Bom atom dan bom hidrogen adalah senjata kuat yang menggunakan tindak balas nuklear sebagai sumber tenaga letupan. Para saintis pertama kali membangunkan teknologi senjata nuklear semasa Perang Dunia II.
Bom atom hanya digunakan dua kali dalam perang sebenar, kedua-dua kali oleh Amerika Syarikat menentang Jepun pada akhir Perang Dunia II. Perang itu diikuti dengan tempoh percambahan nuklear, dan semasa Perang Dingin, Amerika Syarikat dan Kesatuan Soviet berjuang untuk menguasai dalam perlumbaan senjata nuklear global.
Apakah bom hidrogen, bagaimana ia berfungsi, prinsip operasi cas termonuklear dan bila ujian pertama dijalankan di USSR - ditulis di bawah.
Bagaimanakah bom atom berfungsi?
Selepas ahli fizik Jerman Otto Hahn, Lise Meitner dan Fritz Strassmann menemui fenomena pembelahan nuklear di Berlin pada tahun 1938, kemungkinan untuk mencipta senjata kuasa luar biasa timbul.
Apabila atom bahan radioaktif berpecah kepada atom yang lebih ringan, terdapat pembebasan tenaga yang kuat secara tiba-tiba.
Penemuan pembelahan nuklear membuka kemungkinan menggunakan teknologi nuklear, termasuk senjata.
Bom atom ialah senjata yang memperoleh tenaga letupannya hanya daripada tindak balas pembelahan.
Prinsip operasi bom hidrogen atau cas termonuklear adalah berdasarkan gabungan pembelahan nuklear dan pelakuran nuklear.
Pelaburan nuklear adalah satu lagi jenis tindak balas di mana atom yang lebih ringan bergabung untuk membebaskan tenaga. Sebagai contoh, akibat tindak balas pelakuran nuklear, atom helium terbentuk daripada atom deuterium dan tritium, membebaskan tenaga.
Projek Manhattan
Projek Manhattan ialah nama kod untuk projek Amerika untuk membangunkan bom atom praktikal semasa Perang Dunia II. Projek Manhattan dimulakan sebagai tindak balas kepada usaha saintis Jerman yang telah mengusahakan senjata menggunakan teknologi nuklear sejak 1930-an.
Pada 28 Disember 1942, Presiden Franklin Roosevelt membenarkan penciptaan Projek Manhattan untuk mengumpulkan pelbagai saintis dan pegawai tentera yang bekerja dalam penyelidikan nuklear.
Kebanyakan kerja telah dilakukan di Los Alamos, New Mexico, di bawah arahan ahli fizik teori J. Robert Oppenheimer.
Pada 16 Julai 1945, di lokasi padang pasir terpencil berhampiran Alamogordo, New Mexico, bom atom pertama, kuasa bersamaan dengan 20 kiloton TNT, telah berjaya diuji. Letupan bom hidrogen mencipta awan besar berbentuk cendawan setinggi kira-kira 150 meter dan membawa kepada zaman atom.
Satu-satunya foto letupan atom pertama di dunia, diambil oleh ahli fizik Amerika Jack Aebi Bayi dan Lelaki Gemuk
Para saintis di Los Alamos telah membangunkan dua jenis bom atom yang berbeza menjelang 1945—senjata berasaskan uranium yang dipanggil "Bayi" dan senjata berasaskan plutonium yang dipanggil "Fat Man."
Semasa perang di Eropah berakhir pada bulan April, pertempuran di Pasifik berterusan antara tentera Jepun dan AS.
Pada penghujung Julai, Presiden Harry Truman menyeru agar Jepun menyerah kalah dalam Deklarasi Potsdam. Pengisytiharan itu menjanjikan "kemusnahan yang cepat dan lengkap" jika Jepun tidak menyerah kalah.
Pada 6 Ogos 1945, Amerika Syarikat menggugurkan bom atom pertamanya daripada pengebom B-29 yang dipanggil Enola Gay di bandar Hiroshima, Jepun.
Letupan "Bayi" sepadan dengan 13 kiloton TNT, meratakan lima batu persegi bandar dan serta-merta membunuh 80,000 orang. Berpuluh-puluh ribu orang kemudiannya akan mati akibat pendedahan radiasi.
Jepun terus berperang, dan Amerika Syarikat menjatuhkan bom atom kedua tiga hari kemudian di bandar Nagasaki. Letupan Lelaki Gemuk membunuh kira-kira 40,000 orang.
Memetik kuasa pemusnah "bom baru dan paling kejam", Maharaja Jepun Hirohito mengumumkan penyerahan negaranya pada 15 Ogos, menamatkan Perang Dunia II.
Perang Dingin
Pada tahun-tahun selepas perang, Amerika Syarikat adalah satu-satunya negara yang mempunyai senjata nuklear. Pada mulanya, USSR tidak mempunyai perkembangan saintifik dan bahan mentah yang mencukupi untuk mencipta kepala peledak nuklear.
Tetapi, terima kasih kepada usaha saintis Soviet, data perisikan dan penemuan sumber uranium serantau di Eropah Timur, pada 29 Ogos 1949, USSR menguji bom nuklearnya yang pertama. Peranti bom hidrogen telah dibangunkan oleh Academician Sakharov.
Daripada senjata atom kepada senjata termonuklear
Amerika Syarikat bertindak balas pada tahun 1950 dengan melancarkan program untuk membangunkan senjata termonuklear yang lebih maju. Perlumbaan senjata Perang Dingin bermula, dan ujian dan penyelidikan nuklear menjadi sasaran berskala besar untuk beberapa negara, terutamanya Amerika Syarikat dan Kesatuan Soviet.
tahun ini, Amerika Syarikat meletupkan bom termonuklear dengan hasil 10 megaton TNT
1955 - USSR bertindak balas dengan ujian termonuklear pertamanya - hanya 1.6 megaton. Tetapi kejayaan utama kompleks perindustrian tentera Soviet berada di hadapan. Pada tahun 1958 sahaja, USSR menguji 36 bom nuklear pelbagai kelas. Tetapi tiada apa yang dialami oleh Kesatuan Soviet berbanding dengan Bom Tsar.
Ujian dan letupan pertama bom hidrogen di USSR
Pada pagi 30 Oktober 1961, sebuah pengebom Soviet Tu-95 berlepas dari lapangan terbang Olenya di Semenanjung Kola di utara jauh Rusia.
Pesawat itu adalah versi yang diubah suai khas yang telah mula beroperasi beberapa tahun lalu - raksasa empat enjin besar yang ditugaskan untuk membawa senjata nuklear Soviet.
Versi ubah suai TU-95 "Bear", disediakan khas untuk ujian pertama Bom Tsar hidrogen di USSR Tu-95 membawa bom besar 58-megaton, peranti yang terlalu besar untuk dimuatkan di dalam ruang bom pesawat, di mana peluru sebegitu biasanya dibawa. Bom sepanjang 8 m mempunyai diameter kira-kira 2.6 m dan berat lebih daripada 27 tan dan kekal dalam sejarah dengan nama Tsar Bomba - "Tsar Bomba".
Tsar Bomba bukanlah bom nuklear biasa. Ia adalah hasil usaha gigih saintis Soviet untuk mencipta senjata nuklear yang paling berkuasa.
Tupolev mencapai titik sasarannya - Novaya Zemlya, kepulauan yang jarang penduduknya di Laut Barents, di atas tepi utara beku USSR.
Tsar Bomba meletup pada 11:32 waktu Moscow. Keputusan ujian bom hidrogen di USSR menunjukkan keseluruhan julat faktor merosakkan senjata jenis ini. Sebelum menjawab soalan tentang apa yang lebih berkuasa, bom atom atau hidrogen, anda harus tahu bahawa kuasa yang terakhir diukur dalam megaton, manakala untuk bom atom ia diukur dalam kiloton.
