Соответственно, поскольку мы выбираем водородную бомбу в качестве отправной точки для разработки термоядерных реакторов — включая с трудом полученные физические знания, лежащие в основе бомбы, — необходимо найти замену спусковому механизму деления. Термоядерную бомбу иначе еще называют водородной бомбой. Гидрид, применяемый в водородных бомбах, отличается своим изотопным составом.
Д.т.н. И.И.Никитчук. Термоядерный прорыв. К истории создания водородной бомбы в СССР
Принцип термоядерной реакции: Водородная бомба использует термоядерную реакцию, при которой происходит слияние легких ядер (обычно изотопов водорода) при высоких температурах и давлениях. Полностью же на использование твёрдого термоядерного горючего советские разработчики перешли только в водородной бомбе, взорванной в 1955 году. Испытание этой термоядерной бомбы стало ключевым фактором, позволившим Советскому Союзу обеспечить ядерно-оружейный паритет с США.
«Ничего подобного у США не было»: какую роль в истории СССР сыграло появление водородного оружия
Водородная бомба содержит корпус осесимметричной формы с хвостовыми стабилизаторами, внутри которого смонтирован термоядерный заряд, и систему управления с датчиком инициирования взрыва. Возможность использования в качестве детонатора водородной бомбы ядерного заряда обсуждалась ещё физиками работающими в рамках Манхеттенского проекта. Возможность использования в качестве детонатора водородной бомбы ядерного заряда обсуждалась ещё физиками работающими в рамках Манхеттенского проекта. Водородные бомбы, считающиеся ядерным оружием, работают с использованием комбинации ядерного деления и термоядерного синтеза. 55 лет назад Никита Хрущев объявил о создании в СССР водородной бомбы. Одним из типов ядерного оружия является термоядерное оружие, которое многим из нас более известно под названием водородная бомба.
Как работает водородная бомба
Взрыв водородной бомбы рожден реакцией синтеза легких ядер, так называемого термоядерного синтеза. Это достигается помещением в бомбу специального твердого соединения — дейтерида лития, который состоит из лития-6 и водорода-2. Наша статья посвящена истории создания и общим принципам синтеза такого устройства, как термоядерная бомба, иногда называемой водородной.
Водородная против атомной. Что нужно знать о ядерном оружии
Пресловутая американская бомба В61 является термоядерной, или как их еще не совсем правильно, но часто, называют – водородной. Водородная бомба — ядерное оружие, которое использует процесс термоядерного синтеза для создания огромного количества энергии. Популярная лекция о том, как устроено термоядерное оружие и о том какова роль математиков в его создании. ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер.
Водородная (термоядерная) бомба: испытания оружия массового поражения
Понять, насколько термоядерная бомба сложнее атомной, можно по тому факту, что работающие АЭС давно уже стали обыденностью, а работающие и практичные термоядерные электростанции — это все еще научная фантастика. Чтобы атомные ядра сливались друг с другом, их надо нагреть до миллионов градусов. Схему устройства, которое позволило бы это проделать, американцы запатентовали в 1946 году проект неофициально назывался Super , но вспомнили о ней только спустя три года, когда в СССР успешно испытали ядерную бомбу. О том, какие секреты хранит в себе это опаснейшее ядерное оружие, смотрите в сегодняшнем видео на канале NewSoldat.
Генеральная ассамблея ООН приняла 27 октября 1961 г. Ту-95В с экипажем из девяти человек ведущий летчик - Андрей Дурновцев, ведущий штурман - Иван Клещ вылетел с военного аэродрома Оленья на Кольском полуострове. Сброс авиабомбы был осуществлен с высоты 10,5 км на площадку Северного острова архипелага, в районе пролива Маточкин Шар. Взрыв произошел на высоте 3,7 км от земли и 4,2 км над уровнем моря, на 188 сек.
Вспышка длилась 65-70 сек. Облако долго сохраняло свою форму и было видно на расстоянии нескольких сотен километров. Несмотря на сплошную облачность, световая вспышка наблюдалась на расстоянии более 1 тыс. Ударная волна трижды обогнула земной шар, из-за электромагнитного излучения на 40-50 мин. Радиоактивное загрязнение в районе эпицентра оказалось небольшим 1 миллирентген в час поэтому исследовательский персонал смог работать там без опасности для здоровья через 2 часа после взрыва. По оценкам специалистов, мощность супербомбы составила около 58 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Это примерно в три тысячи раз мощнее атомной бомбы, сброшенной США на Хиросиму в 1945 г.
Съемка испытания велась как с земли, так и с борта Ту-95В, который на момент взрыва успел отойти на расстояние более 45 км, а также с самолета Ил-14 на момент взрыва был на расстоянии 55 км. После продолжительных переговоров 5 августа 1963 г. С момента его вступления в силу СССР производил только подземные ядерные испытания. Последний взрыв был проведен 24 октября 1990 г. В настоящее время этого моратория придерживается и Россия.
