Trong quá trình xây dựng bãi thử hạt nhân tại bãi thử hạt nhân Semipalatinsk, ngày 12/8/1953, tôi đã phải sống sót sau vụ nổ quả bom khinh khí đầu tiên trên thế giới có sức công phá 400 kiloton, vụ nổ xảy ra bất ngờ. Mặt đất rung chuyển dưới chân chúng tôi như nước. Một làn sóng trên bề mặt trái đất truyền qua và nâng chúng tôi lên độ cao hơn một mét. Và chúng tôi đang ở cách tâm chấn vụ nổ khoảng 30km. Một loạt sóng không khí ném chúng tôi xuống đất. Tôi lăn qua nó vài mét, giống như những mảnh gỗ. Có một tiếng gầm hoang dã. Tia chớp lóe lên chói lóa. Họ truyền cảm hứng cho sự khủng bố động vật.
Khi chúng tôi, những người quan sát cơn ác mộng này, đứng dậy, một cây nấm hạt nhân đang treo lơ lửng phía trên chúng tôi. Hơi ấm tỏa ra từ nó và một âm thanh nứt vỡ vang lên. Tôi nhìn mê mẩn thân cây nấm khổng lồ. Đột nhiên một chiếc máy bay bay tới chỗ anh ta và bắt đầu thực hiện những cú rẽ quái dị. Tôi tưởng đó là một phi công anh hùng đang lấy mẫu không khí có chất phóng xạ. Sau đó, máy bay lao vào thân cây nấm và biến mất... Thật kinh ngạc và đáng sợ.
Quả thực có máy bay, xe tăng và các thiết bị khác trên sân tập. Nhưng những cuộc điều tra sau đó cho thấy không một chiếc máy bay nào lấy mẫu không khí từ cây nấm hạt nhân. Đây có thực sự là một ảo giác? Bí ẩn đã được giải quyết sau đó. Tôi nhận ra rằng đây là hiệu ứng ống khói có quy mô khổng lồ. Không có máy bay hay xe tăng nào trên sân sau vụ nổ. Nhưng các chuyên gia tin rằng chúng bay hơi do nhiệt độ cao. Tôi tin rằng họ chỉ đơn giản là bị hút vào nấm lửa. Những quan sát và ấn tượng của tôi đã được xác nhận bởi những bằng chứng khác.
Vào ngày 22 tháng 11 năm 1955, một vụ nổ thậm chí còn mạnh hơn đã được thực hiện. Sức nổ của bom hydro là 600 kiloton. Chúng tôi đã chuẩn bị địa điểm cho vụ nổ mới này cách tâm chấn của vụ nổ hạt nhân trước đó 2,5 km. Lớp vỏ phóng xạ tan chảy của trái đất bị chôn vùi ngay trong các rãnh do máy ủi đào; Họ đang chuẩn bị một lô thiết bị mới được cho là có thể đốt cháy trong ngọn lửa của bom hydro. Người đứng đầu việc xây dựng địa điểm thử nghiệm Semipalatinsk là R. E. Ruzanov. Anh ấy đã để lại một mô tả đầy sức gợi về vụ nổ thứ hai này.
Cư dân của “Bereg” (thị trấn dân cư của những người thử nghiệm), nay là thành phố Kurchatov, thức dậy lúc 5 giờ sáng. Đó là -15°C. Mọi người được đưa đến sân vận động. Cửa sổ và cửa ra vào trong các ngôi nhà đều bị bỏ ngỏ.
Đúng giờ đã định, một chiếc máy bay khổng lồ xuất hiện cùng với các máy bay chiến đấu.
Ánh chớp của vụ nổ xảy ra bất ngờ và đáng sợ. Cô ấy sáng hơn Mặt trời. Nắng đã tắt. Nó biến mất. Những đám mây đã biến mất. Bầu trời chuyển sang màu đen và xanh. Có một đòn mạnh khủng khiếp. Anh ấy đến sân vận động cùng với những người thử nghiệm. Sân vận động cách tâm chấn 60 km. Mặc dù vậy, làn sóng không khí đã hất văng mọi người xuống đất và ném họ hàng chục mét về phía khán đài. Hàng ngàn người đã bị đánh gục. Có một tiếng kêu hoang dã từ đám đông này. Phụ nữ và trẻ em la hét. Toàn bộ sân vận động tràn ngập tiếng rên rỉ vì bị thương và đau đớn, khiến mọi người ngay lập tức bị sốc. Sân vận động với những người thử nghiệm và người dân thị trấn chìm trong bụi. Thành phố cũng không thể nhìn thấy được khỏi bụi. Đường chân trời nơi sân tập đang sôi sục trong những đám mây lửa. Chân nấm nguyên tử dường như cũng đang sôi sục. Cô ấy đang di chuyển. Dường như một đám mây sôi sục sắp tiến đến sân vận động và bao trùm tất cả chúng tôi. Có thể thấy rõ ràng xe tăng, máy bay và các bộ phận của các công trình bị phá hủy được xây dựng đặc biệt trên sân tập bắt đầu bị hút vào đám mây từ mặt đất và biến mất trong đó. ! Mọi người đều bị choáng ngợp bởi sự tê liệt và kinh hoàng.
