоядерна паливо нагрівається до величезних температур. Однак тиск і температура ще недостатні для запуску термоядерної реакції, створення необхідних умов забезпечує плутонієвий стрижень, який в результаті стиснення переходить в надкрітіческое стан - починається ядерна реакція всередині контейнера. Електрони, що випускаються плутонієвим стрижнем в результаті поділу ядер плутонію нейтрони взаємодіють з ядрами літію-6, в результаті чого виходить тритій, який далі взаємодіє з дейтерієм.

Як працює воднева бомба
  • A Боєголовка перед вибухом; перший ступінь вгорі, другий ступінь внизу. Обидва компоненти термоядерної бомби.
  • B Вибухова речовина підриває першу сходинку, стискаючи ядро ​​плутонію до сверхкритического стану і ініціюючи ланцюгову реакцію розщеплення.
  • C В процесі розщеплення в першому ступені відбувається імпульс рентгенівського випромінювання, який поширюється вздовж внутрішньої частини оболонки, проникаючи через наповнювач з пінополістиролу.
  • D Другий ступінь стискається внаслідок абляції (випаровування) під впливом рентгенівського випромінювання, і плутонієвий стрижень всередині другого ступеня переходить в надкритичної стан, ініціюючи ланцюгову реакцію, виділяючи величезну кількість тепла.
  • E В стислому і розігрітому дейтериду літію-6 відбувається реакція злиття, що випускається нейтронний потік є ініціатором реакції розщеплення тампера. Вогненна куля розширюється ...

Якщо оболонка контейнера була виготовлена ​​з природного урану, то швидкі нейтрони, що утворюються в результаті реакції синтезу, викликають в ній реакції поділу атомів урану-238, що додають свою енергію в загальну енергію вибуху. Подібним чином створюється термоядерний вибух практично необмеженої потужності, так як за оболонкою можуть розташовуватися ще інші верстви дейтериду літію і шари урану-238 (слойка).

Що таке Воднева бомба

Как работает водородная бомба

Воднева бомба, відома також як Hydrogen Bomb або HB - зброя неймовірної руйнівної сили, чия потужність обчислюється мегатоннами в тротиловому еквіваленті. Принцип дії HB заснований на енергії, яка виробляється при термоядерному синтезі ядер водню - точно такий же процес відбувається на Сонці.

Чим воднева бомба відрізняється від атомної

Как работает водородная бомба

Термоядерний синтез - процес, який відбувається під час детонації водневої бомби - найпотужніший тип доступною людству енергії. У мирних цілях його використовувати ми ще не навчилися, зате пристосували до військових. Ця термоядерна реакція, подібна до тієї, що можна спостерігати на зірках, вивільняє неймовірний потік енергії. В атомній ж енергія виходить від ділення атомного ядра, тому вибух атомної бомби набагато слабкіше.

перше випробування

І Радянський Союз знову випередив багатьох учасників гонки холодної війни. Першу водневу бомбу, виготовлену під керівництвом геніального Сахарова, випробували на секретному полігоні Семипалатинська - і вони, м'яко кажучи, вразили не тільки вчених, але і західних шпигунів.

Ударна хвиля

Как работает водородная бомба

Пряме руйнівний вплив водневої бомби - найсильніша, що володіє високою інтенсивністю ударна хвиля. Її потужність залежить від розміру самої бомби і тієї висоти, на якій сталася детонація заряду.

тепловий ефект

Как работает водородная бомба

Воднева бомба всього в 20 мегатонн (розміри найбільшою випробуваною на даний момент бомби - 58 мегатонн) створює величезну кількість теплової енергії: бетон плавився в радіусі п'яти кілометрів від місця випробування снаряда. У дев'ятикілометрову радіусі буде знищено все живе, не встоять ні техніка, ні споруди. Діаметр воронки, утвореної вибухом, перевищить два кілометри, а глибина її буде коливатися близько п'ятдесяти метрів.

Вогненна куля

Как работает водородная бомба

Найбільш видовищною після вибуху здасться спостерігачам величезна вогняна куля: палаючі бурі, ініційовані детонацією водневої бомби, будуть підтримувати себе самі, залучаючи в воронку все більше і більше горючого матеріалу.

радіаційне зараження

Как работает водородная бомба

Але найнебезпечнішим наслідком вибуху стане, звичайно ж, радіаційне зараження. Розпад важких елементів в бурхливому вогняному вирі наповнить атмосферу найдрібнішими частинками радіоактивного пилу - вона настільки легка, що потрапляючи в атмосферу, може обігнути земну кулю два-три рази і тільки потім випаде у вигляді опадів. Таким чином, один вибух бомби в 100 мегатонн може мати наслідки для всієї планети.

Цар-бомба

58 мегатонн - ось, скільки важила найбільша воднева бомба, висаджена на полігоні архіпелагу Нова Земля. Ударна хвиля тричі обігнула земну кулю, змусивши противників СРСР зайвий раз переконатися в величезної руйнівної сили цієї зброї. Веселун Хрущов на пленумі жартував, що бомбу не зробили більше тільки через побоювання розбити скло в Кремлі.

Via dnpmag.com