Атом водорода — простейший из всех существующих атомов. Он состоит из одного протона, являющегося его ядром, вокруг которого вращается единственный электрон. Тщательные исследования воды H 2 O показали, что в ней в ничтожном количестве присутствует «тяжелая» вода, содержащая «тяжелый изотоп» водорода — дейтерий 2 H. Ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона — нейтральной частицы, по массе близкой к протону. Существует третий изотоп водорода — тритий, в ядре которого содержатся один протон и два нейтрона. Тритий нестабилен и претерпевает самопроизвольный радиоактивный распад, превращаясь в изотоп гелия. Следы трития обнаружены в атмосфере Земли , где он образуется в результате взаимодействия космических лучей с молекулами газов, входящих в состав воздуха. Тритий получают искусственным путем в ядерном реакторе , облучая изотоп литий-6 потоком нейтронов. Разработка водородной бомбы. Предварительный теоретический анализ показал, что термоядерный синтез легче всего осуществить в смеси дейтерия и трития. Приняв это за основу, ученые США в начале 1950 приступили к реализации проекта по созданию водородной бомбы HB. Первые испытания модельного ядерного устройства были проведены на полигоне Эниветок весной 1951; термоядерный синтез был лишь частичным. Значительный успех был достигнут 1 ноября 1951 при испытании массивного ядерного устройства, мощность взрыва которого составила 4 ё 8 Мт в тротиловом эквиваленте. Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную примерно 15 Мт авиабомбу. С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия. Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу. Механизм действия водородной бомбы. Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции небольшая атомная бомба , в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития — соединения дейтерия с литием используется изотоп лития с массовым числом 6. Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе. Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные. Деление, синтез, деление супербомба. На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах. Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб. Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности. Последствия взрыва. Ударная волна и тепловой эффект. Прямое первичное воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий — это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха — туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности. Огненный шар. В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное хотя и вторичное последствие взрыва — это радиоактивное заражение окружающей среды. Радиоактивные осадки. Как они образуются. При взрыве бомбы возникший огненный шар наполняется огромным количеством радиоактивных частиц. Обычно эти частицы настолько малы, что, попав в верхние слои атмосферы, могут оставаться там в течение долгого времени. Но если огненный шар соприкасается с поверхностью Земли, все, что на ней находится, он превращает в раскаленные пыль и пепел и втягивает их в огненный смерч. В вихре пламени они перемешиваются и связываются с радиоактивными частицами. Радиоактивная пыль, кроме самой крупной, оседает не сразу. Более мелкая пыль уносится возникшим в результате взрыва облаком и постепенно выпадает по мере движения его по ветру. Непосредственно в месте взрыва радиоактивные осадки могут быть чрезвычайно интенсивными — в основном это оседающая на землю крупная пыль. В сотнях километров от места взрыва и на более далеких расстояниях на землю выпадают мелкие, но все еще видимые глазом частицы пепла. Часто они образуют похожий на выпавший снег покров, смертельно опасный для всех, кто окажется поблизости. Еще более мелкие и невидимые частицы, прежде чем они осядут на землю, могут странствовать в атмосфере месяцами и даже годами, много раз огибая земной шар. К моменту выпадения их радиоактивность значительно ослабевает. Наиболее опасным остается излучение стронция-90 с периодом полураспада 28 лет. Его выпадение четко наблюдается повсюду в мире. Оседая на листве и траве, он попадает в пищевые цепи , включающие и человека. Как следствие этого, в костях жителей большинства стран обнаружены заметные, хотя и не представляющие пока опасности, количества стронция-90. Накопление стронция-90 в костях человека в долгосрочной перспективе весьма опасно, так как приводит к образованию костных злокачественных опухолей. Длительное заражение местности радиоактивными осадками. В случае военных действий применение водородной бомбы приведет к немедленному радиоактивному загрязнению территории в радиусе ок. При взрыве супербомбы загрязненным окажется район в десятки тысяч квадратных километров. Столь огромная площадь поражения одной-единственной бомбой делает ее совершенно новым видом оружия. Даже если супербомба не попадет в цель, то есть не поразит объект ударно-тепловым воздействием, проникающее излучение и сопровождающие взрыв радиоактивные осадки сделают окружающее пространство непригодным для обитания. Такие осадки могут продолжаться в течение многих дней, недель и даже месяцев. В зависимости от их количества интенсивность радиации может достичь смертельно опасного уровня. Сравнительно небольшого числа супербомб достаточно, чтобы полностью покрыть крупную страну слоем смертельно опасной для всего живого радиоактивной пыли. Таким образом, создание сверхбомбы ознаменовало начало эпохи, когда стало возможным сделать непригодными для обитания целые континенты. Даже спустя длительное время после прекращения прямого воздействия радиоактивных осадков будет сохраняться опасность, обусловленная высокой радиотоксичностью таких изотопов, как стронций-90. С продуктами питания, выращенными на загрязненных этим изотопом почвах, радиоактивность будет поступать в организм человека. Имея те же поражающие факторы, что и у ядерного оружия , термоядерное оружие имеет намного большую мощность взрыва. Теоретически она ограничена только количеством имеющихся в наличии компонентов. Следует отметить, что радиоактивное заражение от термоядерного взрыва гораздо слабее, чем от атомного, особенно, по отношению к мощности взрыва. Это дало основания называть термоядерное оружие «чистым». Термин этот, появившийся в англоязычной литературе, к концу 70-х годов вышел из употребления. Общее описание Термоядерное взрывное устройство может быть построено, как с использованием жидкого дейтерия, так и газообразного сжатого. Но появление термоядерного оружия стало возможным только благодаря разновидности гидрида лития - дейтериду лития-6.