Sinaran cahaya
Dalam sekelip mata, bom itu mencipta bebola api selebar tujuh kilometer. Bebola api itu berdenyut akibat kekuatan gelombang kejutannya sendiri. Denyar itu boleh dilihat beribu-ribu kilometer jauhnya - di Alaska, Siberia dan Eropah Utara.
Gelombang kejutan
Akibat letupan bom hidrogen di Novaya Zemlya adalah malapetaka. Di kampung Severny, kira-kira 55 km dari Ground Zero, semua rumah musnah sepenuhnya. Dilaporkan bahawa di wilayah Soviet, ratusan kilometer dari zon letupan, semuanya rosak - rumah musnah, bumbung runtuh, pintu rosak, tingkap musnah.
Julat bom hidrogen adalah beberapa ratus kilometer.
Bergantung kepada kuasa cas dan faktor kerosakan.
Penderia merekodkan gelombang letupan ketika ia mengelilingi Bumi bukan sekali, bukan dua kali, tetapi tiga kali. Gelombang bunyi itu dirakam berhampiran Pulau Dikson pada jarak kira-kira 800 km.
Nadi elektromagnet
Komunikasi radio di seluruh Artik telah terganggu selama lebih daripada satu jam.
Sinaran menembusi
Anak kapal menerima dos radiasi tertentu.
Pencemaran radioaktif di kawasan tersebut
Letupan Tsar Bomba di Novaya Zemlya ternyata "bersih" secara mengejutkan. Penguji tiba di titik letupan dua jam kemudian. Tahap sinaran di tempat ini tidak menimbulkan bahaya besar - tidak lebih daripada 1 mR/jam dalam radius hanya 2-3 km. Sebabnya ialah ciri reka bentuk bom dan letupan pada jarak yang cukup besar dari permukaan.
Sinaran terma
Walaupun pesawat pengangkut itu, disalut dengan cat pemantul cahaya dan haba khas, terbang sejauh 45 km pada saat bom itu meletup, ia kembali ke pangkalan dengan kerosakan haba yang ketara pada kulit. Dalam orang yang tidak dilindungi, sinaran akan menyebabkan luka bakar tahap ketiga pada jarak sehingga 100 km.
 |
Cendawan selepas letupan kelihatan pada jarak 160 km, diameter awan pada masa fotografi ialah 56 km |
 |
Kilatan daripada letupan Tsar Bomba, diameter kira-kira 8 km |
Prinsip operasi bom hidrogen
Peranti bom hidrogen. Peringkat utama bertindak sebagai suis - pencetus. Tindak balas pembelahan plutonium dalam pencetus memulakan tindak balas pelakuran termonuklear di peringkat menengah, di mana suhu di dalam bom serta-merta mencapai 300 juta °C. Letupan termonuklear berlaku. Ujian pertama bom hidrogen mengejutkan masyarakat dunia dengan kuasa pemusnahnya.
Video letupan di tapak ujian nuklear
Semasa pembinaan tapak ujian nuklear di tapak ujian nuklear Semipalatinsk, pada 12 Ogos 1953, saya terpaksa bertahan daripada letupan bom hidrogen pertama di dunia dengan kuasa 400 kiloton letupan itu berlaku secara tiba-tiba. Bumi bergegar di bawah kita seperti air. Gelombang permukaan bumi berlalu dan menaikkan kami ke ketinggian lebih daripada satu meter. Dan kami berada kira-kira 30 kilometer dari pusat letupan. Bertubi-tubi gelombang udara melemparkan kami ke tanah. Saya bergolek di atasnya selama beberapa meter, seperti serpihan kayu. Terdengar raungan liar. Kilat memancar menyilaukan. Mereka mengilhamkan keganasan haiwan.
Apabila kami, pemerhati mimpi ngeri ini, berdiri, cendawan nuklear tergantung di atas kami. Kehangatan terpancar daripadanya dan bunyi retak kedengaran. Saya memandang terpesona pada batang cendawan gergasi. Tiba-tiba sebuah pesawat terbang menghampirinya dan mula membuat selekoh yang dahsyat. Saya fikir ia adalah juruterbang wira yang mengambil sampel udara radioaktif. Kemudian kapal terbang itu menyelam ke dalam batang cendawan dan hilang... Sungguh menakjubkan dan menakutkan.
Memang ada kapal terbang, kereta kebal dan peralatan lain di tempat latihan. Tetapi siasatan kemudian menunjukkan bahawa tidak satu pesawat pun mengambil sampel udara daripada cendawan nuklear itu. Adakah ini benar-benar halusinasi? Misteri itu terbongkar kemudian. Saya menyedari bahawa ini adalah kesan cerobong dengan perkadaran yang besar. Tiada pesawat atau kereta kebal di padang selepas letupan itu. Tetapi pakar percaya bahawa mereka menguap kerana suhu tinggi. Saya percaya bahawa mereka hanya disedut ke dalam cendawan api. Pemerhatian dan tanggapan saya telah disahkan oleh bukti lain.
Pada 22 November 1955, letupan yang lebih kuat telah dilakukan. Caj bom hidrogen ialah 600 kiloton. Kami menyediakan tapak untuk letupan baharu ini 2.5 kilometer dari pusat letupan nuklear sebelumnya. Kerak radioaktif bumi yang cair telah tertimbus serta-merta dalam parit yang digali oleh jentolak; Mereka sedang menyediakan kumpulan baru peralatan yang sepatutnya terbakar dalam nyalaan bom hidrogen. Ketua pembinaan tapak ujian Semipalatinsk ialah R. E. Ruzanov. Dia meninggalkan penerangan yang menggugah tentang letupan kedua ini.
Penduduk "Bereg" (bandar kediaman penguji), kini bandar Kurchatov, telah dikejutkan pada pukul 5 pagi. Ia adalah -15°C. Semua orang dibawa ke stadium. Tingkap dan pintu di rumah dibiarkan terbuka.
Pada waktu yang ditetapkan, sebuah pesawat gergasi muncul, diiringi oleh pejuang.
Kilatan letupan itu berlaku tanpa diduga dan menakutkan. Dia lebih terang daripada Matahari. Matahari telah malap. Ia hilang. Awan telah hilang. Langit menjadi hitam dan biru. Terdapat pukulan kuasa yang dahsyat. Dia sampai ke stadium bersama penguji. Stadium itu berada 60 kilometer dari pusat gempa. Walaupun begitu, gelombang udara itu menjatuhkan orang ramai ke tanah dan melemparkan mereka berpuluh-puluh meter ke arah perhentian. Beribu-ribu orang terbunuh. Terdengar jeritan liar dari orang ramai ini. Wanita dan kanak-kanak menjerit. Seluruh stadium dipenuhi dengan rintihan kecederaan dan kesakitan, yang serta-merta mengejutkan orang ramai. Stadium dengan penguji dan penduduk bandar itu lemas dalam debu. Bandar itu juga tidak kelihatan dari debu. Cakrawala di mana tempat latihan itu mendidih dalam awan api. Kaki cendawan atom itu juga kelihatan mendidih. Dia sedang bergerak. Seolah-olah awan mendidih akan menghampiri stadium dan menutupi kami semua. Jelas kelihatan bagaimana kereta kebal, pesawat dan bahagian struktur yang musnah yang dibina khas di tempat latihan mula ditarik ke dalam awan dari tanah dan hilang ke dalamnya Pemikiran menggerudi ke dalam kepala saya: kita juga akan ditarik ke dalam awan ini ! Semua orang dikuasai oleh rasa kebas dan seram.