Đột nhiên, thân của một cây nấm hạt nhân thoát ra khỏi đám mây sôi phía trên. Đám mây bay lên cao hơn và chân chìm xuống đất. Lúc đó mọi người mới tỉnh táo lại. Mọi người đổ xô về nhà. Không có cửa sổ, cửa ra vào, mái nhà hoặc đồ đạc. Mọi thứ đều nằm rải rác xung quanh. Những người bị thương trong quá trình kiểm tra đã được nhanh chóng thu thập và đưa đến bệnh viện...
Một tuần sau, các sĩ quan đến từ địa điểm thử nghiệm Semipalatinsk thì thầm về cảnh tượng quái dị này. Về những đau khổ mà con người phải chịu đựng. Về xe tăng bay trên không. So sánh những câu chuyện này với những quan sát của mình, tôi nhận ra rằng mình đã chứng kiến một hiện tượng có thể gọi là hiệu ứng ống khói. Chỉ ở quy mô khổng lồ.
Trong vụ nổ hydro, những khối nhiệt khổng lồ bị tách ra khỏi bề mặt trái đất và di chuyển về phía trung tâm của cây nấm. Hiệu ứng này phát sinh do nhiệt độ khủng khiếp do vụ nổ hạt nhân tạo ra. Trong giai đoạn đầu của vụ nổ, nhiệt độ là 30 nghìn độ C. Ở chân nấm hạt nhân ít nhất là 8 nghìn. Một lực hút cực lớn và khủng khiếp xuất hiện, hút bất kỳ vật thể nào đứng tại khu vực thử nghiệm vào tâm vụ nổ. Vì vậy, chiếc máy bay mà tôi nhìn thấy trong vụ nổ hạt nhân đầu tiên không phải là ảo giác. Anh ta chỉ đơn giản là bị kéo vào thân cây nấm, và anh ta đã thực hiện những cú rẽ đáng kinh ngạc ở đó...
Quá trình mà tôi quan sát được trong vụ nổ bom hydro rất nguy hiểm. Không chỉ bởi nhiệt độ cao mà còn bởi hiệu ứng mà tôi hiểu được về sự hấp thụ của các khối lượng khổng lồ, có thể là lớp vỏ không khí hoặc nước của Trái đất.
Tính toán của tôi vào năm 1962 cho thấy nếu một cây nấm hạt nhân xuyên qua bầu khí quyển ở độ cao lớn, nó có thể gây ra thảm họa hành tinh. Khi cây nấm bay lên độ cao 30 km, quá trình hút khối nước-không khí của Trái đất vào không gian sẽ bắt đầu. Máy hút bụi sẽ bắt đầu hoạt động giống như một chiếc máy bơm. Trái đất sẽ mất đi lớp vỏ không khí và nước cùng với sinh quyển. Nhân loại sẽ diệt vong.
Tôi tính toán rằng đối với quá trình tận thế này, một quả bom nguyên tử chỉ 2 nghìn kiloton là đủ, tức là chỉ gấp ba lần sức mạnh của vụ nổ hydro thứ hai. Đây là kịch bản đơn giản nhất do con người tạo ra cho cái chết của nhân loại.
Đã có lúc tôi bị cấm nói về nó. Hôm nay tôi coi nhiệm vụ của mình là phải nói về mối đe dọa đối với nhân loại một cách trực tiếp và cởi mở.
Dự trữ vũ khí hạt nhân khổng lồ đã được tích lũy trên Trái đất. Các lò phản ứng của nhà máy điện hạt nhân đang hoạt động trên khắp thế giới. Họ có thể trở thành con mồi cho những kẻ khủng bố. Vụ nổ của những vật thể này có thể đạt tới sức mạnh lớn hơn 2 nghìn kiloton. Có khả năng kịch bản về cái chết của nền văn minh đã được chuẩn bị sẵn.
Điều gì tiếp theo từ điều này? Cần phải bảo vệ các cơ sở hạt nhân khỏi khả năng khủng bố một cách cẩn thận đến mức chúng hoàn toàn không thể tiếp cận được. Nếu không, thảm họa hành tinh là không thể tránh khỏi.
Sergey Alekseenko
người tham gia xây dựng
Hạt nhân Semipolatinsk
Ivy Mike - cuộc thử nghiệm bom hydro trong khí quyển đầu tiên được Hoa Kỳ thực hiện tại đảo san hô Eniwetak vào ngày 1 tháng 11 năm 1952.
65 năm trước, Liên Xô đã cho nổ quả bom nhiệt hạch đầu tiên. Vũ khí này hoạt động như thế nào, nó có thể làm gì và không thể làm gì? Vào ngày 12 tháng 8 năm 1953, quả bom nhiệt hạch “thực tế” đầu tiên được kích nổ ở Liên Xô. Chúng tôi sẽ kể cho bạn nghe về lịch sử hình thành của nó và tìm hiểu xem có đúng là loại đạn như vậy hầu như không gây ô nhiễm môi trường nhưng có thể hủy diệt thế giới hay không.
