La bomba atómica y la bomba de hidrógeno son armas poderosas que utilizan reacciones nucleares como fuente de energía explosiva. Los científicos desarrollaron por primera vez tecnología de armas nucleares durante la Segunda Guerra Mundial.
Las bombas atómicas sólo se han utilizado dos veces en guerras reales, ambas por parte de Estados Unidos contra Japón al final de la Segunda Guerra Mundial. A la guerra le siguió un período de proliferación nuclear, y durante la Guerra Fría, Estados Unidos y la Unión Soviética lucharon por el dominio en la carrera armamentista nuclear mundial.
A continuación se describe qué es una bomba de hidrógeno, cómo funciona, el principio de funcionamiento de una carga termonuclear y cuándo se llevaron a cabo las primeras pruebas en la URSS.
¿Cómo funciona una bomba atómica?
Después de que los físicos alemanes Otto Hahn, Lise Meitner y Fritz Strassmann descubrieran el fenómeno de la fisión nuclear en Berlín en 1938, fue posible crear armas de extraordinaria potencia.
Cuando un átomo de material radiactivo se divide en átomos más ligeros, se produce una repentina y poderosa liberación de energía.
El descubrimiento de la fisión nuclear abrió la posibilidad de utilizar tecnología nuclear, incluidas armas.
Una bomba atómica es un arma que obtiene su energía explosiva únicamente de una reacción de fisión.
El principio de funcionamiento de una bomba de hidrógeno o carga termonuclear se basa en una combinación de fisión nuclear y fusión nuclear.
La fusión nuclear es otro tipo de reacción en la que los átomos más ligeros se combinan para liberar energía. Por ejemplo, como resultado de una reacción de fusión nuclear, se forma un átomo de helio a partir de átomos de deuterio y tritio, liberando energía.
Proyecto Manhattan
El Proyecto Manhattan fue el nombre en clave del proyecto estadounidense para desarrollar una bomba atómica práctica durante la Segunda Guerra Mundial. El Proyecto Manhattan se inició como respuesta a los esfuerzos de los científicos alemanes que habían estado trabajando en armas utilizando tecnología nuclear desde la década de 1930.
El 28 de diciembre de 1942, el presidente Franklin Roosevelt autorizó la creación del Proyecto Manhattan para reunir a varios científicos y oficiales militares que trabajaban en la investigación nuclear.
Gran parte del trabajo se realizó en Los Álamos, Nuevo México, bajo la dirección del físico teórico J. Robert Oppenheimer.
El 16 de julio de 1945, en un remoto lugar desértico cerca de Alamogordo, Nuevo México, se probó con éxito la primera bomba atómica, equivalente en potencia a 20 kilotones de TNT. La explosión de la bomba de hidrógeno creó una enorme nube en forma de hongo de unos 150 metros de altura y marcó el comienzo de la era atómica.
La única fotografía de la primera explosión atómica del mundo, tomada por el físico estadounidense Jack Aebi. Bebé y hombre gordo
Los científicos de Los Álamos habían desarrollado dos tipos diferentes de bombas atómicas en 1945: un arma a base de uranio llamada "Baby" y un arma a base de plutonio llamada "Fat Man".
Si bien la guerra en Europa terminó en abril, continuaron los combates en el Pacífico entre fuerzas japonesas y estadounidenses.
A finales de julio, el presidente Harry Truman pidió la rendición de Japón en la Declaración de Potsdam. La declaración prometía una "destrucción rápida y completa" si Japón no se rendía.
El 6 de agosto de 1945, Estados Unidos lanzó su primera bomba atómica desde un bombardero B-29 llamado Enola Gay sobre la ciudad japonesa de Hiroshima.
La explosión de "Baby" correspondió a 13 kilotones de TNT, arrasó cinco kilómetros cuadrados de la ciudad y mató instantáneamente a 80.000 personas. Más tarde, decenas de miles de personas morirían a causa de la exposición a la radiación.
Los japoneses continuaron luchando y Estados Unidos lanzó una segunda bomba atómica tres días después sobre la ciudad de Nagasaki. La explosión de Fat Man mató a unas 40.000 personas.
Citando el poder destructivo de la "nueva y más brutal bomba", el emperador japonés Hirohito anunció la rendición de su país el 15 de agosto, poniendo fin a la Segunda Guerra Mundial.
Guerra fría
En los años de la posguerra, Estados Unidos era el único país con armas nucleares. Al principio, la URSS no tenía suficientes avances científicos ni materias primas para crear ojivas nucleares.
Pero, gracias a los esfuerzos de los científicos soviéticos, los datos de inteligencia y el descubrimiento de fuentes regionales de uranio en Europa del Este, el 29 de agosto de 1949 la URSS probó su primera bomba nuclear. El dispositivo de la bomba de hidrógeno fue desarrollado por el académico Sajarov.
De las armas atómicas a las armas termonucleares
Estados Unidos respondió en 1950 lanzando un programa para desarrollar armas termonucleares más avanzadas. Comenzó la carrera armamentista de la Guerra Fría y las pruebas y la investigación nucleares se convirtieron en objetivos a gran escala para varios países, especialmente Estados Unidos y la Unión Soviética.
Este año, Estados Unidos detonó una bomba termonuclear con una potencia de 10 megatones de TNT.
1955 – La URSS respondió con su primera prueba termonuclear: sólo 1,6 megatones. Pero los principales éxitos del complejo militar-industrial soviético estaban por delante. Sólo en 1958, la URSS probó 36 bombas nucleares de diversas clases. Pero nada de lo que experimentó la Unión Soviética se compara con la Bomba del Zar.
Prueba y primera explosión de una bomba de hidrógeno en la URSS
En la mañana del 30 de octubre de 1961, un bombardero soviético Tu-95 despegó del aeródromo de Olenya en la península de Kola, en el extremo norte de Rusia.
El avión era una versión especialmente modificada que había entrado en servicio hace varios años: un enorme monstruo de cuatro motores encargado de transportar el arsenal nuclear soviético.
Versión modificada del TU-95 "Bear", especialmente preparada para la primera prueba de la Bomba Zar de hidrógeno en la URSS El Tu-95 llevaba una enorme bomba de 58 megatones, un dispositivo demasiado grande para caber dentro del compartimento de bombas del avión, donde normalmente se transportaban este tipo de municiones. La bomba, de 8 m de largo, tenía un diámetro de aproximadamente 2,6 my pesaba más de 27 toneladas y permaneció en la historia con el nombre de Tsar Bomba - "Tsar Bomba".
La Bomba Zar no era una bomba nuclear ordinaria. Fue el resultado de intensos esfuerzos de los científicos soviéticos para crear las armas nucleares más poderosas.
Tupolev alcanzó su objetivo: Novaya Zemlya, un archipiélago escasamente poblado en el mar de Barents, sobre los helados bordes del norte de la URSS.