Tiba-tiba, batang cendawan nuklear keluar dari awan mendidih di atas. Awan naik lebih tinggi, dan kakinya tenggelam ke tanah. Barulah manusia sedar. Semua orang bergegas ke rumah. Tiada tingkap, pintu, bumbung atau barang-barang. Semuanya berselerak. Mereka yang cedera semasa ujian diambil dan dihantar ke hospital...
Seminggu kemudian, pegawai yang tiba dari tapak ujian Semipalatinsk bercakap secara berbisik tentang tontonan yang mengerikan ini. Tentang penderitaan yang ditanggung manusia. Mengenai kereta kebal yang terbang di udara. Membandingkan cerita-cerita ini dengan pemerhatian saya, saya menyedari bahawa saya telah menyaksikan fenomena yang boleh dipanggil kesan cerobong. Hanya pada skala besar.
Semasa letupan hidrogen, jisim haba yang besar telah tercabut dari permukaan bumi dan bergerak ke arah tengah cendawan. Kesan ini timbul disebabkan oleh suhu dahsyat yang dihasilkan oleh letupan nuklear. Pada peringkat awal letupan, suhu adalah 30 ribu darjah Celsius Di kaki cendawan nuklear ia adalah sekurang-kurangnya 8 ribu. Satu daya sedutan yang besar dan dahsyat timbul, menarik mana-mana objek yang berdiri di tapak ujian ke dalam pusat letupan. Oleh itu, pesawat yang saya lihat semasa letupan nuklear pertama bukanlah halusinasi. Dia hanya ditarik ke dalam batang cendawan, dan dia membuat pusingan yang luar biasa di sana...
Proses yang saya perhatikan semasa letupan bom hidrogen adalah sangat berbahaya. Bukan sahaja dengan suhu yang tinggi, tetapi juga dengan kesan yang saya fahami tentang penyerapan jisim raksasa, sama ada udara atau cangkang air Bumi.
Pengiraan saya pada tahun 1962 menunjukkan bahawa jika cendawan nuklear menembusi atmosfera ke tahap yang tinggi, ia boleh menyebabkan malapetaka planet. Apabila cendawan naik ke ketinggian 30 kilometer, proses menghisap jisim air-udara Bumi ke angkasa akan bermula. Vakum akan mula berfungsi seperti pam. Bumi akan kehilangan udara dan cangkerang air bersama biosfera. Manusia akan binasa.
Saya mengira bahawa untuk proses apokaliptik ini, bom atom hanya 2 ribu kiloton sudah memadai, iaitu, hanya tiga kali ganda kuasa letupan hidrogen kedua. Ini adalah senario buatan manusia yang paling mudah untuk kematian manusia.
Pada satu ketika saya dilarang bercakap tentang perkara ini. Hari ini saya menganggap tugas saya untuk bercakap tentang ancaman kepada manusia secara langsung dan terbuka.
Rizab senjata nuklear yang besar telah terkumpul di Bumi. Reaktor loji tenaga nuklear beroperasi di seluruh dunia. Mereka boleh menjadi mangsa pengganas. Letupan objek ini boleh mencapai kuasa lebih besar daripada 2 ribu kiloton. Berpotensi, senario kematian tamadun telah pun disediakan.
Apa yang berikut daripada ini? Adalah perlu untuk melindungi kemudahan nuklear daripada kemungkinan keganasan dengan berhati-hati sehingga mereka tidak dapat diakses sepenuhnya. Jika tidak, malapetaka planet tidak dapat dielakkan.
Sergey Alekseenko
peserta pembinaan
Nuklear Semipolatinsk
Bom hidrogen atau termonuklear menjadi asas perlumbaan senjata antara AS dan USSR. Kedua-dua kuasa besar itu berhujah selama beberapa tahun tentang siapa yang akan menjadi pemilik pertama senjata pemusnah jenis baharu.
Projek senjata termonuklear
Pada permulaan Perang Dingin, ujian bom hidrogen adalah hujah paling penting bagi kepimpinan USSR dalam memerangi Amerika Syarikat. Moscow mahu mencapai pariti nuklear dengan Washington dan melabur sejumlah besar wang dalam perlumbaan senjata. Walau bagaimanapun, kerja untuk mencipta bom hidrogen bermula bukan kerana pembiayaan yang murah hati, tetapi kerana laporan daripada ejen rahsia di Amerika. Pada tahun 1945, Kremlin mengetahui bahawa Amerika Syarikat sedang bersedia untuk mencipta senjata baru. Ia adalah superbomb, projek yang dipanggil Super.
Sumber maklumat berharga ialah Klaus Fuchs, seorang pekerja Makmal Kebangsaan Los Alamos di Amerika Syarikat. Dia memberikan Kesatuan Soviet maklumat khusus mengenai pembangunan rahsia Amerika bagi bom super. Menjelang tahun 1950, projek Super telah dibuang ke dalam tong sampah, kerana ia menjadi jelas kepada saintis Barat bahawa skim senjata baru seperti itu tidak dapat dilaksanakan. Pengarah program ini ialah Edward Teller.
Pada tahun 1946, Klaus Fuchs dan John mengembangkan idea projek Super dan mematenkan sistem mereka sendiri. Prinsip letupan radioaktif pada asasnya baru di dalamnya. Di USSR, skim ini mula dipertimbangkan sedikit kemudian - pada tahun 1948. Secara umum, kita boleh mengatakan bahawa pada peringkat permulaan ia sepenuhnya berdasarkan maklumat Amerika yang diterima oleh perisikan. Tetapi dengan meneruskan penyelidikan berdasarkan bahan-bahan ini, saintis Soviet nyata mendahului rakan-rakan Barat mereka, yang membolehkan USSR memperoleh pertama yang pertama, dan kemudian bom termonuklear yang paling berkuasa.
Pada 17 Disember 1945, pada mesyuarat jawatankuasa khas yang dibuat di bawah Majlis Komisaris Rakyat USSR, ahli fizik nuklear Yakov Zeldovich, Isaac Pomeranchuk dan Julius Hartion membuat laporan "Penggunaan tenaga nuklear unsur cahaya." Kertas ini mengkaji kemungkinan menggunakan bom deuterium. Ucapan ini menandakan permulaan program nuklear Soviet.
Pada tahun 1946, penyelidikan teori telah dijalankan di Institut Fizik Kimia. Hasil pertama kerja ini telah dibincangkan pada salah satu mesyuarat Majlis Saintifik dan Teknikal di Direktorat Utama Pertama. Dua tahun kemudian, Lavrentiy Beria mengarahkan Kurchatov dan Khariton untuk menganalisis bahan mengenai sistem von Neumann, yang dihantar ke Kesatuan Soviet terima kasih kepada ejen rahsia di Barat. Data daripada dokumen ini memberikan dorongan tambahan kepada penyelidikan yang membawa kepada kelahiran projek RDS-6.
"Evie Mike" dan "Castle Bravo"
Pada 1 November 1952, Amerika menguji peranti termonuklear pertama di dunia Ia belum lagi menjadi bom, tetapi sudah menjadi komponen terpentingnya. Letupan berlaku di Enivotek Atoll, di Lautan Pasifik. dan Stanislav Ulam (setiap daripada mereka sebenarnya pencipta bom hidrogen) baru-baru ini telah membangunkan reka bentuk dua peringkat, yang diuji oleh Amerika. Alat itu tidak boleh digunakan sebagai senjata, kerana ia dihasilkan menggunakan deuterium. Di samping itu, ia dibezakan oleh berat dan dimensi yang sangat besar. Peluru seperti itu tidak boleh dijatuhkan dari kapal terbang.