История термоядерных исследований уходит своими корнями в 1941 год. В конце августа 1946 года Э. Эта схема получила название «будильник». С сентября 1946 года теоретические исследования проектов «супера» и «будильника» стали проводиться в Лос-Аламосской лаборатории параллельно. Это испытание получило название «Джорж». Устройство получило название «Майк». Тротиловый эквивалент взрыва составил 10 млн. Это был самый мощный взрыв в истории ядерных испытаний США. Существенным недостатком всех испытанных устройств была их нетранспортабельность. В 1945 году он изложил эту идею в докладной записке на имя И. Направляя свою записку И. Френкель, конечно же, не мог знать, что И. Курчатов уже имеет информацию о проведении в США работ в этом направлении. Так, например, сообщение о возможности создания сверхбомбы появилось в английской газете «Таймс» 19 октября 1945 года. Сталин назначил Л. Курчатов поручает Ю. Харитону совместно с другими физиками - И. Гуревичем, Я. Зельдовичем и И. Померанчуком - рассмотреть вопрос о возможности освобождения энергии легких элементов. Докладчиком был Я. Фукса с советским разведчиком А. Теллера и Э. Однако А. Арзамас-16 Саров.
Д.т.н. И.И.Никитчук. Термоядерный прорыв. К истории создания водородной бомбы в СССР
Термоядерное оружие (водородные бомбы) предусматривает использование энергии неуправляемой реакции ядерного синтеза, то есть преобразования легких элементов в более тяжелые (например, двух атомов "тяжелого водорода", дейтерия, в один атом гелия). Чем термоядерная бомба отличается от атомной? Соответственно, поскольку мы выбираем водородную бомбу в качестве отправной точки для разработки термоядерных реакторов — включая с трудом полученные физические знания, лежащие в основе бомбы, — необходимо найти замену спусковому механизму деления. СССР начал разрабатывать термоядерную бомбу позднее — первая схема была предложена советскими разработчиками лишь в 1949 году. Взрыв водородной бомбы – неуправляемый термоядерный синтез, что делает его непригодным для энергетических целей, но весьма эффективным для целей разрушения. Испытание первой водородной бомбы на Семипалатинском полигоне.
Мощнейшее смертоносное оружие: как устроена водородная бомба и чем она отличается от атомной
Dense Plasma Focus — DPF — «схлопывает» бегущую по электродам плазму с получением гигантских температур. В марте 2012 на установке, действующей по этому принципу была достигнута температура 1. Levitated Dipole — «вывернутый» токамак , в центре вакуумной камеры висит торообразный сверхпроводящий магнит который и удерживает плазму. В такой схеме плазма обещает быть стабильной сама по себе. Но финансирования у проекта сейчас нет, похоже непосредственно реакцию синтеза на установке не проводили. Farnsworth—Hirsch fusor Идея проста — размещаем две сферические сетки в вакуумной камере наполненной дейтерием, или дейтерий-тритиевой смесью, прикладываем между ними потенциал в 50-200 тысяч вольт. В электрическом поле атомы начинают летать вокруг центра камеры, иногда сталкиваясь между собой. Выход нейтронов есть, но он довольно мал. Большие потери энергии на тормозное рентгеновское излучение, внутренняя сетка быстро раскаляется и испаряется от столкновений с атомами и электронами. Хотя конструкция интересна с академической точки зрения собрать её может любой студент , КПД генерации нейтронов намного ниже линейных ускорителей.
Polywell — хорошие напоминание о том, что не все работы по термоядерному синтезу публичны. Идея — развитие Farnsworth—Hirsch fusor. Центральный отрицательный электрод, с которым было больше всего проблем, мы заменяем облаком электронов, удерживаемых магнитным полем в центре камеры. Все тестовые модели имели обычные, а не сверхпроводящие магниты. Реакция давала единичные нейтроны. В общем, никакой революции. Возможно, увеличение размеров и сверхпроводящие магниты и изменили бы что-то. Мюонный катализ — радикально отличающаяся идея. Берем отрицательно-заряженный мюон, и заменяем им электрон в атоме.