La Bomba Zar explotó a las 11:32 hora de Moscú. Los resultados de las pruebas de una bomba de hidrógeno en la URSS demostraron toda la gama de factores dañinos de este tipo de arma. Antes de responder a la pregunta de qué es más poderosa, una bomba atómica o una de hidrógeno, debes saber que la potencia de esta última se mide en megatones, mientras que la de las bombas atómicas se mide en kilotones.
Radiación luminosa
En un abrir y cerrar de ojos, la bomba creó una bola de fuego de siete kilómetros de ancho. La bola de fuego latía por la fuerza de su propia onda de choque. El destello pudo verse a miles de kilómetros de distancia: en Alaska, Siberia y el norte de Europa.
Onda de choque
Las consecuencias de la explosión de la bomba de hidrógeno en Novaya Zemlya fueron catastróficas. En el pueblo de Severny, a unos 55 kilómetros de la Zona Cero, todas las casas quedaron completamente destruidas. Se informó que en territorio soviético, a cientos de kilómetros de la zona de la explosión, todo resultó dañado: casas destruidas, techos caídos, puertas dañadas, ventanas destruidas.
El alcance de una bomba de hidrógeno es de varios cientos de kilómetros.
Dependiendo de la potencia de carga y de los factores dañinos.
Los sensores registraron la onda expansiva mientras giraba alrededor de la Tierra no una, ni dos, sino tres veces. La onda sonora se registró cerca de la isla Dikson, a una distancia de unos 800 km.
Pulso electromagnético
Las comunicaciones por radio en todo el Ártico estuvieron interrumpidas durante más de una hora.
Radiación penetrante
La tripulación recibió una determinada dosis de radiación.
Contaminación radiactiva de la zona.
La explosión de la Tsar Bomba en Novaya Zemlya resultó ser sorprendentemente "limpia". Los inspectores llegaron al lugar de la explosión dos horas más tarde. El nivel de radiación en este lugar no representaba un gran peligro: no más de 1 mR/hora en un radio de sólo 2-3 km. Las razones fueron las características de diseño de la bomba y la explosión a una distancia suficientemente grande de la superficie.
Radiación térmica
A pesar de que el avión de transporte, recubierto con una pintura especial que refleja la luz y el calor, en el momento de la explosión se encontraba a 45 kilómetros de distancia, regresó a la base con importantes daños térmicos en la piel. En una persona desprotegida, la radiación provocaría quemaduras de tercer grado a una distancia de hasta 100 kilómetros.
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El hongo después de la explosión es visible a una distancia de 160 km, el diámetro de la nube en el momento del disparo es de 56 km. |
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Destello de la explosión de la Bomba Zar, de unos 8 km de diámetro |
El principio de funcionamiento de una bomba de hidrógeno.
Dispositivo de bomba de hidrógeno. La etapa primaria actúa como un interruptor - disparador. La reacción de fisión del plutonio en el gatillo inicia una reacción de fusión termonuclear en la etapa secundaria, en la que la temperatura dentro de la bomba alcanza instantáneamente los 300 millones de °C. Se produce una explosión termonuclear. La primera prueba de una bomba de hidrógeno conmocionó a la comunidad mundial por su poder destructivo.
Vídeo de una explosión en un sitio de pruebas nucleares.
Durante la construcción del polígono de pruebas nucleares en el polígono de Semipalatinsk, el 12 de agosto de 1953, tuve que sobrevivir a la explosión repentina de la primera bomba de hidrógeno del mundo con una potencia de 400 kilotones; La tierra tembló debajo de nosotros como agua. Pasó una ola de la superficie terrestre y nos elevó a una altura de más de un metro. Y estábamos a unos 30 kilómetros del epicentro de la explosión. Una ráfaga de ondas de aire nos arrojó al suelo. Lo rodé durante varios metros, como si fueran astillas de madera. Hubo un rugido salvaje. Un relámpago brilló deslumbrantemente. Inspiraron terror animal.
Cuando nosotros, observadores de esta pesadilla, nos levantamos, un hongo nuclear colgaba sobre nosotros. De él emanaba calor y se escuchó un crujido. Miré encantada el tallo de un hongo gigante. De repente, un avión voló hacia él y empezó a dar giros monstruosos. Pensé que era un piloto héroe tomando muestras de aire radiactivo. Entonces el avión se hundió en el tallo del hongo y desapareció... Fue asombroso y aterrador.
De hecho, en el campo de entrenamiento había aviones, tanques y otros equipos. Pero investigaciones posteriores demostraron que ni un solo avión tomó muestras de aire del hongo nuclear. ¿Fue esto realmente una alucinación? El misterio se resolvió más tarde. Me di cuenta de que se trataba de un efecto chimenea de proporciones gigantescas. No había aviones ni tanques en el campo después de la explosión. Pero los expertos creían que se evaporaban debido a las altas temperaturas. Creo que simplemente fueron absorbidos por el hongo de fuego. Mis observaciones e impresiones fueron confirmadas por otras pruebas.
El 22 de noviembre de 1955 se produjo una explosión aún más potente. La carga de la bomba de hidrógeno era de 600 kilotones. Preparamos el lugar para esta nueva explosión a 2,5 kilómetros del epicentro de la anterior explosión nuclear. La corteza radiactiva derretida de la Tierra fue enterrada inmediatamente en trincheras excavadas por excavadoras; Estaban preparando un nuevo lote de equipo que debía arder en la llama de una bomba de hidrógeno. El jefe de construcción del polígono de pruebas de Semipalatinsk fue R. E. Ruzanov. Dejó una evocadora descripción de esta segunda explosión.
Los residentes de "Bereg" (la ciudad residencial de los probadores), ahora la ciudad de Kurchatov, fueron despertados a las cinco de la mañana. Hacía -15°C. Todos fueron llevados al estadio. Las ventanas y puertas de las casas quedaron abiertas.
A la hora señalada apareció un avión gigante, acompañado de cazas.
El destello de la explosión se produjo de forma inesperada y aterradora. Ella era más brillante que el sol. El sol se ha oscurecido. Desapareció. Las nubes han desaparecido. El cielo se volvió negro y azul. Hubo un golpe de fuerza terrible. Llegó al estadio con los probadores. El estadio estaba a 60 kilómetros del epicentro. A pesar de esto, la ola de aire derribó a la gente y la arrojó decenas de metros hacia las gradas. Miles de personas murieron. Hubo un grito salvaje entre estas multitudes. Las mujeres y los niños gritaban. Todo el estadio se llenó de gemidos de dolor y dolor, que instantáneamente conmocionaron a la gente. El estadio con los probadores y los vecinos de la ciudad se ahogó en el polvo. La ciudad también era invisible desde el polvo. El horizonte donde estaba el campo de entrenamiento hervía en nubes de llamas. La pata del hongo atómico también parecía estar hirviendo. Ella se estaba moviendo. Parecía como si una nube hirviente estuviera a punto de acercarse al estadio y cubrirnos a todos. Se veía claramente cómo tanques, aviones y partes de estructuras destruidas especialmente construidas en el campo de entrenamiento comenzaron a ser arrastrados desde el suelo hacia la nube y desaparecieron en ella. El pensamiento me taladraba la cabeza: nosotros también seremos arrastrados a esta nube. ! Todos quedaron abrumados por el entumecimiento y el horror.