Ý tưởng về vũ khí nhiệt hạch, trong đó hạt nhân nguyên tử được hợp nhất chứ không phải tách ra, như trong bom nguyên tử, xuất hiện không muộn hơn năm 1941. Nó đến với tâm trí của các nhà vật lý Enrico Fermi và Edward Teller. Cùng lúc đó, họ tham gia vào Dự án Manhattan và giúp tạo ra những quả bom được thả xuống Hiroshima và Nagasaki. Việc thiết kế vũ khí nhiệt hạch hóa ra khó khăn hơn nhiều.
Bạn có thể hiểu đại khái rằng bom nhiệt hạch phức tạp hơn bom nguyên tử bao nhiêu bởi thực tế là các nhà máy điện hạt nhân đang hoạt động từ lâu đã trở nên phổ biến, còn các nhà máy điện nhiệt hạch đang hoạt động và thực tế vẫn là khoa học viễn tưởng.
Để các hạt nhân nguyên tử có thể kết hợp với nhau, chúng phải được nung nóng đến hàng triệu độ. Người Mỹ đã được cấp bằng sáng chế cho một thiết kế cho phép thực hiện điều này vào năm 1946 (dự án được gọi không chính thức là Super), nhưng họ chỉ nhớ ra nó ba năm sau, khi Liên Xô thử nghiệm thành công bom hạt nhân.
Tổng thống Mỹ Harry Truman nói rằng bước đột phá của Liên Xô nên được đáp trả bằng “cái gọi là hydro, hay siêu bom”.
Đến năm 1951, người Mỹ đã lắp ráp thiết bị này và tiến hành thử nghiệm với mật danh "George". Thiết kế này là một hình xuyến - hay nói cách khác là một chiếc bánh rán - với các đồng vị nặng là hydro, deuterium và tritium. Chúng được chọn vì những hạt nhân như vậy dễ hợp nhất hơn hạt nhân hydro thông thường. Cầu chì là một quả bom hạt nhân. Vụ nổ đã nén deuterium và tritium, chúng hợp nhất, tạo ra một dòng neutron nhanh và đốt cháy tấm uranium. Trong một quả bom nguyên tử thông thường, nó không phân hạch: chỉ có neutron chậm, không thể khiến đồng vị ổn định của uranium phân hạch. Mặc dù năng lượng nhiệt hạch hạt nhân chiếm xấp xỉ 10% tổng năng lượng của vụ nổ George, nhưng việc “đánh lửa” uranium-238 đã cho phép vụ nổ mạnh gấp đôi bình thường, lên tới 225 kiloton.
Do có thêm uranium, vụ nổ mạnh gấp đôi so với bom nguyên tử thông thường. Nhưng phản ứng tổng hợp nhiệt hạch chỉ chiếm 10% năng lượng giải phóng: các thử nghiệm cho thấy hạt nhân hydro không bị nén đủ mạnh.
Sau đó, nhà toán học Stanislav Ulam đề xuất một cách tiếp cận khác - cầu chì hạt nhân hai giai đoạn. Ý tưởng của ông là đặt một thanh plutonium vào vùng “hydro” của thiết bị. Vụ nổ của cầu chì đầu tiên đã “đốt cháy” plutonium, hai sóng xung kích và hai luồng tia X va chạm nhau - áp suất và nhiệt độ tăng đủ để bắt đầu phản ứng tổng hợp nhiệt hạch. Thiết bị mới đã được thử nghiệm trên đảo san hô Enewetak ở Thái Bình Dương vào năm 1952 - sức công phá của quả bom đã là 10 megaton TNT.
Tuy nhiên, thiết bị này cũng không phù hợp để sử dụng làm vũ khí quân sự.
Để các hạt nhân hydro hợp nhất, khoảng cách giữa chúng phải tối thiểu, do đó deuterium và tritium được làm lạnh đến trạng thái lỏng, gần như bằng không tuyệt đối. Điều này đòi hỏi phải lắp đặt hệ thống đông lạnh khổng lồ. Thiết bị nhiệt hạch thứ hai, về cơ bản là một phiên bản mở rộng của George, nặng 70 tấn - bạn không thể thả nó từ máy bay.
Liên Xô bắt đầu phát triển bom nhiệt hạch muộn hơn: kế hoạch đầu tiên chỉ được các nhà phát triển Liên Xô đề xuất vào năm 1949. Nó được cho là sử dụng lithium deuteride. Đây là kim loại, một chất rắn, không cần phải hóa lỏng, và do đó, một chiếc tủ lạnh cồng kềnh, như phiên bản Mỹ, không còn cần thiết nữa. Điều quan trọng không kém là lithium-6, khi bị bắn phá bằng neutron từ vụ nổ, sẽ tạo ra helium và tritium, giúp đơn giản hóa hơn nữa quá trình tổng hợp hạt nhân tiếp theo.
Bom RDS-6s đã sẵn sàng vào năm 1953. Không giống như các thiết bị nhiệt hạch hiện đại và của Mỹ, nó không chứa thanh plutonium. Sơ đồ này được gọi là “thổi phồng”: các lớp lithium deuteride được xen kẽ với các lớp uranium. Vào ngày 12 tháng 8, RDS-6 đã được thử nghiệm tại bãi thử nghiệm Semipalatinsk.