Поскольку мюон в 207 раз тяжелее электрона — в молекуле водорода 2 атома будут намного ближе друг к другу, и произойдет реакция синтеза. Проблема тут в том, что генерация мюона на данный момент требует больше энергии, чем может получится в цепочке реакций, и таким образом пока энергию тут не получить. Научно подтвержденных и независимо повторяемых положительных результатов нет. А сенсации на уровне желтой прессы были уже не раз и до E-Cat-а Андреа Росси. Резюме Термоядерная энергия — вовсе не такая кристально чистая. Корпус реактора придется менять раз в 5-10 лет. Термоядерные реакторы также не смогут быть маленькими как например плавучая мини-АЭС Энергии при термоядерной реакции выделяется не так много — на одно деление урана выделяется в 11. Получение его не проще и не дешевле, чем получение плутония из отходов урана или U-233 из тория.
Для этого в апреле 1946-го на базе Лос-Аламосской национальной лаборатории начала работать группа специалистов, которую возглавил физик Эдвард Теллер. Теллер разработал схему прямолинейной реализации «зажигалки» — атомной бомбы в толще жидкого дейтерия. Для реализации проекта нужно было много трития. Пришлось построить ряд реакторов. Термоядерное устройство его назвали Mike начали разрабатывать лишь полгода спустя. Американцы справились быстро.
Такой эффект спровоцирует голод на Земле. Население сразу сократится в несколько раз. И выглядит ядерная зима более чем реально. Ведь в истории человечества, а конкретнее, в 1816 году, был известен подобный случай после мощнейшего извержения вулкана. На планете тогда был год без лета. Скептики, которые не верят в подобное стечение обстоятельств, могут переубедить себя расчетами ученых: Когда на Земле произойдет похолодание на градус, этого не заметит никто. А вот на количестве осадков это отразится. Осенью произойдет похолодание на 4 градуса. Ввиду отсутствия дождей, возможны неурожаи. Ураганы будут начинаться даже там, где их никогда не было. Когда температура упадет еще на несколько градусов, на планете будет первый год без лета. Далее последует малый ледниковый период. Температура падает на 40 градусов. Даже за незначительное время это станет разрушительным для планеты. На Земле будут наблюдаться неурожаи и вымирание людей, проживающих в северных зонах. После наступит ледниковый период. Отражение солнечных лучей произойдет, не достигая поверхности земли. За счет этого, температура воздуха достигнет критической отметки. На планете перестанут расти культуры, деревья, замерзнет вода. Это приведет к вымиранию большей части населения. Те, кто выживут, не переживут последнего периода — необратимого похолодания. Этот вариант совсем печальный. Он станет настоящим концом человечества. Земля превратится в новую планету, непригодную для обитания человеческого существа. Теперь о еще одной опасности. Стоило России и США выйти из стадии холодной войны, как появилась новая угроза. Если вы слышали о том, кто такой Ким Чен Ир, значит понимаете, что на достигнутом он не остановится. Этот любитель ракет, тиран и правитель Северной Кореи в одном флаконе, может с легкостью спровоцировать ядерный конфликт. О водородной бомбе он говорит постоянно и отмечает, что в его части страны уже есть боеголовки. К счастью, в живую их пока никто не видел. Россия, Америка, а также ближайшие соседи - Южная Корея и Япония, очень обеспокоены даже такими гипотетическими заявлениями. Поэтому надеемся, что наработки и технологии у Северной Кореи еще долго будут на недостаточном уровне, чтобы разрушить весь мир. Для справки. На дне мирового океана лежат десятки бомб, которые были утеряны при транспортировке. А в Чернобыле, который не так далеко от нас, до сих пор хранятся огромные запасы урана. Стоит задуматься, можно ли допустить подобные последствия ради испытаний водородной бомбы.