De repente, el tallo de un hongo nuclear se desprendió de la nube hirviente de arriba. La nube se elevó más y la pierna se hundió en el suelo. Sólo entonces la gente recobró el sentido. Todos corrieron a las casas. No había ventanas, puertas, techos ni pertenencias. Todo estaba esparcido. Los heridos durante las pruebas fueron recogidos apresuradamente y enviados al hospital...
Una semana después, los oficiales que llegaron del polígono de pruebas de Semipalatinsk hablaron en susurros sobre este monstruoso espectáculo. Sobre el sufrimiento que soportó la gente. Sobre tanques volando en el aire. Comparando estas historias con mis observaciones, me di cuenta de que había sido testigo de un fenómeno que se puede llamar efecto chimenea. Sólo que a escala gigantesca.
Durante la explosión de hidrógeno, enormes masas térmicas fueron arrancadas de la superficie de la tierra y desplazadas hacia el centro del hongo. Este efecto surgió debido a las monstruosas temperaturas producidas por una explosión nuclear. En la etapa inicial de la explosión la temperatura era de 30 mil grados centígrados. En la pata del hongo nuclear era de al menos 8 mil. Se produjo una enorme y monstruosa fuerza de succión que atrajo todos los objetos que se encontraban en el sitio de prueba hacia el epicentro de la explosión. Por tanto, el avión que vi durante la primera explosión nuclear no fue una alucinación. Simplemente fue arrastrado hacia el tallo del hongo, y allí hizo giros increíbles...
El proceso que observé durante la explosión de una bomba de hidrógeno es muy peligroso. No sólo por su alta temperatura, sino también por el efecto que entendí de la absorción de masas gigantescas, ya sea la capa de aire o agua de la Tierra.
Mis cálculos de 1962 demostraron que si un hongo nuclear perforara la atmósfera a gran altura, podría provocar una catástrofe planetaria. Cuando el hongo alcance una altura de 30 kilómetros, comenzará el proceso de succión de masas de agua y aire de la Tierra hacia el espacio. La aspiradora comenzará a funcionar como una bomba. La Tierra perderá sus capas de aire y agua junto con la biosfera. La humanidad perecerá.
Calculé que para este proceso apocalíptico basta una bomba atómica de sólo 2 mil kilotones, es decir, sólo tres veces la potencia de la segunda explosión de hidrógeno. Este es el escenario más simple creado por el hombre para la muerte de la humanidad.
Hubo un tiempo en que me prohibieron hablar de eso. Hoy considero mi deber hablar directa y abiertamente de la amenaza a la humanidad.
En la Tierra se han acumulado enormes reservas de armas nucleares. Los reactores de centrales nucleares están funcionando en todo el mundo. Pueden convertirse en presa de los terroristas. La explosión de estos objetos puede alcanzar una potencia superior a los 2 mil kilotones. Potencialmente, el escenario de la muerte de la civilización ya está preparado.
¿Qué se sigue de esto? Es necesario proteger las instalaciones nucleares de un posible terrorismo con tanto cuidado que sean completamente inaccesibles para él. De lo contrario, la catástrofe planetaria es inevitable.
Serguéi Alekseenko
participante de la construcción
Nuclear de Semipolatinsk
La bomba de hidrógeno o termonuclear se convirtió en la piedra angular de la carrera armamentista entre Estados Unidos y la URSS. Las dos superpotencias discutieron durante varios años sobre quién sería el primer propietario de un nuevo tipo de arma destructiva.
Proyecto de arma termonuclear
Al comienzo de la Guerra Fría, probar una bomba de hidrógeno era el argumento más importante para el liderazgo de la URSS en la lucha contra Estados Unidos. Moscú quería alcanzar la paridad nuclear con Washington e invirtió enormes cantidades de dinero en la carrera armamentista. Sin embargo, el trabajo para crear una bomba de hidrógeno no comenzó gracias a una generosa financiación, sino a los informes de agentes secretos en Estados Unidos. En 1945, el Kremlin se enteró de que Estados Unidos se estaba preparando para crear una nueva arma. Era una superbomba, cuyo proyecto se llamó Super.
La fuente de información valiosa fue Klaus Fuchs, un empleado del Laboratorio Nacional de Los Álamos en Estados Unidos. Proporcionó a la Unión Soviética información específica sobre el desarrollo secreto estadounidense de una superbomba. En 1950, el proyecto Super fue arrojado a la basura, cuando quedó claro para los científicos occidentales que un plan de armas tan nuevo no podía implementarse. El director de este programa fue Edward Teller.
En 1946, Klaus Fuchs y John desarrollaron las ideas del proyecto Super y patentaron su propio sistema. El principio de implosión radiactiva era fundamentalmente nuevo en él. En la URSS, este esquema comenzó a considerarse un poco más tarde, en 1948. En general, podemos decir que en la etapa inicial se basó completamente en la información estadounidense recibida por la inteligencia. Pero al continuar con la investigación basada en estos materiales, los científicos soviéticos estaban notablemente por delante de sus colegas occidentales, lo que permitió a la URSS obtener primero la primera bomba termonuclear y luego la más poderosa.
El 17 de diciembre de 1945, en una reunión de un comité especial creado bajo el Consejo de Comisarios del Pueblo de la URSS, los físicos nucleares Yakov Zeldovich, Isaac Pomeranchuk y Julius Hartion presentaron un informe "Uso de la energía nuclear de elementos ligeros". Este artículo examinó la posibilidad de utilizar una bomba de deuterio. Este discurso marcó el comienzo del programa nuclear soviético.
En 1946 se llevaron a cabo investigaciones teóricas en el Instituto de Física Química. Los primeros resultados de este trabajo fueron discutidos en una de las reuniones del Consejo Científico y Técnico de la Primera Dirección General. Dos años más tarde, Lavrenty Beria encargó a Kurchatov y Khariton que analizaran materiales sobre el sistema von Neumann, que fueron entregados a la Unión Soviética gracias a agentes secretos de Occidente. Los datos de estos documentos dieron un impulso adicional a la investigación que condujo al nacimiento del proyecto RDS-6.
"Evie Mike" y "Castillo Bravo"
El 1 de noviembre de 1952, los estadounidenses probaron el primer dispositivo termonuclear del mundo. Aún no era una bomba, pero ya era su componente más importante. La explosión se produjo en el atolón Enivotek, en el Océano Pacífico. y Stanislav Ulam (cada uno de ellos, en realidad, el creador de la bomba de hidrógeno) habían desarrollado recientemente un diseño de dos etapas, que los estadounidenses probaron. El dispositivo no podía utilizarse como arma, ya que estaba fabricado con deuterio. Además, se distinguía por su enorme peso y dimensiones. Un proyectil así simplemente no podría lanzarse desde un avión.