Sức mạnh của vụ nổ là 400 kiloton TNT - ít hơn 25 lần so với lần thử thứ hai của người Mỹ. Nhưng RDS-6 có thể bị rơi từ trên không. Loại bom tương tự sẽ được sử dụng trên tên lửa đạn đạo xuyên lục địa. Và vào năm 1955, Liên Xô đã cải tiến đứa con tinh thần nhiệt hạch của mình, trang bị cho nó một thanh plutonium.
Ngày nay, hầu như tất cả các thiết bị nhiệt hạch - thậm chí cả những thiết bị của Triều Tiên - đều là sự kết hợp giữa các thiết kế thời kỳ đầu của Liên Xô và Mỹ. Tất cả đều sử dụng lithium deuteride làm nhiên liệu và đốt cháy nó bằng ngòi nổ hạt nhân hai giai đoạn.
Như đã biết từ các rò rỉ, ngay cả đầu đạn nhiệt hạch hiện đại nhất của Mỹ, W88, cũng tương tự như RDS-6c: các lớp lithium deuteride được xen kẽ với uranium.
Sự khác biệt là các loại đạn nhiệt hạch hiện đại không phải là những con quái vật nhiều megaton như Tsar Bomba, mà là những hệ thống có sức công phá hàng trăm kiloton, như RDS-6. Không ai có đầu đạn megaton trong kho vũ khí của mình, vì về mặt quân sự, hàng chục đầu đạn kém mạnh hơn có giá trị hơn một đầu đạn mạnh: điều này cho phép bạn bắn trúng nhiều mục tiêu hơn.
Kỹ thuật viên làm việc với đầu đạn nhiệt hạch W80 của Mỹ
Điều bom nhiệt hạch không thể làm được
Hydro là một nguyên tố cực kỳ phổ biến; nó có đủ trong bầu khí quyển Trái đất.
Đã có lúc có tin đồn rằng một vụ nổ nhiệt hạch đủ mạnh có thể gây ra phản ứng dây chuyền và toàn bộ không khí trên hành tinh của chúng ta sẽ bị đốt cháy. Nhưng đây là một huyền thoại.
Không chỉ khí mà cả hydro lỏng cũng không đủ đậm đặc để bắt đầu phản ứng tổng hợp nhiệt hạch. Nó cần được nén và làm nóng bằng vụ nổ hạt nhân, tốt nhất là từ các phía khác nhau, như được thực hiện với cầu chì hai giai đoạn. Không có những điều kiện như vậy trong khí quyển nên các phản ứng tổng hợp hạt nhân tự duy trì là không thể xảy ra ở đó.
Đây không phải là quan niệm sai lầm duy nhất về vũ khí nhiệt hạch. Người ta thường nói rằng một vụ nổ “sạch hơn” so với vụ nổ hạt nhân: họ nói rằng khi hạt nhân hydro hợp nhất, sẽ có ít “mảnh vỡ” hơn - những hạt nhân nguyên tử tồn tại trong thời gian ngắn nguy hiểm tạo ra ô nhiễm phóng xạ - so với khi hạt nhân uranium phân hạch.
Quan niệm sai lầm này dựa trên thực tế là trong một vụ nổ nhiệt hạch, phần lớn năng lượng được cho là được giải phóng do sự hợp nhất của hạt nhân. Không phải như vậy. Đúng, Tsar Bomba là như vậy, nhưng chỉ vì “lớp áo” uranium của nó được thay bằng chì để thử nghiệm. Cầu chì hai giai đoạn hiện đại dẫn đến ô nhiễm phóng xạ đáng kể.
Khu vực có thể bị hủy diệt hoàn toàn bởi bom Sa hoàng, được vẽ trên bản đồ Paris. Vòng tròn màu đỏ là vùng bị hủy diệt hoàn toàn (bán kính 35 km). Vòng tròn màu vàng có kích thước bằng quả cầu lửa (bán kính 3,5 km).
Đúng là vẫn có một phần sự thật trong huyền thoại về quả bom “sạch”. Lấy đầu đạn nhiệt hạch tốt nhất của Mỹ, W88. Nếu nó phát nổ ở độ cao tối ưu phía trên thành phố, khu vực bị tàn phá nghiêm trọng trên thực tế sẽ trùng với khu vực bị nhiễm phóng xạ, nguy hiểm đến tính mạng. Hầu như sẽ có rất ít trường hợp tử vong do bệnh phóng xạ: mọi người sẽ chết vì chính vụ nổ chứ không phải do phóng xạ.
Một huyền thoại khác nói rằng vũ khí nhiệt hạch có khả năng hủy diệt toàn bộ nền văn minh nhân loại và thậm chí cả sự sống trên Trái đất. Điều này thực tế cũng bị loại trừ. Năng lượng của vụ nổ được phân bổ theo ba chiều, do đó, khi sức mạnh của đạn tăng lên hàng nghìn lần, bán kính tác dụng hủy diệt chỉ tăng gấp mười lần - đầu đạn megaton có bán kính hủy diệt chỉ lớn hơn mười lần so với đầu đạn megaton. một đầu đạn chiến thuật, kiloton.