И уже в 1943 году процесс вышел на финишную прямую — был запущен «Манхэттенский проект», итогом которого должно было стать получение готовых к использованию образцов атомной бомбы. Благодаря тому что некоторые западные учёные были весьма скептически настроены по отношению к капиталистическому обществу и сочувствовали Советскому Союзу, информация о разработке нового смертоносного оружия быстро попала в Москву. Также по теме Симметричный ответ: как «изделие 49» установило ядерный паритет между СССР и США 60 лет назад в обстановке строжайшей секретности на атомном полигоне Новая Земля состоялось первое штатное испытание советского... Исследования в сфере ядерного оружия велись в СССР с конца 1930-х, а уже вскоре после начала Великой Отечественной войны руководство страны окончательно сориентировало учёных на изготовление атомного оружия и настоятельно попросило ускорить этот процесс. Параллельно с физиками не покладая рук трудились и советские разведчики. Они искали симпатизирующих СССР западных учёных, которые уже привлекались к работе над ядерной бомбой. Кроме того, советские агенты внедрялись в те военные и научные центры, где «друзей» было недостаточно. По мнению российского историка спецслужб и писателя Александра Колпакиди, было бы ошибочно полагать, что весь советский ядерный проект основывался исключительно на данных разведки, но и недооценивать их роль нельзя. И они принялись меня убеждать, что, даже если бы не было информации от разведки, то через определённый срок ядерная бомба в СССР всё равно была бы создана. Однако кто может гарантировать, что срок был бы именно таким, как рассчитывали! В 1945 году американцы выпустили уже три готовые к использованию ядерные бомбы. При этом всего через несколько дней после того, как была завершена сборка первой бомбы, советская разведка уже доставила её схему в Москву. Японский город Хиросима, август 1945 года AFP На фоне успехов ядерной программы, в которой помимо США активное участие принимали Великобритания и Канада, западные лидеры стали делать недвусмысленные намёки на переговорах с Иосифом Сталиным. При этом они даже не могли себе представить, насколько хорошо советское руководство осведомлено об их реальных достижениях. В 1945 году военно-политическое руководство стран Запада начало разработку планов атомной бомбардировки СССР. К концу года было определено 20 крупнейших городов Советского Союза, которые должны были повторить судьбу Хиросимы и Нагасаки. В 1947—1948 годах был разработан целый ряд новых военных планов. Согласно документу под названием «Чариотир», принятому летом 1948-го, 133 ядерные бомбы должны были упасть сразу на 70 городов Советского Союза.
60 лет назад водородная бомба помогла СССР достичь ядерного паритета с США
В момент взрыва детонирующие заряды сталкивают эти кусочки, достигается критическая масса и начинается взрывной процесс. В водородной бомбе вместо радиоактивного распада используется реакция ядерного синтеза. В ходе нее ядра атомов сливаются воедино, образуя более тяжелый элемент. В качестве побочного продукта выделяется огромное количество энергии — намного больше, чем при ядерном распаде. Однако для осуществления такого слияния нужно сжать вещество так, чтобы ядра его атомов буквально «вошли» друг в друга. В водородных бомбах для этого используются ядерные заряды. В момент взрыва они сжимают и нагревают находящийся в сердечнике бомбы дейтерий так, чтобы произошла реакция синтеза.
Благодаря этому мощность взрыва термоядерного оружия более чем в пять раз выше, чем у атомной бомбы, а площадь распространения радиоактивных осадков увеличивается в 5-10 раз. Сам, вероятно, не знает 0 Николай Николаев 03 Декабря 2021, 03:16 Каков механизм получения из реакции ядерного синтеза энергии большей, чем затрачивается на этот синтез?
Утвердительный ответ был дан всего через четыре дня: 12 августа 1953 года на Семипалатинском полигоне испытали водородную бомбу РДС-6с. Жуткое оружие потом назовут «слойкой Сахарова» — ее конструкция предполагала чередование легких и тяжелых реактивных веществ.
Взрыв прогремел в 07:30 утра. Спустя несколько секунд в небо поднялся гриб высотой 12 километров, а пыль разлетелась на десятки километров. Близлежащий железнодорожный мост со стотонными пролетами был отброшен на 200 метров. В радиусе четырех километров были полностью разрушены все кирпичные здания.
Жар от вспышки ощущался на расстоянии 25 километров. Земля содрогнулась под нами, а в лицо ударил тугой, крепкий, как удар хлыста, звук раскатистого взрыва. От толчка ударной волны трудно было устоять на ногах Владимир Комельковучастник атомного проекта «Слойка Сахарова» была значительно слабее американского образца. Ее заряд составлял всего 400 килотонн — против 10 мегатонн «Айви Майка».
Но РДС-6с была куда компактнее и легко помещалась в отсеке бомбардировщика Ту-16. Да, взрыв действительно получился куда сильнее взрыва атомной бомбы. Впечатление от него, по-видимому, превзошло какой-то психологический барьер. Следы первого взрыва атомной бомбы не внушали такого содрогающего ужаса, хотя и они были несравненно страшнее всего виденного еще недавно на прошедшей войне», — писал сотрудник Радиевого института АН СССР Николай Власов.
Гарантированное уничтожение Но по-настоящему ход гонки вооружений изменила даже не водородная бомба РДС-6с, а первая межконтинентальная баллистическая ракета Р-7. Она появилась в 1957 году и была способна достичь другого конца Земли. Перехватить ее на тот момент не могла ни одна система защиты в мире Эта же ракета чуть позже станет отправной точкой для освоения Советским Союзом космоса. Именно на ее основе создали семейство ракет-носителей, которое позволило СССР сначала отправить на орбиту искусственный спутник Земли, а затем осуществить и первый полет человека к звездам.