La primera bomba de hidrógeno fue probada por científicos soviéticos. Después de que Estados Unidos se enteró del uso exitoso de los RDS-6, quedó claro que era necesario cerrar la brecha con los rusos en la carrera armamentista lo más rápido posible. La prueba americana tuvo lugar el 1 de marzo de 1954. Se eligió el atolón Bikini en las Islas Marshall como lugar de prueba. Los archipiélagos del Pacífico no fueron elegidos por casualidad. Aquí casi no había población (y las pocas personas que vivían en las islas cercanas fueron desalojadas en vísperas del experimento).
La explosión de una bomba de hidrógeno más destructiva de los estadounidenses se conoció como Castle Bravo. La potencia de carga resultó ser 2,5 veces mayor de lo esperado. La explosión provocó la contaminación radiológica de una gran superficie (muchas islas y el Océano Pacífico), lo que provocó un escándalo y una revisión del programa nuclear.
Desarrollo de RDS-6
El proyecto de la primera bomba termonuclear soviética se llamó RDS-6. El plan fue redactado por el destacado físico Andrei Sakharov. En 1950, el Consejo de Ministros de la URSS decidió concentrar el trabajo en la creación de nuevas armas en el KB-11. Según esta decisión, un grupo de científicos dirigido por Igor Tamm se dirigió al cerrado Arzamas-16.
El polígono de pruebas de Semipalatinsk fue preparado especialmente para este grandioso proyecto. Antes de que comenzara la prueba de la bomba de hidrógeno, se instalaron allí numerosos instrumentos de medición, filmación y registro. Además, en nombre de los científicos, aparecieron allí casi dos mil indicadores. La zona afectada por la prueba de la bomba de hidrógeno incluía 190 estructuras.
El experimento de Semipalatinsk fue único no sólo por el nuevo tipo de arma. Se utilizaron tomas únicas diseñadas para muestras químicas y radiactivas. Sólo una poderosa onda de choque podría abrirlos. Los instrumentos de grabación y filmación se instalaron en estructuras fortificadas especialmente preparadas en la superficie y en búnkeres subterráneos.
Despertador
En 1946, Edward Teller, que trabajaba en Estados Unidos, desarrolló un prototipo del RDS-6. Se llama Despertador. Este dispositivo se propuso originalmente como alternativa al Super. En abril de 1947, se inició una serie de experimentos en el laboratorio de Los Álamos diseñados para estudiar la naturaleza de los principios termonucleares.
Los científicos esperaban la mayor liberación de energía de Alarm Clock. En otoño, Teller decidió utilizar deuteruro de litio como combustible para el dispositivo. Los investigadores aún no habían utilizado esta sustancia, pero esperaban que mejorara la eficiencia. Curiosamente, Teller ya señaló en sus notas la dependencia del programa nuclear del desarrollo futuro de los ordenadores. Esta técnica era necesaria para que los científicos pudieran realizar cálculos más precisos y complejos.
Alarm Clock y RDS-6 tenían mucho en común, pero también diferían en muchos aspectos. La versión americana no era tan práctica como la soviética debido a su tamaño. Heredó su gran tamaño del proyecto Super. Al final, los estadounidenses tuvieron que abandonar este desarrollo. Los últimos estudios se realizaron en 1954, tras lo cual quedó claro que el proyecto no era rentable.
Explosión de la primera bomba termonuclear
La primera prueba de una bomba de hidrógeno en la historia de la humanidad se produjo el 12 de agosto de 1953. Por la mañana apareció en el horizonte un destello brillante que cegó incluso a través de gafas protectoras. La explosión del RDS-6 resultó ser 20 veces más poderosa que una bomba atómica. El experimento se consideró exitoso. Los científicos lograron un importante avance tecnológico. Por primera vez se utilizó hidruro de litio como combustible. En un radio de 4 kilómetros desde el epicentro de la explosión, la ola destruyó todos los edificios.
Las pruebas posteriores de la bomba de hidrógeno en la URSS se basaron en la experiencia adquirida con el RDS-6. Esta arma destructiva no sólo era la más poderosa. Una ventaja importante de la bomba fue su compacidad. El proyectil fue colocado en un bombardero Tu-16. El éxito permitió a los científicos soviéticos adelantarse a los estadounidenses. En los Estados Unidos en ese momento había un dispositivo termonuclear del tamaño de una casa. No era transportable.
Cuando Moscú anunció que la bomba de hidrógeno de la URSS estaba lista, Washington cuestionó esta información. El principal argumento de los estadounidenses fue el hecho de que la bomba termonuclear debería fabricarse según el esquema Teller-Ulam. Se basó en el principio de implosión de radiación. Este proyecto se implementará en la URSS dos años después, en 1955.
El físico Andrei Sakharov hizo la mayor contribución a la creación del RDS-6. La bomba de hidrógeno fue una creación suya: fue él quien propuso las soluciones técnicas revolucionarias que permitieron completar con éxito las pruebas en el polígono de Semipalatinsk. El joven Sajarov se convirtió inmediatamente en académico de la Academia de Ciencias de la URSS, en Héroe del Trabajo Socialista y en ganador del Premio Stalin. Otros científicos también recibieron premios y medallas: Yuli Khariton, Kirill Shchelkin, Yakov Zeldovich, Nikolai Dukhov, etc. En 1953, la prueba de una bomba de hidrógeno demostró que la ciencia soviética puede superar lo que hasta hace poco parecía ficción y fantasía. Por lo tanto, inmediatamente después de la exitosa explosión del RDS-6, comenzó el desarrollo de proyectiles aún más poderosos.
RDS-37
El 20 de noviembre de 1955 se llevaron a cabo otras pruebas de una bomba de hidrógeno en la URSS. Esta vez fue en dos etapas y correspondió al esquema Teller-Ulam. La bomba RDS-37 estaba a punto de ser lanzada desde un avión. Sin embargo, cuando despegó quedó claro que las pruebas tendrían que realizarse en una situación de emergencia. Contrariamente a lo que pronosticaban los meteorólogos, el tiempo empeoró notablemente, por lo que densas nubes cubrieron el campo de entrenamiento.
Por primera vez, los expertos se vieron obligados a aterrizar un avión con una bomba termonuclear a bordo. Durante algún tiempo hubo una discusión en el Puesto de Mando Central sobre qué hacer a continuación. Se consideró la propuesta de lanzar una bomba en las montañas cercanas, pero esta opción fue rechazada por considerarla demasiado arriesgada. Mientras tanto, el avión seguía dando vueltas cerca del lugar de la prueba y se estaba quedando sin combustible.
Zeldovich y Sajarov tuvieron la última palabra. Una bomba de hidrógeno que hubiera explotado fuera del lugar de pruebas habría provocado un desastre. Los científicos comprendieron el alcance total del riesgo y su propia responsabilidad, y aun así dieron confirmación por escrito de que el avión sería seguro para aterrizar. Finalmente, el comandante de la tripulación del Tu-16, Fyodor Golovashko, recibió la orden de aterrizar. El aterrizaje fue muy suave. Los pilotos demostraron todas sus habilidades y no entraron en pánico en una situación crítica. La maniobra fue perfecta. El Puesto de Comando Central dio un suspiro de alivio.
