Принцип их работы немного отличается: если к взрыву атомной бомбы приводит распад ядра, то водородная бомба взрывается благодаря синтезу элементов с выделением колоссального количества энергии. В конструкции фон Неймана-Фукса уже заложено то, что стало основным принципом действия водородной бомбы: «радиационная имплозия». В принципе, водородная бомба основана на легком ядерном синтезе, также известном как термоядерный синтез. Одним из типов ядерного оружия является термоядерное оружие, которое многим из нас более известно под названием водородная бомба. Отметим, что реализация ключевого для водородной бомбы принципа сжатия термоядерной взрывчатки в «Слойке» был иным, чем в бомбе Теллера-Улама.
Принцип действия
- Как устроена водородная бомба
- Другие статьи в литературном дневнике:
- День рождения водородной бомбы
- Уроки водородной бомбы для мирного термоядерного синтеза
- Как устроена водородная бомба — Старый Русский Топ
Принцип действия термоядерного оружия
- Последствия взрыва водородной бомбы
- Водородная (термоядерная) бомба: испытания оружия массового поражения
- Водородная бомба и ядерная бомба отличия
- 60 лет назад водородная бомба помогла СССР достичь ядерного паритета с США
- Водородная (термоядерная) бомба: испытания оружия массового поражения
Уроки водородной бомбы для мирного термоядерного синтеза
Решением целого комплекса противоречий может стать развитие водородной энергетики, которой многие ученые прочат большое будущее. Водородная бомба (термоядерное оружие) — вид ядерного оружия, основанного на использовании энергии реакции ядерного синтеза легких элементов в более тяжелые. Получение нового химического соединения, позволившего создать водородную бомбу, показывает, что может быть в принципе создано еще более страшное оружие — кобальтовая бомба.
Смертельная гонка
- «Просите всё что угодно! Отказа не будет. Только дайте бомбу» | Статьи | Известия
- «Дитя не плачет — мать не разумеет»
- 60 лет назад водородная бомба помогла СССР достичь ядерного паритета с США - Российская газета
- Водородная бомба
- Что такое реакция слияния ядер?
ВОДОРОДНАЯ БОМБА
В принципе, водородная бомба основана на легком ядерном синтезе, также известном как термоядерный синтез. Получение нового химического соединения, позволившего создать водородную бомбу, показывает, что может быть в принципе создано еще более страшное оружие — кобальтовая бомба. Как работает термоядерная бомба и кто ее изобрел?
Как устроена водородная бомба
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 HБ 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.
Работа имела прямое отношение к атомному проекту, и Андрей Сахаров попал в спецгруппу Тамма, проверявшую выкладки по водородной бомбе коллектива Зельдовича. К тому моменту Андрей Сахаров предложил гетерогенную схему термоядерного заряда из слоев дейтерия и природного урана-238. При этом, как в схеме Теллера — Улама, дейтерий сжимался бы за счет имплозии из-за давления, создаваемого ионизированным ураном.
К схеме, получившей технико-документальное название «слойка», Сахаров пришел независимо от заокеанских конкурентов. С этими соображениями отлично гармонировала предложенная Виталием Гинзбургом идея использовать дейтерид лития-6 6LiD как твердое термоядерное горючее для реакции синтеза дейтерия и трития. Так был открыт путь к созданию компактных боевых термоядерных зарядов. Первый из них, РДС-6с, и был взорван на Семипалатинском полигоне 12 августа 1953 года. От «Айви Майка» заряд отличался готовностью к снаряжению спецбоеприпасов.
Мощность взрыва составила 400 кт. Это был колоссальный успех, и нужно отметить, что сведения об американском водородном заряде, полученные разведкой от британского ученого Клауса Фукса, при всей их важности оказались малоприменимыми для создания термоядерного оружия. А 22 ноября 1955 года Ту-16 на том же полигоне сбросил экспериментальную авиабомбу с РДС-37. Это был заряд, основанный на принципе радиационной имплозии первичного ядерного и термоядерного материала, заключенного в отдельный «слоеный», как в РДС-6с, вторичный модуль. Сжатие обеспечивалось рентгеновским излучением при взрыве первичного ядерного модуля.
Но и это еще не все. Корпус заряда был изготовлен из природного урана-238, и в этой бомбе энерговыделение в результате реакции синтеза дейтерия и трития суммировалось с энерговыделением от деления ядер урана-238. Мощность взрыва при испытании РДС-37 составила 1,6 Мт в тротиловом эквиваленте. Расчетная была 3 Мт, однако по соображениям безопасности ввели ограничение. А на объекты в Европе и Азии нацелились ракеты средней дальности Р-12.