66 triệu năm trước, một vụ va chạm với tiểu hành tinh đã dẫn đến sự tuyệt chủng của hầu hết các loài động vật và thực vật trên cạn. Công suất va chạm là khoảng 100 triệu megaton - gấp 10 nghìn lần tổng công suất của tất cả các kho vũ khí nhiệt hạch trên Trái đất. 790 nghìn năm trước, một tiểu hành tinh đã va chạm với hành tinh này, sức va chạm là một triệu megaton, nhưng không có dấu vết nào của sự tuyệt chủng dù ở mức độ vừa phải (bao gồm cả chi Homo của chúng ta) xảy ra sau đó. Cả cuộc sống nói chung và con người đều mạnh mẽ hơn nhiều so với vẻ ngoài của họ.
Sự thật về vũ khí nhiệt hạch không phổ biến như những huyền thoại. Ngày nay mọi chuyện diễn ra như sau: kho vũ khí nhiệt hạch gồm đầu đạn nhỏ gọn có công suất trung bình mang lại sự cân bằng chiến lược mong manh, do đó không ai có thể tự do tấn công các quốc gia khác trên thế giới bằng vũ khí nguyên tử. Nỗi sợ hãi về một phản ứng nhiệt hạch là quá đủ để răn đe.
Nội dung của bài viết
H-BOMB, một loại vũ khí có sức công phá lớn (theo thứ tự megaton tương đương với TNT), nguyên lý hoạt động của nó dựa trên phản ứng tổng hợp nhiệt hạch của các hạt nhân nhẹ. Nguồn năng lượng vụ nổ là các quá trình tương tự như các quá trình xảy ra trên Mặt trời và các ngôi sao khác.
Phản ứng nhiệt hạch.
Phần bên trong Mặt trời chứa một lượng hydro khổng lồ, ở trạng thái nén cực cao ở nhiệt độ xấp xỉ. 15.000.000 K. Ở nhiệt độ và mật độ plasma cao như vậy, các hạt nhân hydro liên tục va chạm với nhau, một số va chạm dẫn đến sự hợp nhất của chúng và cuối cùng là hình thành hạt nhân helium nặng hơn. Những phản ứng như vậy, được gọi là phản ứng tổng hợp nhiệt hạch, đi kèm với việc giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ. Theo các định luật vật lý, sự giải phóng năng lượng trong quá trình tổng hợp nhiệt hạch là do trong quá trình hình thành hạt nhân nặng hơn, một phần khối lượng của hạt nhân nhẹ có trong thành phần của nó được chuyển thành một lượng năng lượng khổng lồ. Đó là lý do tại sao Mặt trời, có khối lượng khổng lồ, mất đi khoảng mỗi ngày trong quá trình phản ứng tổng hợp nhiệt hạch. 100 tỷ tấn vật chất và giải phóng năng lượng, nhờ đó sự sống trên Trái đất trở nên khả thi.
Đồng vị của hydro.
Nguyên tử hydro là nguyên tử đơn giản nhất trong số tất cả các nguyên tử hiện có. Nó bao gồm một proton, là hạt nhân của nó, xung quanh đó có một electron quay. Các nghiên cứu kỹ lưỡng về nước (H 2 O) đã chỉ ra rằng nó chứa một lượng không đáng kể nước “nặng” chứa “đồng vị nặng” hydro - deuterium (2 H). Hạt nhân deuterium bao gồm một proton và neutron - một hạt trung tính có khối lượng gần bằng proton.
Có một đồng vị thứ ba của hydro, tritium, hạt nhân của nó chứa một proton và hai neutron. Tritium không ổn định và trải qua quá trình phân rã phóng xạ tự phát, biến thành đồng vị của helium. Dấu vết của tritium đã được tìm thấy trong bầu khí quyển Trái đất, nơi nó được hình thành do sự tương tác của các tia vũ trụ với các phân tử khí tạo nên không khí. Tritium được sản xuất nhân tạo trong lò phản ứng hạt nhân bằng cách chiếu xạ đồng vị lithium-6 bằng dòng neutron.
Sự phát triển của bom hydro.
Phân tích lý thuyết sơ bộ đã chỉ ra rằng phản ứng tổng hợp nhiệt hạch được thực hiện dễ dàng nhất trong hỗn hợp deuterium và tritium. Lấy điều này làm cơ sở, các nhà khoa học Mỹ vào đầu năm 1950 đã bắt đầu thực hiện dự án chế tạo bom hydro (HB). Các cuộc thử nghiệm đầu tiên của một thiết bị hạt nhân kiểu mẫu được thực hiện tại địa điểm thử nghiệm Enewetak vào mùa xuân năm 1951; phản ứng tổng hợp nhiệt hạch chỉ là một phần. Thành công đáng kể đã đạt được vào ngày 1 tháng 11 năm 1951 trong quá trình thử nghiệm một thiết bị hạt nhân cỡ lớn, sức nổ của nó tương đương 4 × 8 Mt TNT.
Quả bom hydro đầu tiên được kích nổ ở Liên Xô vào ngày 12 tháng 8 năm 1953 và vào ngày 1 tháng 3 năm 1954, người Mỹ đã cho nổ một quả bom trên không mạnh hơn (khoảng 15 Mt) trên đảo san hô Bikini. Kể từ đó, cả hai cường quốc đã thực hiện các vụ nổ vũ khí megaton tiên tiến.