El creador de la bomba de hidrógeno, Sajarov, y su equipo sobrevivieron a las pruebas. El segundo intento estaba previsto para el 22 de noviembre. Ese día todo transcurrió sin situaciones de emergencia. La bomba fue lanzada desde una altura de 12 kilómetros. Mientras caía el proyectil, el avión logró alejarse a una distancia segura del epicentro de la explosión. Unos minutos más tarde, el hongo nuclear alcanzó una altura de 14 kilómetros y su diámetro era de 30 kilómetros.
La explosión no estuvo exenta de incidentes trágicos. La onda expansiva rompió cristales a una distancia de 200 kilómetros, provocando varios heridos. Una niña que vivía en un pueblo vecino también murió cuando el techo se desplomó sobre ella. Otra víctima fue un soldado que se encontraba en una zona de detención especial. El soldado se quedó dormido en el refugio y murió asfixiado antes de que sus compañeros pudieran sacarlo.
Desarrollo de la Bomba Zar
En 1954, los mejores físicos nucleares del país, bajo el liderazgo, comenzaron a desarrollar la bomba termonuclear más poderosa de la historia de la humanidad. En este proyecto también participaron Andrei Sajarov, Viktor Adamsky, Yuri Babaev, Yuri Smirnov, Yuri Trutnev, etc. Debido a su potencia y tamaño, la bomba pasó a ser conocida como la "Bomba del Zar". Los participantes del proyecto recordaron más tarde que esta frase apareció después de la famosa declaración de Jruschov sobre la "madre de Kuzka" en la ONU. Oficialmente, el proyecto se llamó AN602.
Durante siete años de desarrollo, la bomba pasó por varias reencarnaciones. Al principio, los científicos planearon utilizar componentes procedentes del uranio y de la reacción de Jekyll-Hyde, pero luego hubo que abandonar esta idea debido al peligro de contaminación radiactiva.
Prueba en Nueva Zembla
Durante algún tiempo, el proyecto Tsar Bomba estuvo congelado, ya que Jruschov se iba a los Estados Unidos y hubo una breve pausa en la Guerra Fría. En 1961, el conflicto entre los países estalló nuevamente y Moscú volvió a recordar las armas termonucleares. Jruschov anunció las próximas pruebas en octubre de 1961 durante el XXII Congreso del PCUS.
El día 30, un Tu-95B con una bomba a bordo despegó de Olenya y se dirigió a Novaya Zemlya. El avión tardó dos horas en llegar a su destino. Otra bomba de hidrógeno soviética fue lanzada a una altitud de 10,5 mil metros sobre el polígono de pruebas nucleares de Sukhoi Nos. El proyectil explotó mientras aún estaba en el aire. Apareció una bola de fuego que alcanzó un diámetro de tres kilómetros y casi tocó el suelo. Según los cálculos de los científicos, la onda sísmica de la explosión atravesó el planeta tres veces. El impacto se sintió a mil kilómetros de distancia, y todo lo que viviera a una distancia de cien kilómetros podría sufrir quemaduras de tercer grado (esto no sucedió, ya que la zona estaba deshabitada).
En ese momento, la bomba termonuclear estadounidense más poderosa era cuatro veces menos poderosa que la Bomba Zar. Los dirigentes soviéticos quedaron satisfechos con el resultado del experimento. Moscú obtuvo lo que quería de la próxima bomba de hidrógeno. La prueba demostró que la URSS tenía armas mucho más poderosas que Estados Unidos. Posteriormente, el récord destructivo de la “Bomba Zar” nunca se rompió. La explosión de la bomba de hidrógeno más poderosa fue un hito importante en la historia de la ciencia y la Guerra Fría.
Armas termonucleares de otros países.
El desarrollo británico de la bomba de hidrógeno comenzó en 1954. El director del proyecto fue William Penney, que anteriormente había participado en el Proyecto Manhattan en Estados Unidos. Los británicos tenían migajas de información sobre la estructura de las armas termonucleares. Los aliados estadounidenses no compartieron esta información. En Washington se refirieron a la ley de energía atómica aprobada en 1946. La única excepción para los británicos fue el permiso para observar las pruebas. También utilizaron aviones para recolectar muestras dejadas por las explosiones de proyectiles estadounidenses.
Al principio, Londres decidió limitarse a crear una bomba atómica muy potente. Así comenzaron los juicios del Orange Messenger. Durante ellos se lanzó la bomba no termonuclear más poderosa de la historia de la humanidad. Su desventaja era su coste excesivo. El 8 de noviembre de 1957 se probó una bomba de hidrógeno. La historia de la creación del dispositivo británico de dos etapas es un ejemplo de progreso exitoso en condiciones de quedar rezagados con respecto a dos superpotencias que estaban discutiendo entre sí.
La bomba de hidrógeno apareció en China en 1967 y en Francia en 1968. Así, hoy en día hay cinco estados en el club de países que poseen armas termonucleares. La información sobre la bomba de hidrógeno en Corea del Norte sigue siendo controvertida. El jefe de la RPDC afirmó que sus científicos lograron desarrollar tal proyectil. Durante las pruebas, sismólogos de diferentes países registraron la actividad sísmica provocada por una explosión nuclear. Pero todavía no hay información concreta sobre la bomba de hidrógeno en la RPDC.
Muchos de nuestros lectores asocian la bomba de hidrógeno con una atómica, solo que mucho más poderosa. De hecho, se trata de un arma fundamentalmente nueva, que para su creación requirió esfuerzos intelectuales desproporcionadamente grandes y funciona según principios físicos fundamentalmente diferentes.
"Soplo"
bomba moderna
Lo único que tienen en común las bombas atómicas y de hidrógeno es que ambas liberan una energía colosal escondida en el núcleo atómico. Esto se puede hacer de dos maneras: dividir núcleos pesados, por ejemplo, uranio o plutonio, en otros más ligeros (reacción de fisión) o forzar la fusión de los isótopos de hidrógeno más ligeros (reacción de fusión). Como resultado de ambas reacciones, la masa del material resultante es siempre menor que la masa de los átomos originales. Pero la masa no puede desaparecer sin dejar rastro: se convierte en energía según la famosa fórmula de Einstein E=mc2.
bomba atómica
Para crear una bomba atómica, una condición necesaria y suficiente es obtener material fisionable en cantidades suficientes. El trabajo requiere bastante mano de obra, pero poco intelectual y se acerca más a la industria minera que a la alta ciencia. Los principales recursos para la creación de tales armas se gastan en la construcción de minas gigantes de uranio y plantas de enriquecimiento. Una prueba de la simplicidad del dispositivo es el hecho de que pasó menos de un mes entre la producción del plutonio necesario para la primera bomba y la primera explosión nuclear soviética.