Они несли двухмегатонные заряды типа РДС-37. Что касается американцев, то их первыми водородными бомбами, доставляемыми стратегическими бомбардировщиками типа B-36, были Mk-14 7 Мт и Mk-17 15 Mт , принятые на вооружение в 1954 году. Особенность бомб типа Mk-17 — система обеспечения безопасности эксплуатации, нашедшая применение и в термоядерных авиабоеприпасах: первичный атомный запал из делящегося материала вводился в тело бомбы на борту самолета перед сбросом. В арсенале ВВС США они продержались недолго, уступив место менее габаритным двухмегатонным Mk-15 и другим боеприпасам, порожденным гением Теллера со товарищи. Американские ученые быстро наверстали отставание от СССР в создании термоядерных боеприпасов.
И Нобель, и Шнобель В начале 1950-х в Штатах развернулась травля Оппенгеймера, которого обвинили в неблагонадежности и чуть ли не в антиамериканской деятельности. Теллер на слушаниях по делу Оппенгеймера выразился в том смысле, что его лояльность сомнений вроде бы и не вызывает, но лучше держать его подальше от государственных интересов.
Первую водородную бомбу, изготовленную под руководством гениального Сахарова, испытали на секретном полигоне Семипалатинска — и они, мягко говоря, впечатлили не только ученых, но и западных лазутчиков. Ударная волна Прямое разрушительное воздействие водородной бомбы — сильнейшая, обладающая высокой интенсивностью ударная волна. Ее мощность зависит от размера самой бомбы и той высоты, на которой произошла детонация заряда.
Тепловой эффект Водородная бомба всего в 20 мегатонн размеры самой большой испытанной на данный момент бомбы — 58 мегатонн создает огромное количество тепловой энергии: бетон плавился в радиусе пяти километров от места испытания снаряда. В девятикилометровом радиусе будет уничтожено все живое, не устоят ни техника, ни постройки. Диаметр воронки, образованной взрывом, превысит два километра, а глубина ее будет колебаться около пятидесяти метров. Огненный шар Самым зрелищным после взрыва покажется наблюдателям огромный огненный шар: пылающие бури, инициированные детонацией водородной бомбы, будут поддерживать себя сами, вовлекая в воронку все больше и больше горючего материала.
Американцы справились быстро. Её мощность составляла 10,4 мегатонны, что приблизительно в тысячу раз больше, чем Little Boy — атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму. Остров Элугелаб был полностью разрушен. Грибовидное облако поднялось на 41 километр. В историю американцы вошли как первые создатели водородной бомбы чем они, несомненно, очень гордятся , но это была не победа, а проигрыш.
Русские оказались умнее.
Как Сахаров и Теллер чуть не взорвали мир
Абсолютно все объекты, которые были построены на Семипалатинском полигоне, оказались уничтожены: танки перевернуты, от макетов жилых зданий остались лишь бетонные ошметки, а 100-тонные элементы моста отбросило на 150—200 м. Нервное спокойствие Официально об испытаниях первой водородной бомбы объявили лишь спустя восемь дней — 20 августа 1953 года — в газетах «Правда» и «Известия». Отечественную ядерную триаду ждут большие перемены «Вследствие осуществления в водородной бомбе мощной термоядерной реакции взрыв был большой силы, — писали «Известия». В той статье также отметили резонанс в зарубежных СМИ.
Многие считали, что обладание СССР таким мощным оружием является угрозой для мирового порядка. The New York Times делала акцент не на самом факте создания Советским Союзом бомбы, а на том, что США всего в течение полугода были безоговорочными лидерами гонки вооружений. Пока Запад переваривал информацию, союзный блок социалистических стран радовался новостям о новом оружии.
А СССР сначала разработал атомную бомбу, а потом и водородную. Не стоит забывать и про «мирные» проекты — атомные электростанции, ледоколы и так далее, — рассказал он «Известиям». В 50-х годах люди всего мира боялись новой войны, но, несмотря на рост напряжения, именно равновесие ядерного потенциала защищало Землю от катастрофы, указал эксперт.
Для России создание водородной бомбы определило будущее и стало главным гарантом собственной безопасности. Человечество не раз шло по пути от «ядерной эйфории» до «красной черты» и обратно — После создания советской водородной бомбы США не могли уже рассчитывать на превосходство в ядерном оружии, концепция ядерного сдерживания стала доминировать. И одновременно с этим Советский Союз стал наращивать количество своих ядерных боеголовок, — рассказал «Известиям» доктор исторических наук, заместитель директора Института российской истории РАН Сергей Журавлев.
Эксперт подчеркнул, что, кроме сдерживания блока НАТО, именно наработки по атомному и водородному оружию позволили использовать атом в мирных целях.