Vụ nổ ở đảo san hô Bikini đi kèm với việc giải phóng một lượng lớn chất phóng xạ. Một số trong số chúng rơi cách nơi xảy ra vụ nổ trên tàu cá Nhật Bản "Lucky Dragon" hàng trăm km, trong khi một số khác bao phủ đảo Rongelap. Vì phản ứng tổng hợp nhiệt hạch tạo ra helium ổn định, nên độ phóng xạ từ vụ nổ của bom hydro nguyên chất sẽ không lớn hơn độ phóng xạ của ngòi nổ nguyên tử của phản ứng nhiệt hạch. Tuy nhiên, trong trường hợp đang xem xét, bụi phóng xạ dự đoán và thực tế khác nhau đáng kể về số lượng và thành phần.
Cơ chế hoạt động của bom hydro.
Trình tự các quá trình xảy ra trong vụ nổ bom hydro có thể được biểu diễn như sau. Đầu tiên, điện tích khởi tạo phản ứng nhiệt hạch (một quả bom nguyên tử nhỏ) nằm bên trong vỏ HB phát nổ, tạo ra tia neutron và tạo ra nhiệt độ cao cần thiết để bắt đầu phản ứng tổng hợp nhiệt hạch. Các neutron bắn phá một vật chèn làm từ lithium deuteride, một hợp chất của deuterium và lithium (một đồng vị lithium có số khối 6 được sử dụng). Lithium-6 bị phân tách thành helium và tritium dưới tác dụng của neutron. Do đó, ngòi nổ nguyên tử tạo ra các vật liệu cần thiết để tổng hợp trực tiếp trong chính quả bom thực tế.
Sau đó, một phản ứng nhiệt hạch bắt đầu trong hỗn hợp deuterium và tritium, nhiệt độ bên trong quả bom tăng lên nhanh chóng, ngày càng có nhiều hydro tham gia vào quá trình tổng hợp. Khi nhiệt độ tăng thêm, phản ứng giữa hạt nhân deuterium, đặc trưng của bom hydro nguyên chất, có thể bắt đầu. Tất nhiên, tất cả các phản ứng đều xảy ra nhanh đến mức chúng được coi là tức thời.
Phân hạch, hợp hạch, phân hạch (siêu bom).
Trên thực tế, trong một quả bom, chuỗi các quá trình được mô tả ở trên kết thúc ở giai đoạn phản ứng của deuterium với tritium. Hơn nữa, các nhà thiết kế bom đã chọn không sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân mà sử dụng phản ứng phân hạch hạt nhân. Sự hợp nhất của hạt nhân deuterium và tritium tạo ra helium và neutron nhanh, năng lượng của chúng đủ cao để gây ra sự phân hạch hạt nhân của uranium-238 (đồng vị chính của uranium, rẻ hơn nhiều so với uranium-235 được sử dụng trong bom nguyên tử thông thường). Các neutron nhanh phân chia các nguyên tử của vỏ uranium của siêu bom. Sự phân hạch của một tấn uranium tạo ra năng lượng tương đương với 18 Mt. Năng lượng không chỉ dùng để bùng nổ và sinh nhiệt. Mỗi hạt nhân uranium chia thành hai “mảnh” có tính phóng xạ cao. Sản phẩm phân hạch bao gồm 36 nguyên tố hóa học khác nhau và gần 200 đồng vị phóng xạ. Tất cả điều này tạo thành bụi phóng xạ đi kèm với các vụ nổ siêu bom.
Nhờ thiết kế độc đáo và cơ chế hoạt động được mô tả, loại vũ khí này có thể được chế tạo mạnh mẽ như mong muốn. Nó rẻ hơn nhiều so với bom nguyên tử có cùng sức mạnh.
Hậu quả của vụ nổ.
Sóng xung kích và hiệu ứng nhiệt.
Tác động trực tiếp (chính) của vụ nổ siêu bom gấp ba lần. Tác động trực tiếp rõ ràng nhất là một làn sóng xung kích có cường độ cực lớn. Độ mạnh của tác động của nó, tùy thuộc vào sức mạnh của quả bom, độ cao của vụ nổ so với bề mặt trái đất và tính chất của địa hình, giảm dần theo khoảng cách từ tâm vụ nổ. Tác động nhiệt của vụ nổ được xác định bởi các yếu tố giống nhau, nhưng cũng phụ thuộc vào độ trong suốt của không khí - sương mù làm giảm đáng kể khoảng cách mà tia lửa nhiệt có thể gây bỏng nghiêm trọng.
Theo tính toán, trong một vụ nổ trong bầu khí quyển của quả bom 20 megaton, con người sẽ sống sót trong 50% trường hợp nếu họ 1) trú ẩn trong một nơi trú ẩn bằng bê tông cốt thép dưới lòng đất ở khoảng cách khoảng 8 km tính từ tâm chấn của trận động đất. vụ nổ (E), 2) xảy ra trong các tòa nhà đô thị thông thường ở khoảng cách khoảng . 15 km từ EV, 3) thấy mình đang ở một nơi thoáng đãng với khoảng cách khoảng. Cách EV 20 km. Trong điều kiện tầm nhìn kém và ở khoảng cách ít nhất 25 km, nếu bầu không khí trong lành, đối với người dân ở khu vực thoáng đãng, khả năng sống sót tăng nhanh theo khoảng cách từ tâm chấn; ở khoảng cách 32 km giá trị tính toán của nó là hơn 90%. Khu vực mà bức xạ xuyên thấu tạo ra trong một vụ nổ gây tử vong tương đối nhỏ, ngay cả trong trường hợp siêu bom công suất cao.