Bom hidrogen pertama telah diuji oleh saintis Soviet. Selepas Amerika Syarikat mengetahui tentang kejayaan penggunaan RDS-6, ia menjadi jelas bahawa adalah perlu untuk merapatkan jurang dengan Rusia dalam perlumbaan senjata secepat mungkin. Ujian Amerika berlaku pada 1 Mac 1954. Bikini Atoll di Kepulauan Marshall dipilih sebagai tapak ujian. Kepulauan Pasifik tidak dipilih secara kebetulan. Hampir tiada penduduk di sini (dan beberapa orang yang tinggal di pulau-pulau berdekatan telah diusir pada malam sebelum percubaan).
Letupan bom hidrogen yang paling merosakkan Amerika dikenali sebagai Castle Bravo. Kuasa pengecasan ternyata 2.5 kali lebih tinggi daripada yang dijangkakan. Letupan itu membawa kepada pencemaran radiasi di kawasan yang luas (banyak pulau dan Lautan Pasifik), yang membawa kepada skandal dan semakan semula program nuklear.
Pembangunan RDS-6s
Projek bom termonuklear Soviet pertama dipanggil RDS-6s. Pelan itu ditulis oleh ahli fizik cemerlang Andrei Sakharov. Pada tahun 1950, Majlis Menteri USSR memutuskan untuk menumpukan kerja pada penciptaan senjata baru di KB-11. Menurut keputusan ini, sekumpulan saintis yang diketuai oleh Igor Tamm pergi ke Arzamas-16 yang tertutup.
Tapak ujian Semipalatinsk telah disediakan khas untuk projek besar ini. Sebelum ujian bom hidrogen bermula, banyak alat pengukur, penggambaran dan rakaman dipasang di sana. Di samping itu, bagi pihak saintis, hampir dua ribu penunjuk muncul di sana. Kawasan yang terjejas oleh ujian bom hidrogen termasuk 190 struktur.
Percubaan Semipalatinsk adalah unik bukan sahaja kerana jenis senjata baru. Pengambilan unik yang direka untuk sampel kimia dan radioaktif telah digunakan. Hanya gelombang kejutan yang kuat boleh membukanya. Instrumen rakaman dan penggambaran dipasang di dalam struktur diperkaya yang disediakan khas di permukaan dan di dalam kubu bawah tanah.
Jam Penggera
Kembali pada tahun 1946, Edward Teller, yang bekerja di Amerika Syarikat, membangunkan prototaip RDS-6s. Ia dipanggil Jam Penggera. Projek untuk peranti ini pada asalnya dicadangkan sebagai alternatif kepada Super. Pada April 1947, satu siri eksperimen bermula di makmal Los Alamos yang direka untuk mengkaji sifat prinsip termonuklear.
Para saintis menjangkakan pelepasan tenaga terbesar daripada Jam Penggera. Pada musim gugur, Teller memutuskan untuk menggunakan litium deuteride sebagai bahan api untuk peranti itu. Para penyelidik belum lagi menggunakan bahan ini, tetapi menjangkakan bahawa ia akan meningkatkan kecekapan Menariknya, Teller telah menyatakan dalam memonya pergantungan program nuklear pada pembangunan komputer selanjutnya. Teknik ini diperlukan untuk saintis membuat pengiraan yang lebih tepat dan kompleks.
Jam Penggera dan RDS-6 mempunyai banyak persamaan, tetapi mereka juga berbeza dalam banyak cara. Versi Amerika tidak praktikal seperti versi Soviet kerana saiznya. Ia mewarisi saiz besarnya daripada projek Super. Akhirnya, Amerika terpaksa meninggalkan perkembangan ini. Kajian terakhir berlaku pada tahun 1954, selepas itu menjadi jelas bahawa projek itu tidak menguntungkan.
Letupan bom termonuklear pertama
Ujian pertama bom hidrogen dalam sejarah manusia berlaku pada 12 Ogos 1953. Pada waktu pagi, kilat terang muncul di kaki langit, yang membutakan walaupun melalui cermin mata pelindung. Letupan RDS-6 ternyata 20 kali lebih kuat daripada bom atom. Percubaan itu dianggap berjaya. Para saintis dapat mencapai kejayaan teknologi yang penting. Buat pertama kalinya, litium hidrida digunakan sebagai bahan api. Dalam radius 4 kilometer dari pusat letupan, ombak memusnahkan semua bangunan.
Ujian seterusnya bagi bom hidrogen di USSR adalah berdasarkan pengalaman yang diperoleh menggunakan RDS-6s. Senjata pemusnah ini bukan sahaja yang paling berkuasa. Kelebihan penting bom itu ialah kekompakannya. Peluru itu diletakkan dalam pengebom Tu-16. Kejayaan membolehkan saintis Soviet mendahului Amerika. Di Amerika Syarikat pada masa itu terdapat alat termonuklear sebesar rumah. Ia tidak boleh diangkut.
Apabila Moscow mengumumkan bahawa bom hidrogen USSR sudah siap, Washington mempertikaikan maklumat ini. Hujah utama Amerika adalah hakikat bahawa bom termonuklear harus dibuat mengikut skema Teller-Ulam. Ia berdasarkan prinsip letupan sinaran. Projek ini akan dilaksanakan di USSR dua tahun kemudian, pada tahun 1955.
Ahli fizik Andrei Sakharov membuat sumbangan terbesar kepada penciptaan RDS-6s. Bom hidrogen adalah ideanya - dialah yang mencadangkan penyelesaian teknikal revolusioner yang memungkinkan untuk berjaya menyelesaikan ujian di tapak ujian Semipalatinsk. Sakharov muda segera menjadi ahli akademik di Akademi Sains USSR, Wira Buruh Sosialis dan pemenang Hadiah Stalin. Saintis lain juga menerima anugerah dan pingat: Yuli Khariton, Kirill Shchelkin, Yakov Zeldovich, Nikolai Dukhov, dll. Pada tahun 1953, ujian bom hidrogen menunjukkan bahawa sains Soviet boleh mengatasi apa yang sehingga baru-baru ini kelihatan seperti fiksyen dan fantasi. Oleh itu, sejurus selepas kejayaan letupan RDS-6s, pembangunan projektil yang lebih kuat bermula.
RDS-37
Pada 20 November 1955, ujian seterusnya bom hidrogen berlaku di USSR. Kali ini ia adalah dua peringkat dan sepadan dengan skim Teller-Ulam. Bom RDS-37 hampir dijatuhkan dari kapal terbang. Bagaimanapun, apabila ia berlepas, ia menjadi jelas bahawa ujian itu perlu dijalankan dalam keadaan kecemasan. Bertentangan dengan peramal cuaca, cuaca merosot dengan ketara, menyebabkan awan tebal menutupi tempat latihan.
Buat pertama kalinya, pakar terpaksa mendaratkan pesawat dengan bom termonuklear di dalamnya. Untuk beberapa lama terdapat perbincangan di Pos Komando Pusat tentang apa yang perlu dilakukan seterusnya. Cadangan untuk menggugurkan bom di pergunungan berdekatan telah dipertimbangkan, tetapi pilihan ini ditolak kerana terlalu berisiko. Sementara itu, pesawat terus berpusing berhampiran tapak ujian, kehabisan minyak.
Zeldovich dan Sakharov menerima kata putus. Bom hidrogen yang meletup di luar tapak ujian akan membawa kepada bencana. Para saintis memahami tahap penuh risiko dan tanggungjawab mereka sendiri, namun mereka memberikan pengesahan bertulis bahawa pesawat itu akan selamat untuk mendarat. Akhirnya, komander kru Tu-16, Fyodor Golovashko, menerima arahan untuk mendarat. Pendaratan itu sangat lancar. Juruterbang menunjukkan semua kemahiran mereka dan tidak panik dalam keadaan kritikal. Gerakan itu sempurna. Pos Pemerintah Pusat menarik nafas lega.