И Нобель, и Шнобель В начале 1950-х в Штатах развернулась травля Оппенгеймера, которого обвинили в неблагонадежности и чуть ли не в антиамериканской деятельности. Теллер на слушаниях по делу Оппенгеймера выразился в том смысле, что его лояльность сомнений вроде бы и не вызывает, но лучше держать его подальше от государственных интересов. Оппенгеймера лишили допуска, да и сам он, изрядно напуганный спецслужбами, дал показания о подозрительном поведении некоторых коллег.
Будучи отстраненным от ядерных оружейных дел, Оппенгеймер выглядел в глазах научного сообщества США жертвой, а вот Теллеру многие ученые объявили форменный бойкот, причем некоторые так его и не простили. Эдвард Теллер был убежденным антисоветчиком и милитаристом и в 1980-м поддержал рейгановскую Стратегическую оборонную инициативу по развертыванию глобальной системы противоракетной обороны США, ядро которой составил бы космический эшелон боевых средств, включая рентгеновские лазеры с ядерной накачкой. Ученый рисовал перспективы миниатюризации ядерных боеприпасов, расширяющей диапазон применения, и ни в грош не ставил теорию глобальной катастрофы — ядерной зимы. Нужно сказать, что и Андрей Сахаров не всегда был бескомпромиссным поборником мира, противником ядерных испытаний и сторонником разоружения: это пришло со временем. В период, когда у нас еще не было ракетных средств гарантированной доставки ядерных зарядов за океан, он предложил вооружать подводные лодки гигантскими торпедами с термоядерным зарядом катастрофической мощностью 100 Мт.
Война на море проиграна, если уничтожены порты, в этом нас заверяют моряки, — писал Сахаров. Одним из первых, с кем я обсуждал этот проект, был контр-адмирал Фомин. Он был шокирован «людоедским» характером проекта и заметил, что военные моряки привыкли бороться с вооруженным противником в открытом бою и что для него отвратительна сама мысль о таком массовом убийстве. Я устыдился и больше никогда ни с кем не обсуждал своего проекта». На самом деле упрек адмирала выглядел лицемерным.
Появившиеся в начале 1960-х у США и СССР атомные подлодки с баллистическими ракетами в ядерном снаряжении были совершенно «людоедскими». Да и стрельба по береговым объектам торпедами с ядерными боезарядами входит в перечень боевых задач, которые могут быть поставлены перед моряками атомного подводного флота. Ну а ответом на сахаровскую идею мирного сближения СССР и Запада стало предложение Теллера о создании глобальной системы защиты от ракетных ядерных ударов. Может быть, оно и не лишено логики, но сегодня, увы, до согласованного управления такой системой далеко. Вероятно, поэтому Сахаров был удостоен в 1975 году Нобелевской премии мира, а Теллер в 1991-м — пародийной Шнобелевской «за претворение в жизнь нового понимания мира».
Пародия пародией, но мир сегодня скорее теллеровский, чем сахаровский. Однако отцами глобального стратегического равновесия их вполне можно считать до сих пор. Теллер послужил одним из прототипов главного героя фильма Стенли Кубрика «Доктор Стрейнджлав, или Как я научился не волноваться и полюбил атомную бомбу». В 1984 году главред «Техники — молодежи» был уволен за публикацию романа «2010: Одиссея два». Захарченко не придал необходимого политического значения тому факту, что роман был посвящен автором, кроме космонавта Леонова, Сахарову».
Несмотря на секретность, окружавшую Сахарова, он был удостоен статьи в вышедшей в середине 1950-х БСЭ. Но без портрета и упоминания о заслугах в обороне страны.
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 4е8 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 HБ 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.
Это можно осуществить при очень высокой температуре — порядка нескольких миллионов кельвинов отсюда и название. Термоядерные реакции бывают трех видов: самоподдерживающиеся проходят в недрах звезд , управляемые и неуправляемые или взрывные — они используются в водородных бомбах. Статья по теме Северная Корея опубликовала видео успешных испытаний баллистической ракеты Идею бомбы с термоядерным синтезом, инициируемым атомным зарядом, предложил Энрико Ферми своему коллеге Эдварду Теллеру еще в 1941 году, в самом начале Манхэттенского проекта.
Однако тогда эта идея оказалась не востребована. Разработки Теллера усовершенствовал Станислав Улам, сделав идею термоядерной бомбы осуществимой на практике. В 1952 году на атолле Эниветок в ходе операции Ivy Mike испытали первое термоядерное взрывное устройство. Однако это был лабораторный образец, непригодный в боевых действиях. Год спустя Советский Союз взорвал первую в мире термоядерную бомбу, собранную по конструкции физиков Андрея Сахарова и Юлия Харитона. Устройство напоминало слоёный пирог, поэтому грозное оружие прозвали «Слойкой». В ходе дальнейших разработок на свет появилась самая мощная бомба на Земле, «Царь-бомба» или «Кузькина мать».