Recordemos brevemente el principio de funcionamiento de una bomba de este tipo, conocido en un curso de física escolar. Se basa en la propiedad del uranio y de algunos elementos transuránicos, por ejemplo el plutonio, de liberar más de un neutrón durante la desintegración. Estos elementos pueden desintegrarse espontáneamente o bajo la influencia de otros neutrones.
El neutrón liberado puede abandonar el material radiactivo o puede chocar con otro átomo, provocando otra reacción de fisión. Cuando se excede una cierta concentración de una sustancia (masa crítica), la cantidad de neutrones recién nacidos, que causan una mayor fisión del núcleo atómico, comienza a exceder la cantidad de núcleos en descomposición. La cantidad de átomos en descomposición comienza a crecer como una avalancha, dando lugar a nuevos neutrones, es decir, se produce una reacción en cadena. Para el uranio-235, la masa crítica es de unos 50 kg, para el plutonio-239, 5,6 kg. Es decir, una bola de plutonio que pesa un poco menos de 5,6 kg es simplemente una pieza de metal caliente, y una masa de un poco más dura sólo unos pocos nanosegundos.
El funcionamiento real de la bomba es sencillo: tomamos dos hemisferios de uranio o plutonio, cada uno ligeramente menor que la masa crítica, los colocamos a una distancia de 45 cm, los cubrimos con explosivos y los detonamos. El uranio o el plutonio se sinteriza en un trozo de masa supercrítica y comienza una reacción nuclear. Todo. Hay otra forma de iniciar una reacción nuclear: comprimir un trozo de plutonio con una poderosa explosión: la distancia entre los átomos disminuirá y la reacción comenzará con una masa crítica más baja. Todos los detonadores atómicos modernos funcionan según este principio.
Los problemas con la bomba atómica comienzan desde el momento en que queremos aumentar la potencia de la explosión. No basta con aumentar el material fisionable: tan pronto como su masa alcanza una masa crítica, detona. Se inventaron varios esquemas ingeniosos, por ejemplo, para hacer una bomba no de dos partes, sino de muchas, lo que hizo que la bomba comenzara a parecerse a una naranja destripada, y luego la ensamblara en una sola pieza con una explosión, pero aún así, con un poder. de más de 100 kilotones, los problemas se volvieron insuperables.
bomba H
Pero el combustible para la fusión termonuclear no tiene una masa crítica. Aquí el Sol, lleno de combustible termonuclear, cuelga sobre nuestras cabezas, en su interior se ha producido una reacción termonuclear durante miles de millones de años y nada explota. Además, durante la reacción de síntesis de, por ejemplo, deuterio y tritio (isótopo pesado y superpesado del hidrógeno), se libera energía 4,2 veces más que durante la combustión de la misma masa de uranio-235.
Fabricar la bomba atómica fue un proceso más experimental que teórico. La creación de una bomba de hidrógeno requirió la aparición de disciplinas físicas completamente nuevas: la física del plasma a alta temperatura y presiones ultraaltas. Antes de comenzar a construir una bomba, era necesario comprender a fondo la naturaleza de los fenómenos que ocurren sólo en el núcleo de las estrellas. Ningún experimento pudo ayudar en este caso: las herramientas de los investigadores fueron sólo la física teórica y las matemáticas superiores. No es casualidad que un papel gigantesco en el desarrollo de armas termonucleares pertenezca a los matemáticos: Ulam, Tikhonov, Samarsky, etc.
Súper clásico
A finales de 1945, Edward Teller propuso el primer diseño de bomba de hidrógeno, llamado "superclásico". Para crear la monstruosa presión y temperatura necesarias para iniciar la reacción de fusión, se suponía que se utilizaría una bomba atómica convencional. El “súper clásico” en sí era un cilindro largo lleno de deuterio. También se proporcionó una cámara de "ignición" intermedia con una mezcla de deuterio y tritio: la reacción de síntesis de deuterio y tritio comienza a una presión más baja. Por analogía con el fuego, se suponía que el deuterio desempeñaba el papel de leña, una mezcla de deuterio y tritio, un vaso de gasolina y una bomba atómica, una cerilla. Este esquema se llamó "pipa", una especie de cigarro con un encendedor atómico en un extremo. Los físicos soviéticos comenzaron a desarrollar la bomba de hidrógeno utilizando el mismo esquema.
Sin embargo, el matemático Stanislav Ulam, utilizando una regla de cálculo común, le demostró a Teller que una reacción de fusión de deuterio puro en un "super" es casi imposible, y que la mezcla requeriría tal cantidad de tritio que para producirla sería necesario Será necesario congelar prácticamente la producción de plutonio apto para armas en Estados Unidos.
Hojaldre con azúcar
A mediados de 1946, Teller propuso otro diseño de bomba de hidrógeno: el "reloj despertador". Consistía en capas esféricas alternas de uranio, deuterio y tritio. Durante la explosión nuclear de la carga central de plutonio, se crearon la presión y la temperatura necesarias para el inicio de una reacción termonuclear en otras capas de la bomba. Sin embargo, el “reloj de alarma” requería un iniciador atómico de alta potencia, y Estados Unidos (así como la URSS) tuvieron problemas para producir uranio y plutonio aptos para armas.
En el otoño de 1948, Andrei Sajarov llegó a un plan similar. En la Unión Soviética el diseño se llamaba “sloyka”. Para la URSS, que no tuvo tiempo de producir uranio-235 y plutonio-239 aptos para armas en cantidades suficientes, la pasta de hojaldre de Sajarov era una panacea. Y he aquí por qué.
En una bomba atómica convencional, el uranio-238 natural no sólo es inútil (la energía de los neutrones durante la desintegración no es suficiente para iniciar la fisión), sino también dañino porque absorbe con entusiasmo los neutrones secundarios, ralentizando la reacción en cadena. Por lo tanto, el 90% del uranio apto para armas se compone del isótopo uranio-235. Sin embargo, los neutrones resultantes de la fusión termonuclear son 10 veces más energéticos que los neutrones de fisión, y el uranio-238 natural irradiado con tales neutrones comienza a fisionarse de manera excelente. La nueva bomba hizo posible utilizar como explosivo el uranio-238, que anteriormente se consideraba un producto de desecho.
Lo más destacado de la “pasta de hojaldre” de Sajarov fue también el uso de una sustancia cristalina de luz blanca, el deuteruro de litio 6LiD, en lugar de tritio, que tiene una deficiencia aguda.
Como se mencionó anteriormente, una mezcla de deuterio y tritio se enciende mucho más fácilmente que el deuterio puro. Sin embargo, aquí terminan las ventajas del tritio y solo quedan desventajas: en su estado normal, el tritio es un gas, lo que provoca dificultades de almacenamiento; El tritio es radiactivo y se descompone en helio-3 estable, que consume activamente los muy necesarios neutrones rápidos, lo que limita la vida útil de la bomba a unos pocos meses.