Pencipta bom hidrogen, Sakharov, dan pasukannya terselamat daripada ujian. Percubaan kedua dijadualkan pada 22 November. Pada hari ini semuanya berjalan tanpa sebarang situasi kecemasan. Bom itu dijatuhkan dari ketinggian 12 kilometer. Semasa peluru itu jatuh, pesawat itu berjaya bergerak ke jarak selamat dari pusat letupan. Beberapa minit kemudian, cendawan nuklear mencapai ketinggian 14 kilometer, dan diameternya ialah 30 kilometer.
Letupan itu bukan tanpa insiden tragis. Gelombang kejutan itu memecahkan kaca pada jarak 200 kilometer, menyebabkan beberapa orang cedera. Seorang gadis yang tinggal di kampung jiran juga maut apabila siling runtuh menimpanya. Seorang lagi mangsa ialah seorang tentera yang berada di kawasan tahanan khas. Askar itu tertidur di ruang istirahat dan meninggal dunia akibat sesak nafas sebelum rakan-rakannya sempat menariknya keluar.
Perkembangan Tsar Bomba
Pada tahun 1954, ahli fizik nuklear terbaik negara, di bawah kepimpinan, mula membangunkan bom termonuklear paling berkuasa dalam sejarah umat manusia. Andrei Sakharov, Viktor Adamsky, Yuri Babaev, Yuri Smirnov, Yuri Trutnev, dan lain-lain turut mengambil bahagian dalam projek ini Disebabkan kuasa dan saiznya, bom itu dikenali sebagai "Tsar Bomba". Peserta projek kemudian teringat bahawa frasa ini muncul selepas kenyataan terkenal Khrushchev tentang "ibu Kuzka" di PBB. Secara rasmi, projek itu dipanggil AN602.
Lebih tujuh tahun pembangunan, bom itu melalui beberapa penjelmaan semula. Pada mulanya, saintis merancang untuk menggunakan komponen daripada uranium dan tindak balas Jekyll-Hyde, tetapi kemudiannya idea ini terpaksa ditinggalkan kerana bahaya pencemaran radioaktif.
Ujian pada Novaya Zemlya
Untuk beberapa lama, projek Tsar Bomba dibekukan, kerana Khrushchev akan pergi ke Amerika Syarikat, dan terdapat jeda singkat dalam Perang Dingin. Pada tahun 1961, konflik antara negara-negara berkobar lagi dan di Moscow mereka sekali lagi mengingati senjata termonuklear. Khrushchev mengumumkan ujian yang akan datang pada Oktober 1961 semasa Kongres XXII CPSU.
Pada 30hb, Tu-95B dengan bom di dalamnya berlepas dari Olenya dan menuju ke Novaya Zemlya. Pesawat itu mengambil masa dua jam untuk sampai ke destinasinya. Satu lagi bom hidrogen Soviet dijatuhkan pada ketinggian 10.5 ribu meter di atas tapak ujian nuklear Sukhoi Nos. Peluru itu meletup ketika masih di udara. Sebuah bola api muncul, yang mencapai diameter tiga kilometer dan hampir menyentuh tanah. Menurut pengiraan saintis, gelombang seismik daripada letupan itu melintasi planet ini sebanyak tiga kali. Kesannya dirasai seribu kilometer jauhnya, dan semua yang tinggal pada jarak seratus kilometer boleh menerima luka bakar tahap ketiga (ini tidak berlaku, kerana kawasan itu tidak berpenghuni).
Pada masa itu, bom termonuklear AS yang paling berkuasa adalah empat kali kurang berkuasa daripada Tsar Bomba. Kepimpinan Soviet gembira dengan hasil eksperimen itu. Moscow mendapat apa yang dikehendaki daripada bom hidrogen seterusnya. Ujian itu menunjukkan bahawa USSR mempunyai senjata yang jauh lebih kuat daripada Amerika Syarikat. Selepas itu, rekod pemusnah "Tsar Bomba" tidak pernah dipecahkan. Letupan bom hidrogen yang paling kuat adalah peristiwa penting dalam sejarah sains dan Perang Dingin.
Senjata termonuklear negara lain
Pembangunan bom hidrogen oleh British bermula pada tahun 1954. Pengurus projek ialah William Penney, yang sebelum ini menjadi ahli Projek Manhattan di Amerika Syarikat. British mempunyai cebisan maklumat tentang struktur senjata termonuklear. Sekutu Amerika tidak berkongsi maklumat ini. Di Washington, mereka merujuk kepada undang-undang tenaga atom yang diluluskan pada tahun 1946. Satu-satunya pengecualian untuk British ialah kebenaran untuk memerhati ujian. Mereka juga menggunakan pesawat untuk mengumpul sampel yang ditinggalkan oleh letupan peluru Amerika.
Pada mulanya, London memutuskan untuk menghadkan dirinya untuk mencipta bom atom yang sangat kuat. Maka bermulalah percubaan Orange Messenger. Semasa mereka, bom bukan termonuklear paling berkuasa dalam sejarah manusia telah digugurkan. Kelemahannya ialah kosnya yang berlebihan. Pada 8 November 1957, bom hidrogen telah diuji. Sejarah penciptaan peranti dua peringkat British adalah contoh kemajuan yang berjaya dalam keadaan ketinggalan di belakang dua kuasa besar yang bertelagah sesama mereka.
Bom hidrogen muncul di China pada tahun 1967, di Perancis pada tahun 1968. Oleh itu, hari ini terdapat lima negeri dalam kelab negara yang memiliki senjata termonuklear. Maklumat mengenai bom hidrogen di Korea Utara masih menjadi kontroversi. Ketua DPRK menyatakan bahawa saintisnya mampu membangunkan projektil sedemikian. Semasa ujian, ahli seismologi dari negara berbeza merekodkan aktiviti seismik yang disebabkan oleh letupan nuklear. Tetapi masih tiada maklumat konkrit mengenai bom hidrogen di DPRK.
Ramai pembaca kami mengaitkan bom hidrogen dengan bom atom, hanya lebih berkuasa. Sebenarnya, ini adalah senjata yang pada asasnya baru, yang memerlukan usaha intelektual yang tidak seimbang untuk penciptaannya dan bekerja pada prinsip fizikal yang berbeza secara asas.
"Puff"
Bom moden
Satu-satunya perkara yang mempunyai persamaan bom atom dan hidrogen ialah kedua-duanya membebaskan tenaga besar yang tersembunyi dalam nukleus atom. Ini boleh dilakukan dengan dua cara: untuk membahagikan nukleus berat, contohnya, uranium atau plutonium, kepada yang lebih ringan (tindak balas pembelahan) atau untuk memaksa isotop hidrogen yang paling ringan untuk bergabung (tindak balas gabungan). Hasil daripada kedua-dua tindak balas, jisim bahan yang terhasil sentiasa kurang daripada jisim atom asal. Tetapi jisim tidak boleh hilang tanpa jejak - ia bertukar menjadi tenaga mengikut formula terkenal Einstein E=mc2.
A-bom
Untuk mencipta bom atom, syarat yang perlu dan mencukupi ialah mendapatkan bahan fisil dalam kuantiti yang mencukupi. Kerja ini agak intensif buruh, tetapi rendah intelektual, terletak lebih dekat dengan industri perlombongan daripada sains tinggi. Sumber utama untuk penciptaan senjata sedemikian dibelanjakan untuk pembinaan lombong uranium gergasi dan loji pengayaan. Bukti kesederhanaan peranti adalah hakikat bahawa kurang daripada sebulan berlalu antara pengeluaran plutonium yang diperlukan untuk bom pertama dan letupan nuklear Soviet yang pertama.