В октябре 1961 года ее испытали на архипелаге Новая Земля. Из чего делают термоядерные бомбы? Если вы думали, что водородные и термоядерные бомбы — это разные вещи, вы ошибались. Эти слова синонимичны. Именно водород а точнее, его изотопы — дейтерий и тритий требуется для проведения термоядерной реакции. Однако есть сложность: чтобы взорвать водородную бомбу, необходимо сначала в ходе обычного ядерного взрыва получить высокую температуру — лишь тогда атомные ядра начнут реагировать. Поэтому в случае с термоядерной бомбой большую роль играет конструкция.
Широко известны две схемы. Первая — сахаровская «слойка». В центре располагался ядерный детонатор, который был окружен слоями дейтерида лития в смеси с тритием, которые перемежались со слоями обогащенного урана. Такая конструкция позволяла достичь мощности в пределах 1 Мт. Вторая — американская схема Теллера — Улама, где ядерная бомба и изотопы водорода располагались раздельно. Выглядело это так: снизу — емкость со смесью жидких дейтерия и трития, по центру которой располагалась «свеча зажигания» — плутониевый стержень, а сверху — обычный ядерный заряд, и все это в оболочке из тяжелого металла например, обедненного урана. Быстрые нейтроны, образовавшиеся при взрыве, вызывают в урановой оболочке реакции деления атомов и добавляют энергию в общую энергию взрыва.
Надстраивание дополнительных слоев дейтерида лития урана-238 позволяет создавать снаряды неограниченной мощности. В 1953 году советский физик Виктор Давиденко случайно повторил идею Теллера — Улама, и на ее основе Сахаров придумал многоступенчатую схему, которая позволила создавать оружие небывалых мощностей. Именно по такой схеме работала «Кузькина мать». Какие еще бомбы бывают?
Водородная бомба
| Самая мощная бомба в мире. Какая бомба сильнее: вакуумная или термоядерная? | О том, что в СССР проведено успешное испытание термоядерного заряда (это произошло 12 августа 1953 года на Семипалатинском полигоне) и что на вооружение советской стратегической авиации приняты водородные бомбы, западным разведкам уже было известно. |
| Истинное происхождение советской водородной бомбы | Принцип действия «сухой» водородной бомбы открыли не Тамм, Сахаров и Гинзбург? |
| ВОДОРОДНАЯ БОМБА | Из истории создания водородной бомбы в США и СССР. |
| Термоядерное оружие: Как устроена водородная бомба | Что такое водородная бомба, как она устроена, принцип действия термоядерного заряда и когда проведены первые испытания в СССР — написано ниже. |
| Самая мощная бомба в мире. Какая бомба сильнее: вакуумная или термоядерная? | Как теперь известно, американская водородная бомба начинает свою историю с 1946 года. |
Как устроена водородная бомба
Принцип термоядерной реакции: Водородная бомба использует термоядерную реакцию, при которой происходит слияние легких ядер (обычно изотопов водорода) при высоких температурах и давлениях. Принцип работы атомной бомбы основан на явлении радиоактивного распада. Создание же водородной бомбы потребовало появления совершенно новых физических дисциплин: физики высокотемпературной плазмы и сверхвысоких давлений. миллионнократная миниатюризация водородных бомб до размера наперстка - ради применения термоядерных микровзрывов.
Как устроена водородная бомба
Получение нового химического соединения, позволившего создать водородную бомбу, показывает, что может быть в принципе создано еще более страшное оружие — кобальтовая бомба. В конструкции фон Неймана-Фукса уже заложено то, что стало основным принципом действия водородной бомбы: «радиационная имплозия». СССР начал разрабатывать термоядерную бомбу позднее — первая схема была предложена советскими разработчиками лишь в 1949 году.
Атомная, водородная и нейтронная бомбы
| ВС РФ применили самый мощный неядерный боеприпас за всё время СВО - что представляет собой ОДАБ | Как советские физики делали водородную бомбу, какие плюсы и минусы несло в себе это страшное оружие, читайте в рубрике «История науки». |
| Д.т.н. И.И.Никитчук. Термоядерный прорыв. К истории создания водородной бомбы в СССР | ВОДОРОДНАЯ БОМБА — оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. |
| Цунами высотой в 50 метров. Как работала «ядерная торпеда» Сахарова - Hi-Tech | Принцип работы Действие водородной бомбы основано на использовании энергии, выделяющейся при реакции термоядерного синтеза лёгких ядер. |