El deutruro de litio no radiactivo, cuando se irradia con neutrones de fisión lenta, consecuencia de la explosión de una mecha atómica, se convierte en tritio. Así, la radiación de la explosión atómica primaria produce instantáneamente una cantidad suficiente de tritio para una reacción termonuclear adicional, y el deuterio está inicialmente presente en el deuteruro de litio.
Precisamente una bomba de este tipo, la RDS-6, se probó con éxito el 12 de agosto de 1953 en la torre del polígono de pruebas de Semipalatinsk. La potencia de la explosión fue de 400 kilotones y todavía se debate si se trató de una verdadera explosión termonuclear o de una atómica superpoderosa. Después de todo, la reacción de fusión termonuclear en la pasta de hojaldre de Sajarov no representó más del 20% de la potencia total de carga. La principal contribución a la explosión fue la reacción de desintegración del uranio-238 irradiado por neutrones rápidos, gracias a la cual las RDS-6 abrieron la era de las llamadas bombas "sucias".
El hecho es que la principal contaminación radiactiva proviene de los productos de desintegración (en particular, estroncio-90 y cesio-137). Esencialmente, el “hojaldre” de Sajarov era una bomba atómica gigante, sólo ligeramente mejorada por una reacción termonuclear. No es casualidad que una sola explosión de "hojaldre" haya producido el 82% del estroncio-90 y el 75% del cesio-137, que entraron en la atmósfera durante toda la historia del polígono de Semipalatinsk.
bombas americanas
Sin embargo, fueron los estadounidenses los primeros en detonar la bomba de hidrógeno. El 1 de noviembre de 1952, el dispositivo termonuclear Mike, con una potencia de 10 megatones, fue probado con éxito en el atolón Elugelab en el Océano Pacífico. Sería difícil llamar bomba a un dispositivo estadounidense de 74 toneladas. "Mike" era un dispositivo voluminoso del tamaño de una casa de dos pisos, lleno de deuterio líquido a una temperatura cercana al cero absoluto (el "hojaldre" de Sajarov era un producto completamente transportable). Sin embargo, lo más destacado de "Mike" no fue su tamaño, sino el ingenioso principio de comprimir explosivos termonucleares.
Recordemos que la idea principal de una bomba de hidrógeno es crear condiciones para la fusión (presión y temperatura ultraaltas) mediante una explosión nuclear. En el esquema de "bocanada", la carga nuclear está ubicada en el centro y, por lo tanto, no comprime el deuterio sino que lo dispersa hacia afuera; aumentar la cantidad de explosivo termonuclear no conduce a un aumento de potencia, simplemente no tener tiempo para detonar. Esto es precisamente lo que limita el poder máximo de este plan: la "bocanada" más poderosa del mundo, el Orange Herald, volado por los británicos el 31 de mayo de 1957, produjo sólo 720 kilotones.
Sería ideal si pudiéramos hacer explotar la mecha atómica del interior, comprimiendo el explosivo termonuclear. ¿Pero cómo hacer esto? Edward Teller propuso una idea brillante: comprimir el combustible termonuclear no con energía mecánica y flujo de neutrones, sino con la radiación de la mecha atómica primaria.
En el nuevo diseño de Teller, la unidad atómica iniciadora estaba separada de la unidad termonuclear. Cuando se activó la carga atómica, la radiación de rayos X precedió a la onda de choque y se extendió a lo largo de las paredes del cuerpo cilíndrico, evaporándose y convirtiendo el revestimiento interior de polietileno del cuerpo de la bomba en plasma. El plasma, a su vez, volvió a emitir rayos X más suaves, que fueron absorbidos por las capas externas del cilindro interno de uranio-238, el "empujador". Las capas comenzaron a evaporarse explosivamente (este fenómeno se llama ablación). El plasma de uranio caliente se puede comparar con los chorros de un motor de cohete superpotente, cuyo empuje se dirige hacia un cilindro con deuterio. El cilindro de uranio colapsó y la presión y temperatura del deuterio alcanzaron un nivel crítico. La misma presión comprimió el tubo central de plutonio hasta una masa crítica y detonó. La explosión de la mecha de plutonio presionó el deuterio desde el interior, comprimiendo y calentando aún más el explosivo termonuclear, que detonó. Una intensa corriente de neutrones divide los núcleos de uranio-238 en el "empujador", provocando una reacción de desintegración secundaria. Todo esto logró suceder antes del momento en que la onda expansiva de la explosión nuclear primaria alcanzara la unidad termonuclear. El cálculo de todos estos acontecimientos, que ocurrieron en milmillonésimas de segundo, requirió la capacidad intelectual de los matemáticos más fuertes del planeta. Los creadores de "Mike" no experimentaron horror por la explosión de 10 megatones, sino un deleite indescriptible: lograron no solo comprender los procesos que en el mundo real ocurren solo en los núcleos de las estrellas, sino también probar experimentalmente sus teorías estableciendo su propia pequeña estrella en la Tierra.
Bravo
Habiendo superado a los rusos en la belleza del diseño, los estadounidenses no pudieron hacer que su dispositivo fuera compacto: utilizaron deuterio líquido sobreenfriado en lugar del deuteruro de litio en polvo de Sajarov. En Los Álamos reaccionaron al “hojaldre” de Sajarov con un poco de envidia: “en lugar de una vaca enorme con un cubo de leche cruda, los rusos usan una bolsa de leche en polvo”. Sin embargo, ambas partes no lograron ocultarse secretos entre sí. El 1 de marzo de 1954, cerca del atolón Bikini, los estadounidenses probaron una bomba "Bravo" de 15 megatones utilizando deuteruro de litio, y el 22 de noviembre de 1955, la primera bomba termonuclear soviética de dos etapas RDS-37 con una potencia de 1,7 megatones. explotó sobre el polígono de pruebas de Semipalatinsk, demoliendo casi la mitad del polígono de pruebas. Desde entonces, el diseño de la bomba termonuclear ha sufrido cambios menores (por ejemplo, apareció un escudo de uranio entre la bomba iniciadora y la carga principal) y se ha vuelto canónico. Y no quedan en el mundo más misterios de la naturaleza a gran escala que puedan resolverse con un experimento tan espectacular. Quizás el nacimiento de una supernova.
Bomba de hidrógeno
Armas termonucleares- un tipo de arma de destrucción masiva, cuyo poder destructivo se basa en el uso de la energía de la reacción de fusión nuclear de elementos ligeros en otros más pesados (por ejemplo, la síntesis de dos núcleos de átomos de deuterio (hidrógeno pesado) en un núcleo de un átomo de helio), que libera una cantidad colosal de energía. Al tener los mismos factores destructivos que las armas nucleares, las armas termonucleares tienen un poder explosivo mucho mayor. En teoría, está limitado únicamente por la cantidad de componentes disponibles. Cabe señalar que la contaminación radiactiva de una explosión termonuclear es mucho más débil que la de una explosión atómica, especialmente en relación con el poder de la explosión. Esto dio motivos para calificar de “limpias” las armas termonucleares. Este término, que apareció en la literatura de lengua inglesa, dejó de utilizarse a finales de los años 70.