Mari kita ingat secara ringkas prinsip operasi bom sedemikian, yang diketahui dari kursus fizik sekolah. Ia berdasarkan sifat uranium dan beberapa unsur transuranium, contohnya, plutonium, untuk membebaskan lebih daripada satu neutron semasa pereputan. Unsur-unsur ini boleh mereput sama ada secara spontan atau di bawah pengaruh neutron lain.
Neutron yang dilepaskan boleh meninggalkan bahan radioaktif, atau ia boleh berlanggar dengan atom lain, menyebabkan tindak balas pembelahan yang lain. Apabila kepekatan tertentu bahan (jisim kritikal) melebihi, bilangan neutron yang baru lahir, menyebabkan pembelahan selanjutnya nukleus atom, mula melebihi bilangan nukleus yang mereput. Bilangan atom yang mereput mula berkembang seperti runtuhan salji, melahirkan neutron baru, iaitu tindak balas berantai berlaku. Untuk uranium-235, jisim kritikal adalah kira-kira 50 kg, untuk plutonium-239 - 5.6 kg. Iaitu, sebiji bola plutonium yang beratnya kurang sedikit daripada 5.6 kg hanyalah sekeping logam hangat, dan jisim lebih sedikit hanya bertahan beberapa nanosaat.
Operasi sebenar bom adalah mudah: kami mengambil dua hemisfera uranium atau plutonium, masing-masing kurang sedikit daripada jisim kritikal, meletakkannya pada jarak 45 cm, menutupnya dengan bahan letupan dan meletup. Uranium atau plutonium disinter menjadi sekeping jisim superkritikal, dan tindak balas nuklear bermula. Semua. Terdapat satu lagi cara untuk memulakan tindak balas nuklear - untuk memampatkan sekeping plutonium dengan letupan yang kuat: jarak antara atom akan berkurangan, dan tindak balas akan bermula pada jisim kritikal yang lebih rendah. Semua detonator atom moden beroperasi pada prinsip ini.
Masalah bom atom bermula dari saat kita ingin meningkatkan kuasa letupan. Menambahkan bahan mudah pecah sahaja tidak mencukupi - sebaik sahaja jisimnya mencapai jisim kritikal, ia meletup. Pelbagai skema cerdik dicipta, sebagai contoh, untuk membuat bom bukan dari dua bahagian, tetapi dari banyak, yang menjadikan bom itu mula menyerupai oren yang hancur, dan kemudian memasangnya menjadi satu bahagian dengan satu letupan, tetapi masih, dengan kuasa. lebih 100 kiloton, masalah menjadi tidak dapat diatasi.
bom H
Tetapi bahan api untuk pelakuran termonuklear tidak mempunyai jisim kritikal. Di sini Matahari, yang dipenuhi dengan bahan api termonuklear, tergantung di atas kepala, tindak balas termonuklear telah berlaku di dalamnya selama berbilion tahun, dan tiada apa-apa yang meletup. Di samping itu, semasa tindak balas sintesis, sebagai contoh, deuterium dan tritium (isotop hidrogen berat dan super berat), tenaga dibebaskan 4.2 kali lebih banyak daripada semasa pembakaran jisim uranium-235 yang sama.
Membuat bom atom adalah eksperimen dan bukannya proses teori. Penciptaan bom hidrogen memerlukan kemunculan disiplin fizikal yang baru: fizik plasma suhu tinggi dan tekanan ultra tinggi. Sebelum mula membina bom, adalah perlu untuk memahami secara menyeluruh sifat fenomena yang berlaku hanya di teras bintang. Tiada eksperimen dapat membantu di sini - alat penyelidik hanyalah fizik teori dan matematik yang lebih tinggi. Bukan kebetulan bahawa peranan besar dalam pembangunan senjata termonuklear adalah milik ahli matematik: Ulam, Tikhonov, Samarsky, dll.
Super klasik
Menjelang akhir tahun 1945, Edward Teller mencadangkan reka bentuk bom hidrogen pertama, yang dipanggil "super klasik". Untuk mencipta tekanan dan suhu yang besar yang diperlukan untuk memulakan tindak balas pelakuran, ia sepatutnya menggunakan bom atom konvensional. "Super klasik" itu sendiri adalah silinder panjang yang dipenuhi dengan deuterium. Ruang "pencucuhan" perantaraan dengan campuran deuterium-tritium juga disediakan - tindak balas sintesis deuterium dan tritium bermula pada tekanan yang lebih rendah. Dengan analogi dengan api, deuterium sepatutnya memainkan peranan kayu api, campuran deuterium dan tritium - segelas petrol, dan bom atom - perlawanan. Skim ini dipanggil "paip" - sejenis cerut dengan pemetik api atom di satu hujung. Ahli fizik Soviet mula membangunkan bom hidrogen menggunakan skema yang sama.
Walau bagaimanapun, ahli matematik Stanislav Ulam, menggunakan peraturan slaid biasa, membuktikan kepada Teller bahawa berlakunya tindak balas pelakuran deuterium tulen dalam "super" hampir tidak mungkin, dan campuran itu memerlukan sejumlah tritium yang untuk menghasilkannya ia akan diperlukan untuk membekukan secara praktikal pengeluaran plutonium gred senjata di Amerika Syarikat.
Puff dengan gula
Pada pertengahan 1946, Teller mencadangkan satu lagi reka bentuk bom hidrogen - "jam penggera". Ia terdiri daripada lapisan sfera berselang-seli uranium, deuterium dan tritium. Semasa letupan nuklear cas pusat plutonium, tekanan dan suhu yang diperlukan telah dicipta untuk permulaan tindak balas termonuklear dalam lapisan lain bom. Walau bagaimanapun, "jam penggera" memerlukan pemula atom berkuasa tinggi, dan Amerika Syarikat (serta USSR) menghadapi masalah menghasilkan uranium dan plutonium gred senjata.
Pada musim gugur tahun 1948, Andrei Sakharov datang ke skema yang sama. Di Kesatuan Soviet, reka bentuk itu dipanggil "sloyka". Bagi USSR, yang tidak mempunyai masa untuk menghasilkan gred senjata uranium-235 dan plutonium-239 dalam kuantiti yang mencukupi, pes puff Sakharov adalah ubat penawar. Dan inilah sebabnya.
Dalam bom atom konvensional, uranium-238 semula jadi bukan sahaja tidak berguna (tenaga neutron semasa pereputan tidak mencukupi untuk memulakan pembelahan), tetapi juga berbahaya kerana ia tidak sabar-sabar menyerap neutron sekunder, melambatkan tindak balas rantai. Oleh itu, 90% uranium gred senjata terdiri daripada isotop uranium-235. Walau bagaimanapun, neutron yang terhasil daripada pelakuran termonuklear adalah 10 kali lebih bertenaga daripada neutron pembelahan, dan uranium-238 semulajadi yang disinari dengan neutron tersebut mula pembelahan dengan cemerlang. Bom baharu itu memungkinkan untuk menggunakan uranium-238, yang sebelum ini dianggap sebagai bahan buangan, sebagai bahan letupan.
Kemuncak "pes puff" Sakharov juga adalah penggunaan bahan kristal cahaya putih, litium deuteride 6LiD, bukannya tritium yang kekurangan akut.
Seperti yang dinyatakan di atas, campuran deuterium dan tritium menyala dengan lebih mudah daripada deuterium tulen. Walau bagaimanapun, di sinilah kelebihan tritium berakhir, dan hanya kelemahan yang kekal: dalam keadaan biasa, tritium adalah gas, yang menyebabkan kesukaran dengan penyimpanan; tritium adalah radioaktif dan mereput menjadi helium-3 yang stabil, yang secara aktif menggunakan neutron pantas yang sangat diperlukan, mengehadkan jangka hayat bom kepada beberapa bulan.