К концу 1950-х арсеналы ядерного оружия обеих сверхдержав уже были достаточными для того, чтобы погубить все живое на планете. Причем и у СССР, и у США были проекты, которые позволяли нанести ответный удар даже в том случае, если бы их центры принятия решений были поражены. Обе страны получили гарантии взаимного уничтожения. Эта концепция предполагала, что если одна страна начнет агрессию против другой, то неминуемо будут уничтожены оба участника конфликта.
Угроза апокалипсиса, в свою очередь, станет такой явной, что в реальности никто на этот опасный шаг не решится. Такой порядок вещей, впрочем, все же не стал залогом стабильности. Терпение Политбюро лопнуло после того, как под турецким Измиром были размещены ракеты средней дальности PGM-19 «Юпитер», которые могли долететь до европейской части СССР за считаные минуты. Генштаб разработал операцию «Анадырь».
На Кубу отправили 44 тысячи военнослужащих, 40 ядерных баллистических ракет Р-12 и Р-14, 80 крылатых ракет в ядерном снаряжении, 3 дивизиона тактических ядерных ракетных комплексов «Луна», а также бомбардировщики Ил-28, оснащенные атомными бомбами. Разумеется, этот шаг привел к созданию нового очага напряженности. Военные стали уговаривать президента Кеннеди вторгнуться на Кубу. Фидель Кастро тем временем убеждал Хрущева нанести по Америке превентивный ядерный удар.
Эти события вошли в историю под названием «Карибский кризис». Планета никогда еще не была так близка к апокалипсису. И в Москве, и в Вашингтоне хватало ястребов, которые призывали первыми открыть атомный ящик Пандоры, не дожидаясь, когда это сделает противник. Ситуацию решил поздний ночной звонок, во время которого два вождя обсудили происходящее напрямую.
И дали заднюю. Америка, в свою очередь, согласилась вывезти ракеты «Юпитер» из Турции. Может быть, и так. Но это могло быть похоже на детскую сказку, когда два козла встретились на перекладине перед пропастью.
Они проявили козлиную мудрость, и оба упали в пропасть. Вот в чем дело», — заявил вскоре после этого события Никита Хрущев. Карибский кризис стал переломным моментом холодной войны. Именно он спровоцировал появление в США мощного антивоенного движения, которое стало еще активнее во время Вьетнамской войны.
Осторожную политику избрали и в СССР. Вплоть до конца 1970-х годов сверхдержавы работали над разрядкой мировой напряженности. Но с приходом к власти в США Рональда Рейгана и после ввода советских войск в Афганистан гонка вооружений началась с новой силой. Эксперты до сих пор спорят, были ли «Звездные войны» реальной попыткой создать космическую защиту от советского ядерного оружия.
Хватает и тех, кто считает нашумевшие заявления Рейгана блефом с целью разогнать гонку вооружений и заставить Советский Союз подорвать свою экономику военными расходами. Русские играют с нами в шахматы, а мы с ними — в «Монополию». Вопрос в том, сумеют ли они поставить нам мат раньше, чем мы их обанкротим Джин Киркпатрикпредставитель США в ООН Вот только несмотря на надежды затянуть СССР как можно глубже в гонку вооружений, «Звездные войны» раскололи в первую очередь американскую элиту. Например, замминистра обороны Ричард Делойер буквально называл этот план бессмысленным.
По его мнению, против того количества ядерных ракет, которым располагал Советский Союз, бессильна любая противоракетная система. Несмотря на эти протесты, в конце 1983-го Рейган все же начал реализацию программы. Для гарантированного уничтожения межконтинентальных баллистических ракет МБР хотели использовать не только ракеты «земля-космос» и «воздух-космос», но и оружие на новых физических принципах — лучевое, электромагнитное, кинетическое. Началась разработка новых видов ракет, способных перехватывать боеголовки в космическом пространстве.
Даже спустя длительное время после прекращения прямого воздействия радиоактивных осадков будет сохраняться опасность, обусловленная высокой радиотоксичностью таких изотопов, как стронций-90. С продуктами питания, выращенными на загрязненных этим изотопом почвах, радиоактивность будет поступать в организм человека. Имея те же поражающие факторы, что и у ядерного оружия , термоядерное оружие имеет намного большую мощность взрыва. Теоретически она ограничена только количеством имеющихся в наличии компонентов.
Следует отметить, что радиоактивное заражение от термоядерного взрыва гораздо слабее, чем от атомного, особенно, по отношению к мощности взрыва. Это дало основания называть термоядерное оружие «чистым». Термин этот, появившийся в англоязычной литературе, к концу 70-х годов вышел из употребления. Общее описание Термоядерное взрывное устройство может быть построено, как с использованием жидкого дейтерия, так и газообразного сжатого.