Quả cầu lửa.
Tùy thuộc vào thành phần và khối lượng vật liệu dễ cháy có trong quả cầu lửa, những cơn bão lửa khổng lồ tự duy trì có thể hình thành và hoành hành trong nhiều giờ. Tuy nhiên, hậu quả nguy hiểm nhất (dù là thứ yếu) của vụ nổ là ô nhiễm phóng xạ ra môi trường.
Ngã ra ngoài.
Chúng được hình thành như thế nào.
Khi một quả bom phát nổ, quả cầu lửa tạo ra chứa đầy một lượng lớn hạt phóng xạ. Thông thường, những hạt này nhỏ đến mức một khi chúng chạm tới tầng trên của bầu khí quyển, chúng có thể tồn tại ở đó trong một thời gian dài. Nhưng nếu một quả cầu lửa tiếp xúc với bề mặt Trái đất, nó sẽ biến mọi thứ trên đó thành bụi và tro nóng và hút chúng thành một cơn lốc xoáy rực lửa. Trong cơn lốc lửa, chúng trộn lẫn và liên kết với các hạt phóng xạ. Bụi phóng xạ, ngoại trừ loại lớn nhất, không lắng xuống ngay lập tức. Bụi mịn hơn được đám mây thu được mang đi và dần dần rơi ra ngoài khi nó di chuyển theo gió. Ngay tại nơi xảy ra vụ nổ, bụi phóng xạ có thể cực kỳ mạnh - chủ yếu là bụi lớn lắng đọng trên mặt đất. Cách địa điểm vụ nổ hàng trăm km và ở khoảng cách xa hơn, các hạt tro nhỏ nhưng vẫn có thể nhìn thấy rơi xuống đất. Chúng thường tạo thành một lớp phủ tương tự như tuyết rơi, gây tử vong cho bất kỳ ai tình cờ ở gần. Ngay cả những hạt nhỏ hơn và vô hình, trước khi lắng xuống mặt đất, có thể lang thang trong bầu khí quyển trong nhiều tháng, thậm chí nhiều năm, bay vòng quanh địa cầu nhiều lần. Khi chúng rơi ra ngoài, tính phóng xạ của chúng yếu đi đáng kể. Bức xạ nguy hiểm nhất vẫn là stronti-90 với chu kỳ bán rã 28 năm. Sự mất mát của nó được quan sát rõ ràng trên toàn thế giới. Khi định cư trên lá và cỏ, nó xâm nhập vào chuỗi thức ăn trong đó có con người. Kết quả của việc này là một lượng đáng chú ý, mặc dù chưa nguy hiểm, đã được tìm thấy trong xương của cư dân ở hầu hết các quốc gia. Sự tích tụ strontium-90 trong xương người về lâu dài rất nguy hiểm vì dẫn đến hình thành các khối u xương ác tính.
Khu vực bị ô nhiễm lâu dài do bụi phóng xạ.
Trong trường hợp xảy ra chiến sự, việc sử dụng bom hydro sẽ dẫn đến ô nhiễm phóng xạ ngay lập tức cho một khu vực trong bán kính khoảng. Cách tâm vụ nổ 100 km. Nếu siêu bom phát nổ, diện tích hàng chục nghìn km2 sẽ bị ô nhiễm. Diện tích hủy diệt khổng lồ như vậy chỉ bằng một quả bom khiến nó trở thành một loại vũ khí hoàn toàn mới. Ngay cả khi siêu bom không bắn trúng mục tiêu, tức là. sẽ không tác động vào vật thể bằng các hiệu ứng nhiệt sốc, bức xạ xuyên thấu và bụi phóng xạ đi kèm vụ nổ sẽ khiến không gian xung quanh không thể ở được. Lượng mưa như vậy có thể tiếp tục trong nhiều ngày, nhiều tuần và thậm chí nhiều tháng. Tùy thuộc vào số lượng của chúng, cường độ bức xạ có thể đạt tới mức chết người. Một số lượng siêu bom tương đối nhỏ cũng đủ để bao phủ hoàn toàn một đất nước rộng lớn bằng một lớp bụi phóng xạ gây chết người cho mọi sinh vật. Vì vậy, việc tạo ra siêu bom đã đánh dấu sự khởi đầu của một kỷ nguyên có khả năng khiến toàn bộ lục địa không thể ở được. Thậm chí rất lâu sau khi chấm dứt tiếp xúc trực tiếp với bụi phóng xạ, mối nguy hiểm do độc tính phóng xạ cao của các đồng vị như strontium-90 vẫn còn tồn tại. Với thực phẩm trồng trên đất bị nhiễm đồng vị này, chất phóng xạ sẽ xâm nhập vào cơ thể con người.