Litium deutrida bukan radioaktif, apabila disinari dengan neutron pembelahan perlahan - akibat daripada letupan fius atom - bertukar menjadi tritium. Oleh itu, sinaran daripada letupan atom primer serta-merta menghasilkan jumlah tritium yang mencukupi untuk tindak balas termonuklear selanjutnya, dan deuterium pada mulanya terdapat dalam litium deuterida.
Ia hanyalah bom seperti itu, RDS-6s, yang berjaya diuji pada 12 Ogos 1953 di menara tapak ujian Semipalatinsk. Kuasa letupan itu ialah 400 kiloton, dan masih terdapat perdebatan sama ada ia adalah letupan termonuklear sebenar atau letupan atom yang sangat berkuasa. Lagipun, tindak balas gabungan termonuklear dalam pes puff Sakharov menyumbang tidak lebih daripada 20% daripada jumlah kuasa cas. Sumbangan utama kepada letupan dibuat oleh tindak balas pereputan uranium-238 yang disinari oleh neutron pantas, berkat RDS-6s yang membuka era bom yang dipanggil "kotor".
Hakikatnya ialah pencemaran radioaktif utama berasal daripada produk pereputan (khususnya, strontium-90 dan cesium-137). Pada asasnya, "pastri puff" Sakharov adalah bom atom gergasi, hanya dipertingkatkan sedikit oleh tindak balas termonuklear. Bukan kebetulan bahawa hanya satu letupan "pastri puff" menghasilkan 82% strontium-90 dan 75% cesium-137, yang memasuki atmosfera sepanjang sejarah tapak ujian Semipalatinsk.
bom Amerika
Bagaimanapun, Amerikalah yang pertama meletupkan bom hidrogen itu. Pada 1 November 1952, peranti termonuklear Mike, dengan hasil 10 megaton, telah berjaya diuji di Elugelab Atoll di Lautan Pasifik. Sukar untuk memanggil peranti Amerika seberat 74 tan sebagai bom. "Mike" ialah peranti besar sebesar rumah dua tingkat, diisi dengan deuterium cecair pada suhu hampir sifar mutlak ("pastri puff" Sakharov ialah produk yang boleh diangkut sepenuhnya). Walau bagaimanapun, kemuncak "Mike" bukanlah saiznya, tetapi prinsip bijak memampatkan bahan letupan termonuklear.
Mari kita ingat bahawa idea utama bom hidrogen adalah untuk mewujudkan keadaan untuk pelakuran (tekanan dan suhu ultra-tinggi) melalui letupan nuklear. Dalam skim "sedutan", cas nuklear terletak di tengah, dan oleh itu ia tidak terlalu memampatkan deuterium tetapi menyebarkannya ke luar - meningkatkan jumlah bahan letupan termonuklear tidak membawa kepada peningkatan kuasa - ia tidak mempunyai masa untuk meletup. Inilah yang mengehadkan kuasa maksimum skim ini - "sedutan" paling berkuasa di dunia, Orange Herald, yang diletupkan oleh British pada 31 Mei 1957, hanya menghasilkan 720 kiloton.
Adalah sesuai jika kita boleh membuat fius atom meletup di dalam, memampatkan bahan letupan termonuklear. Tetapi bagaimana untuk melakukan ini? Edward Teller mengemukakan idea bernas: untuk memampatkan bahan api termonuklear bukan dengan tenaga mekanikal dan fluks neutron, tetapi dengan sinaran fius atom primer.
Dalam reka bentuk baharu Teller, unit atom pemula dipisahkan daripada unit termonuklear. Apabila cas atom dicetuskan, sinaran sinar-X mendahului gelombang kejutan dan merebak di sepanjang dinding badan silinder, menyejat dan menukar lapisan dalam polietilena badan bom menjadi plasma. Plasma, seterusnya, memancarkan semula sinar-X yang lebih lembut, yang diserap oleh lapisan luar silinder dalam uranium-238 - "penolak". Lapisan mula menguap secara meletup (fenomena ini dipanggil ablasi). Plasma uranium panas boleh dibandingkan dengan jet enjin roket yang sangat berkuasa, tujahan yang diarahkan ke dalam silinder dengan deuterium. Silinder uranium runtuh, tekanan dan suhu deuterium mencapai tahap kritikal. Tekanan yang sama memampatkan tiub plutonium pusat kepada jisim kritikal, dan ia meletup. Letupan fius plutonium menekan deuterium dari dalam, seterusnya memampatkan dan memanaskan bahan letupan termonuklear, yang meletup. Aliran neutron yang kuat membelah nukleus uranium-238 dalam "penolak", menyebabkan tindak balas pereputan sekunder. Semua ini berjaya berlaku sebelum saat gelombang letupan dari letupan nuklear utama mencapai unit termonuklear. Pengiraan semua peristiwa ini, yang berlaku dalam per bilion detik, memerlukan kuasa otak ahli matematik terkuat di planet ini. Pencipta "Mike" tidak mengalami seram daripada letupan 10-megaton, tetapi kegembiraan yang tidak dapat digambarkan - mereka berjaya bukan sahaja untuk memahami proses yang di dunia nyata berlaku hanya dalam teras bintang, tetapi juga untuk menguji teori mereka secara eksperimen dengan menetapkan sehingga bintang kecil mereka sendiri di Bumi.
Bravo
Setelah mengatasi Rusia dalam keindahan reka bentuk, orang Amerika tidak dapat membuat peranti mereka padat: mereka menggunakan deuterium supercooled cecair dan bukannya deuteride litium serbuk Sakharov. Di Los Alamos, mereka bertindak balas terhadap "pastri puff" Sakharov dengan sedikit iri hati: "daripada seekor lembu besar dengan baldi susu mentah, orang Rusia menggunakan beg susu tepung." Bagaimanapun, kedua-dua pihak gagal menyembunyikan rahsia antara satu sama lain. Pada 1 Mac 1954, berhampiran Atol Bikini, Amerika menguji bom 15 megaton "Bravo" menggunakan lithium deuteride, dan pada 22 November 1955, bom termonuklear dua peringkat Soviet pertama RDS-37 dengan kuasa 1.7 megaton. meletup di atas tapak ujian Semipalatinsk, merobohkan hampir separuh daripada tapak ujian. Sejak itu, reka bentuk bom termonuklear telah mengalami perubahan kecil (contohnya, perisai uranium muncul di antara bom permulaan dan cas utama) dan telah menjadi kanonik. Dan tiada lagi misteri alam berskala besar yang tersisa di dunia yang boleh diselesaikan dengan eksperimen yang begitu hebat. Mungkin kelahiran supernova.
Bom hidrogen
Senjata termonuklear- sejenis senjata pemusnah besar-besaran, kuasa pemusnah yang berdasarkan penggunaan tenaga tindak balas pelakuran nuklear unsur-unsur ringan kepada yang lebih berat (contohnya, sintesis dua nukleus atom deuterium (hidrogen berat) menjadi satu nukleus atom helium), yang membebaskan sejumlah besar tenaga. Mempunyai faktor pemusnah yang sama seperti senjata nuklear, senjata termonuklear mempunyai kuasa letupan yang lebih besar. Secara teorinya, ia hanya dihadkan oleh bilangan komponen yang ada. Perlu diingatkan bahawa pencemaran radioaktif daripada letupan termonuklear adalah lebih lemah daripada letupan atom, terutamanya berkaitan dengan kuasa letupan. Ini memberi alasan untuk memanggil senjata termonuklear "bersih". Istilah ini, yang muncul dalam kesusasteraan bahasa Inggeris, tidak lagi digunakan pada penghujung tahun 70-an.