Descripción general
Se puede construir un dispositivo explosivo termonuclear utilizando deuterio líquido o deuterio gaseoso comprimido. Pero la aparición de armas termonucleares sólo fue posible gracias a un tipo de hidruro de litio: el deuteruro de litio-6. Es un compuesto de un isótopo pesado de hidrógeno, el deuterio, y un isótopo de litio con un número másico de 6.
El deuteruro de litio-6 es una sustancia sólida que permite almacenar deuterio (cuyo estado habitual en condiciones normales es gas) a temperaturas positivas y, además, su segundo componente, el litio-6, es la materia prima para producir el El isótopo más escaso del hidrógeno es el tritio. En realidad, 6 Li es la única fuente industrial de tritio:
Las primeras municiones termonucleares estadounidenses también utilizaban deuteruro de litio natural, que contiene principalmente un isótopo de litio con un número másico de 7. También sirve como fuente de tritio, pero para ello los neutrones implicados en la reacción deben tener una energía de 10 MeV o más alto.
Para crear los neutrones y la temperatura (unos 50 millones de grados) necesarios para iniciar una reacción termonuclear, primero explota una pequeña bomba atómica en una bomba de hidrógeno. La explosión va acompañada de un fuerte aumento de temperatura, radiación electromagnética y la aparición de un poderoso flujo de neutrones. Como resultado de la reacción de neutrones con un isótopo de litio, se forma tritio.
La presencia de deuterio y tritio a la alta temperatura de explosión de una bomba atómica inicia una reacción termonuclear (234), que produce la principal liberación de energía durante la explosión de una bomba de hidrógeno (termonuclear). Si el cuerpo de la bomba está hecho de uranio natural, los neutrones rápidos (que se llevan el 70% de la energía liberada durante la reacción (242)) provocan en él una nueva reacción de fisión en cadena incontrolada. Se produce la tercera fase de la explosión de la bomba de hidrógeno. De manera similar se crea una explosión termonuclear de potencia prácticamente ilimitada.
Un factor perjudicial adicional es la radiación de neutrones, que se produce durante la explosión de una bomba de hidrógeno.
Dispositivo de munición termonuclear
Las municiones termonucleares existen tanto en forma de bombas aéreas ( hidrógeno o bomba termonuclear), y ojivas para misiles balísticos y de crucero.
Historia
URSS
El primer proyecto soviético de un dispositivo termonuclear se parecía a un pastel de capas y, por lo tanto, recibió el nombre en clave "Sloyka". El diseño fue desarrollado en 1949 (incluso antes de las pruebas de la primera bomba nuclear soviética) por Andrei Sakharov y Vitaly Ginzburg y tenía una configuración de carga diferente del ahora famoso diseño dividido Teller-Ulam. En la carga, capas de material fisionable se alternaban con capas de combustible de fusión: deuteruro de litio mezclado con tritio (“la primera idea de Sájarov”). La carga de fusión colocada alrededor de la carga de fisión no fue eficaz para aumentar la potencia total del dispositivo (los dispositivos modernos de Teller-Ulam pueden proporcionar un factor multiplicador de hasta 30 veces). Además, las áreas de cargas de fisión y fusión se intercalaron con un explosivo convencional, el iniciador de la reacción de fisión primaria, que aumentó aún más la masa requerida de explosivos convencionales. El primer dispositivo del tipo "Sloika" se probó en 1953 y recibió el nombre de "Joe-4" en Occidente (las primeras pruebas nucleares soviéticas recibieron nombres en clave del apodo estadounidense de Joseph (Joseph) Stalin "Tío Joe"). La potencia de explosión equivalía a 400 kilotones con una eficiencia de sólo el 15 - 20%. Los cálculos han demostrado que la dispersión del material sin reaccionar impide un aumento de potencia más allá de los 750 kilotones.
Después de que Estados Unidos realizara las pruebas Ivy Mike en noviembre de 1952, que demostraron la posibilidad de crear bombas de megatones, la Unión Soviética comenzó a desarrollar otro proyecto. Como mencionó Andrei Sajarov en sus memorias, la "segunda idea" fue propuesta por Ginzburg en noviembre de 1948 y propuso utilizar deuteruro de litio en una bomba que, cuando se irradia con neutrones, forma tritio y libera deuterio.
A finales de 1953, el físico Viktor Davidenko propuso colocar las cargas primaria (fisión) y secundaria (fusión) en volúmenes separados, repitiendo así el esquema de Teller-Ulam. El siguiente gran paso fue propuesto y desarrollado por Sajarov y Yakov Zeldovich en la primavera de 1954. Implicaba utilizar rayos X procedentes de la reacción de fisión para comprimir el deuteruro de litio antes de la fusión (“implosión del haz”). La "tercera idea" de Sajarov se puso a prueba durante las pruebas del RDS-37 de 1,6 megatones en noviembre de 1955. Un mayor desarrollo de esta idea confirmó la ausencia práctica de restricciones fundamentales al poder de las cargas termonucleares.
La Unión Soviética lo demostró con pruebas en octubre de 1961, cuando una bomba de 50 megatones lanzada por un bombardero Tu-95 fue detonada en Novaya Zemlya. La eficiencia del dispositivo fue de casi el 97% y inicialmente fue diseñado para una potencia de 100 megatones, que posteriormente se redujo a la mitad por una decisión decidida de la dirección del proyecto. Fue el dispositivo termonuclear más poderoso jamás desarrollado y probado en la Tierra. Tan poderosa que su uso práctico como arma perdió todo significado, incluso teniendo en cuenta que ya fue probada como bomba terminada.
EE.UU
La idea de una bomba de fusión nuclear iniciada por una carga atómica fue propuesta por Enrico Fermi a su colega Edward Teller allá por 1941, al comienzo del Proyecto Manhattan. Teller dedicó gran parte de su trabajo durante el Proyecto Manhattan a trabajar en el proyecto de la bomba de fusión, descuidando hasta cierto punto la bomba atómica en sí. Su enfoque en las dificultades y la posición de "abogado del diablo" en las discusiones sobre problemas obligaron a Oppenheimer a llevar a Teller y otros físicos "problemáticos" al desvío.
Los primeros pasos importantes y conceptuales hacia la implementación del proyecto de síntesis los dio el colaborador de Teller, Stanislav Ulam. Para iniciar la fusión termonuclear, Ulam propuso comprimir el combustible termonuclear antes de calentarlo, utilizando factores de la reacción de fisión primaria y también colocar la carga termonuclear separada del componente nuclear primario de la bomba. Estas propuestas permitieron llevar el desarrollo de armas termonucleares a un nivel práctico. En base a esto, Teller propuso que los rayos X y la radiación gamma generada por la explosión primaria podrían transferir suficiente energía al componente secundario, ubicado en una capa común con el primario, para llevar a cabo una implosión (compresión) suficiente para iniciar una reacción termonuclear. . Teller y sus partidarios y oponentes discutieron más tarde la contribución de Ulam a la teoría subyacente a este mecanismo.