Но появление термоядерного оружия стало возможным только благодаря разновидности гидрида лития - дейтериду лития-6. Это соединение тяжёлого изотопа водорода - дейтерия и изотопа лития с массовым числом 6. Дейтерид лития-6 - твёрдое вещество , которое позволяет хранить дейтерий обычное состояние которого в нормальных условиях - газ при плюсовых температурах, и, кроме того, второй его компонент - литий-6 - это сырьё для получения самого дефицитного изотопа водорода - трития. Собственно, 6 Li - единственный промышленный источник получения трития: В ранних термоядерных боеприпасах США использовался также и дейтерид природного лития, содержащего в основном изотоп лития с массовым числом 7.
Он также служит источником трития, но для этого нейтроны, участвующие в реакции, должны иметь энергию 10 МэВ и выше. Для того, чтобы создать необходимые для начала термоядерной реакции нейтроны и температуру порядка 50 млн градусов , в водородной бомбе сначала взрывается небольшая по мощности атомная бомба. Взрыв сопровождается резким ростом температуры, электромагнитным излучением , а также возникновением мощного потока нейтронов. В результате реакции нейтронов с изотопом лития образуется тритий.
Наличие дейтерия и трития при высокой температуре взрыва атомной бомбы инициирует термоядерную реакцию 234 , которая и дает основное выделение энергии при взрыве водородной термоядерной бомбы. Возникает третья фаза взрыва водородной бомбы. Подобным образом создается термоядерный взрыв практически неограниченной мощности. Дополнительным поражающим фактором является нейтронное излучение , возникающее в момент взрыва водородной бомбы.
Устройство термоядерного боеприпаса Термоядерные боеприпасы существуют как в виде авиационных бомб водородная или термоядерная бомба , так и боеголовок для баллистических и крылатых ракет. История СССР Первый советский проект термоядерного устройства напоминал слоеный пирог, в связи с чем получил условное наименование «Слойка». Проект был разработан в 1949 году еще до испытания первой советской ядерной бомбы Андреем Сахаровым и Виталием Гинзбургом и имел конфигурацию заряда, отличную от ныне известной раздельной схемы Теллера-Улама. В заряде слои расщепляющегося материала чередовались со слоями топлива синтеза - дейтерида лития в смеси с тритием «первая идея Сахарова».
Заряд синтеза, располагающийся вокруг заряда деления малоэффективно увеличивал общую мощность устройства современные устройства типа «Теллер-Улам» могут дать коэффициент умножения до 30 раз. Кроме того, области зарядов деления и синтеза перемежались с обычным взрывчатым веществом - инициатором первичной реакции деления, что дополнительно увеличивало необходимую массу обычной взрывчатки. Первое устройство типа «Слойка» было испытано в 1953 году, получив наименование на Западе «Джо-4» первые советские ядерные испытания получали кодовые наименования от американского прозвища Иосифа Джозефа Сталина «Дядя Джо». Расчёты показали, что разлёт непрореагировавшего материала препятствует увеличению мощности свыше 750 килотонн.
После проведения Соединенными Штатами испытаний «Иви Майк» в ноябре 1952, которые доказали возможность создания мегатонных бомб, Советский Союз стал разрабатывать другой проект. Как упоминал в своих мемуарах Андрей Сахаров, «вторая идея» была выдвинута Гинзбургом еще в ноябре 1948 года и предлагала использовать в бомбе дейтерид лития, который при облучении нейтронами образует тритий и высвобождает дейтерий. В конце 1953 года физик Виктор Давиденко предложил располагать первичный деление и вторичный синтез заряды в отдельных объемах, повторив таким образом схему Теллера-Улама. Следующий большой шаг был предложен и развит Сахаровом и Яковом Зельдовичем весной 1954.
Он подразумевал использовать рентгеновское излучение от реакции деления для сжатия дейтерида лития перед синтезом «лучевая имплозия». Дальнейшее развитие этой идеи подтвердило практическое отсутствие принципиальных ограничений на мощность термоядерных зарядов. Советский Союз продемонстрировал это испытаниями в октябре 1961 года, когда на Новой Земле была взорвана бомба мощностью 50 мегатонн, доставленная бомбардировщиком Ту-95. Это было самое мощное термоядерное устройство, когда-либо разработанное и испытанное на Земле.
Настолько мощное, что его практическое применение в качестве оружия теряло всякий смысл, даже с учетом того, что оно было испытано уже в виде готовой бомбы. США Идея бомбы с термоядерным синтезом, инициируемым атомным зарядом была предложена Энрико Ферми его коллеге Эдварду Теллеру еще в 1941 году , в самом начале Манхэттенского проекта. Значительную часть своей работы в ходе Манхэттенского проекта Теллер посвятил работе над проектом бомбы синтеза, в некоторой степени пренебрегая собственно атомной бомбой. Его ориентация на трудности и позиция «адвоката дьявола» в обсуждениях проблем заставили Оппенгеймера увести Теллера и других «проблемных» физиков на запасной путь.