Penerangan umum
Alat letupan termonuklear boleh dibina sama ada menggunakan deuterium cecair atau deuterium gas termampat. Tetapi kemunculan senjata termonuklear menjadi mungkin hanya terima kasih kepada jenis litium hidrida - litium-6 deuteride. Ini adalah sebatian isotop berat hidrogen - deuterium dan isotop litium dengan nombor jisim 6.
Litium-6 deuteride adalah bahan pepejal yang membolehkan anda menyimpan deuterium (keadaan biasa yang dalam keadaan normal adalah gas) pada suhu positif, dan, sebagai tambahan, komponen kedua - litium-6 - adalah bahan mentah untuk menghasilkan isotop hidrogen - tritium yang paling terhad. Sebenarnya, 6 Li adalah satu-satunya sumber industri tritium:
Amunisi termonuklear AS awal juga menggunakan litium deuteride semula jadi, yang mengandungi terutamanya isotop litium dengan nombor jisim 7. Ia juga berfungsi sebagai sumber tritium, tetapi untuk ini neutron yang terlibat dalam tindak balas mesti mempunyai tenaga 10 MeV atau lebih tinggi.
Untuk mencipta neutron dan suhu (kira-kira 50 juta darjah) yang diperlukan untuk memulakan tindak balas termonuklear, bom atom kecil mula-mula meletup dalam bom hidrogen. Letupan itu disertai dengan peningkatan mendadak dalam suhu, sinaran elektromagnet, dan kemunculan fluks neutron yang kuat. Hasil daripada tindak balas neutron dengan isotop litium, tritium terbentuk.
Kehadiran deuterium dan tritium pada suhu tinggi letupan bom atom memulakan tindak balas termonuklear (234), yang menghasilkan pelepasan utama tenaga semasa letupan bom hidrogen (termonuklear). Jika badan bom diperbuat daripada uranium semula jadi, maka neutron pantas (membawa 70% tenaga yang dibebaskan semasa tindak balas (242)) menyebabkan tindak balas pembelahan berantai yang tidak terkawal baru di dalamnya. Fasa ketiga letupan bom hidrogen berlaku. Dengan cara yang sama, letupan termonuklear dengan kuasa yang hampir tidak terhad dicipta.
Faktor kerosakan tambahan ialah sinaran neutron, yang berlaku semasa letupan bom hidrogen.
Peranti peluru termonuklear
Amunisi termonuklear wujud dalam bentuk bom udara ( hidrogen atau bom termonuklear), dan kepala peledak untuk peluru berpandu balistik dan jelajah.
cerita
USSR
Projek Soviet pertama peranti termonuklear menyerupai kek lapisan, dan oleh itu menerima nama kod "Sloyka". Reka bentuk ini dibangunkan pada tahun 1949 (walaupun sebelum ujian bom nuklear Soviet yang pertama) oleh Andrei Sakharov dan Vitaly Ginzburg dan mempunyai konfigurasi caj yang berbeza daripada reka bentuk pecahan Teller-Ulam yang terkenal sekarang. Dalam pertuduhan, lapisan bahan fisil berselang seli dengan lapisan bahan api gabungan - litium deuteride bercampur dengan tritium ("idea pertama Sakharov"). Caj pelakuran yang diletakkan di sekeliling cas pembelahan tidak berkesan dalam meningkatkan kuasa keseluruhan peranti (peranti Teller-Ulam moden boleh memberikan faktor pendaraban sehingga 30 kali ganda). Di samping itu, kawasan cas pembelahan dan pelakuran diselingi dengan bahan letupan konvensional - pemula tindak balas pembelahan utama, yang meningkatkan lagi jisim bahan letupan konvensional yang diperlukan. Peranti pertama jenis "Sloika" telah diuji pada tahun 1953, menerima nama "Joe-4" di Barat (ujian nuklear Soviet pertama menerima nama kod dari nama panggilan Amerika Joseph (Joseph) Stalin "Uncle Joe"). Kuasa letupan adalah bersamaan dengan 400 kiloton dengan kecekapan hanya 15 - 20%. Pengiraan telah menunjukkan bahawa penyebaran bahan tidak bertindak balas menghalang peningkatan kuasa melebihi 750 kiloton.
Selepas Amerika Syarikat menjalankan ujian Ivy Mike pada November 1952, yang membuktikan kemungkinan mencipta bom megaton, Kesatuan Soviet mula membangunkan projek lain. Seperti yang disebutkan oleh Andrei Sakharov dalam memoirnya, "idea kedua" telah dikemukakan oleh Ginzburg pada November 1948 dan dicadangkan menggunakan litium deuteride dalam bom, yang, apabila disinari dengan neutron, membentuk tritium dan membebaskan deuterium.
Pada penghujung tahun 1953, ahli fizik Viktor Davidenko mencadangkan meletakkan caj primer (pembelahan) dan sekunder (penyatuan) dalam jilid berasingan, sekali gus mengulangi skim Teller-Ulam. Langkah besar seterusnya telah dicadangkan dan dibangunkan oleh Sakharov dan Yakov Zeldovich pada musim bunga tahun 1954. Ia melibatkan penggunaan sinar-X daripada tindak balas pembelahan untuk memampatkan litium deuteride sebelum pelakuran ("beam implosion"). "Idea ketiga" Sakharov telah diuji semasa ujian RDS-37 1.6 megaton pada November 1955. Perkembangan selanjutnya idea ini mengesahkan ketiadaan praktikal sekatan asas ke atas kuasa cas termonuklear.
Kesatuan Soviet menunjukkan ini dengan ujian pada Oktober 1961, apabila bom 50-megaton yang dihantar oleh pengebom Tu-95 diletupkan di Novaya Zemlya. Kecekapan peranti adalah hampir 97%, dan ia pada mulanya direka untuk kuasa 100 megaton, yang kemudiannya dipotong separuh oleh keputusan pengurusan projek yang kuat. Ia adalah peranti termonuklear paling berkuasa yang pernah dibangunkan dan diuji di Bumi. Begitu kuat sehingga penggunaan praktikalnya sebagai senjata kehilangan semua makna, malah mengambil kira fakta bahawa ia telah diuji dalam bentuk bom siap.
USA
Idea bom gabungan nuklear yang dimulakan oleh cas atom telah dicadangkan oleh Enrico Fermi kepada rakan sekerjanya Edward Teller pada tahun 1941, pada permulaan Projek Manhattan. Teller menumpukan banyak kerjanya semasa Projek Manhattan untuk mengerjakan projek bom gabungan, agak mengabaikan bom atom itu sendiri. Tumpuannya pada kesukaran dan kedudukan "pembela syaitan" dalam perbincangan masalah memaksa Oppenheimer untuk mengetuai Teller dan ahli fizik "bermasalah" lain untuk berpihak.
Langkah penting dan konseptual pertama ke arah pelaksanaan projek sintesis telah diambil oleh kolaborator Teller Stanislav Ulam. Untuk memulakan pelakuran termonuklear, Ulam mencadangkan untuk memampatkan bahan api termonuklear sebelum memanaskannya, menggunakan faktor dari tindak balas pembelahan primer, dan juga meletakkan cas termonuklear secara berasingan daripada komponen nuklear utama bom. Cadangan ini memungkinkan untuk memindahkan pembangunan senjata termonuklear ke tahap praktikal. Berdasarkan ini, Teller mencadangkan bahawa sinaran x-ray dan gamma yang dihasilkan oleh letupan primer boleh memindahkan tenaga yang mencukupi kepada komponen sekunder, yang terletak dalam cangkerang biasa dengan primer, untuk menjalankan letupan (mampatan) yang mencukupi untuk memulakan tindak balas termonuklear . Teller dan penyokong dan penentangnya kemudian membincangkan sumbangan Ulam kepada teori yang mendasari mekanisme ini.