Первые важные и концептуальные шаги к осуществлению проекта синтеза сделал сотрудник Теллера Станислав Улам. Для инициирования термоядерного синтеза Улам предложил сжимать термоядерное топливо до начала его нагрева, используя для этого факторы первичной реакции расщепления, а также разместить термоядерный заряд отдельно от первичного ядерного компонента бомбы. Эти предложения позволили перевести разработку термоядерного оружия в практическую плоскость. Исходя из этого, Теллер предположил, что рентгеновское и гамма излучение, порожденные первичным взрывом могут передать достаточно энергии во вторичный компонент, расположенный в общей оболочке с первичным, чтобы осуществить достаточную имплозию обжатие и инициировать термоядерную реакцию.
Позднее Теллер, его сторонники и противники обсуждали вклад Улама в теорию, лежащую в основе этого механизма. Две сверхдержавы несколько лет спорили о том, кто станет первым обладателем нового вида разрушительного оружия. В Москве хотели достичь ядерного паритета с Вашингтоном и вкладывали в гонку вооружений огромные средства. Впрочем, работы по созданию водородной бомбы начались не благодаря щедрому финансированию, а из-за донесений законспирированной агентуры в Америке.
В 1945 года в Кремле узнали о том, что в США идет подготовка к созданию нового оружия. Это была сверхбомба, проект которой получил название Super. Он передал Советскому Союзу конкретные сведения, которые касались секретных американских разработок сверхбомбы. К 1950 году проект Super был выброшен в корзину, так как западным ученым стало ясно, что такая схема нового оружия не может быть реализована.
Руководителем этой программы был Эдвард Теллер. В 1946 году Клаус Фукс и Джон развили идеи проекта Super и запатентовали собственную систему. Принципиально новым в ней был принцип радиоактивной имплозии. В СССР эту схему начали рассматривать несколько позже - в 1948 году.
В целом можно сказать, что на стартовом этапе полностью базировался на американских информации, полученной разведкой. Но, продолжая исследования уже на основе этих материалов, советские ученые заметно опередили своих западных коллег, то позволило СССР получить сначала первую, а потом и самую мощную термоядерную бомбу. В этом документе рассматривалась возможность использования бомбы с дейтерием. Данное выступление стало началом советской ядерной программы.
В 1946 году теоретические исследования тали проводиться в Институте химической физики. Первые результаты этой работы были обсуждены на одном из заседаний Научно-технического совета в Первом главном управлении. Еще через два года Лаврентий Берия поручил Курчатову и Харитону проанализировать материалы о системе фон Неймана, которые были доставлены в Советский Союз благодаря законспирированной агентуре на западе. Данные из этих документов дали дополнительный импульс исследованиям, благодаря которым родился проект РДС-6.
Подрыв произошел на атолле Энивотек, в Тихом океане. Устройство не могло использоваться в качестве оружия, так как производился с помощью дейтерия. Кроме того, оно отличалось огромным весом и габаритами. Такой снаряд просто нельзя было сбросить с самолета.
Испытание первой водородной бомбы было проведено советскими учеными. После того как в США узнали об успешном использовании РДС-6с, стало ясно что необходимо как можно быстрее сократить отставание от русских в гонке вооружений. Американское испытание прошло 1 марта 1954 года. В качестве полигона был выбран атолл Бикини на Маршалловых островах.
Тихоокеанские архипелаги выбирались не случайно. Здесь почти не было населения а те немногие люди, которые жили на близлежащих островах, были выселена накануне эксперимента. Самый разрушительный взрыв водородной бомбы американцев стал известен как «Кастл Браво». Мощность заряда оказалась в 2,5 раза выше предполагаемой.
Взрыв привел к радиационному заражению значительной площади множества островов и Тихого океана , что привело к скандалу и пересмотру ядерной программы. План был написан выдающимся физиком Андреем Сахаровым. Согласно этому решению, группа ученых под руководством Игоря Тамма отправилась в закрытый Арзамас-16. Специально для этого грандиозного проекта был подготовлен Семипалатинский полигон.
Перед тем как началось испытание водородной бомбы, там были установлены многочисленные измерительные, киносъемочные и регистрирующие приборы. Кроме того, по поручению ученых там появились почти две тысячи индикаторов. Область, которую затронуло испытание водородной бомбы, включала в себя 190 сооружений. Семипалатинский эксперимент был уникальным не только из-за нового вида оружия.
Использовались уникальные заборники, предназначенные для химических и радиоактивных проб. Их могла открыть только мощная ударная волна.
Идея термоядерного оружия, где ядра атомов сливаются, а не расщепляются, как в атомной бомбе, появилась не позднее 1941 года. Она пришла в головы двум физикам: Энрико Ферми и Эдварду Теллеру.
Примерно в то же время они стали участниками Манхэттенского проекта и помогли создать бомбы, позднее сброшенные на Хиросиму и Нагасаки. Сконструировать термоядерный боеприпас оказалось намного сложнее.