Có một số lượng đáng kể các câu lạc bộ chính trị khác nhau trên thế giới. G7, bây giờ là G20, BRICS, SCO, NATO, Liên minh Châu Âu, ở một mức độ nào đó. Tuy nhiên, không câu lạc bộ nào trong số này có thể tự hào về một chức năng độc đáo - khả năng hủy diệt thế giới như chúng ta biết. “Câu lạc bộ hạt nhân” cũng có khả năng tương tự.
Ngày nay có 9 quốc gia có vũ khí hạt nhân:
- Nga;
- Nước Anh;
- Pháp;
- Ấn Độ
- Pakistan;
- Người israel;
- CHDCND Triều Tiên.
Các quốc gia được xếp hạng khi họ có được vũ khí hạt nhân trong kho vũ khí của mình. Nếu danh sách sắp xếp theo số lượng đầu đạn thì Nga sẽ đứng đầu với 8.000 đơn vị, trong đó 1.600 đơn vị có thể phóng ngay bây giờ. Các bang chỉ kém 700 đơn vị nhưng lại có thêm 320 khoản phí trong tay.“Câu lạc bộ hạt nhân” là một khái niệm thuần túy tương đối, trên thực tế, không có câu lạc bộ nào cả. Có một số thỏa thuận giữa các quốc gia về việc không phổ biến và giảm kho vũ khí hạt nhân.
Các cuộc thử nghiệm đầu tiên về bom nguyên tử, như chúng ta biết, được Hoa Kỳ thực hiện vào năm 1945. Loại vũ khí này đã được thử nghiệm trong điều kiện “thực địa” của Thế chiến thứ hai trên cư dân của các thành phố Hiroshima và Nagasaki của Nhật Bản. Họ hoạt động theo nguyên tắc phân chia. Trong vụ nổ, một phản ứng dây chuyền được kích hoạt, kích thích sự phân hạch của hạt nhân thành hai, kèm theo sự giải phóng năng lượng. Uranium và plutonium chủ yếu được sử dụng cho phản ứng này. Ý tưởng của chúng tôi về bom hạt nhân được tạo ra có liên quan đến những yếu tố này. Vì uranium trong tự nhiên chỉ tồn tại dưới dạng hỗn hợp của ba đồng vị, trong đó chỉ có một đồng vị có khả năng hỗ trợ phản ứng như vậy nên việc làm giàu uranium là cần thiết. Chất thay thế là plutonium-239, chất này không xuất hiện trong tự nhiên và phải được sản xuất từ uranium.
Nếu phản ứng phân hạch xảy ra trong bom uranium, thì phản ứng nhiệt hạch xảy ra trong bom hydro - đây là bản chất của việc bom hydro khác với bom nguyên tử như thế nào. Tất cả chúng ta đều biết rằng mặt trời mang lại cho chúng ta ánh sáng, sự ấm áp và có thể nói là sự sống. Các quá trình tương tự xảy ra dưới ánh mặt trời có thể dễ dàng phá hủy các thành phố và quốc gia. Vụ nổ của bom hydro được tạo ra bởi sự tổng hợp các hạt nhân nhẹ, còn gọi là phản ứng tổng hợp nhiệt hạch. “Điều kỳ diệu” này có thể thực hiện được nhờ các đồng vị hydro - deuterium và tritium. Đây thực sự là lý do tại sao quả bom được gọi là bom hydro. Bạn cũng có thể thấy cái tên “bom nhiệt hạch”, từ phản ứng làm nền tảng cho loại vũ khí này.
Sau khi thế giới chứng kiến sức tàn phá của vũ khí hạt nhân, tháng 8/1945, Liên Xô bắt đầu cuộc chạy đua kéo dài cho đến khi sụp đổ. Hoa Kỳ là nước đầu tiên chế tạo, thử nghiệm và sử dụng vũ khí hạt nhân, là nước đầu tiên cho nổ bom khinh khí, nhưng Liên Xô có thể được ghi nhận là người đầu tiên sản xuất được bom khinh khí nhỏ gọn, có thể được chuyển tới kẻ thù bằng tên lửa thông thường. -16. Quả bom đầu tiên của Mỹ có kích thước bằng một ngôi nhà ba tầng; một quả bom hydro cỡ đó sẽ ít được sử dụng. Liên Xô đã nhận được những loại vũ khí như vậy vào năm 1952, trong khi quả bom "đầy đủ" đầu tiên của Hoa Kỳ chỉ được sử dụng vào năm 1954. Nếu nhìn lại và phân tích các vụ nổ ở Nagasaki và Hiroshima, bạn có thể đi đến kết luận rằng chúng không mạnh đến thế. . Tổng cộng có hai quả bom đã phá hủy cả hai thành phố và giết chết, theo nhiều nguồn tin khác nhau, lên tới 220.000 người. Ném bom rải thảm ở Tokyo có thể giết chết 150-200.000 người mỗi ngày ngay cả khi không có vũ khí hạt nhân. Điều này là do sức công phá của những quả bom đầu tiên thấp - chỉ vài chục kiloton TNT. Bom hydro đã được thử nghiệm với mục tiêu vượt qua 1 megaton trở lên.
Quả bom đầu tiên của Liên Xô đã được thử nghiệm với công bố là 3 Mt, nhưng cuối cùng họ đã thử nghiệm 1,6 Mt.
Bom hydro mạnh nhất đã được Liên Xô thử nghiệm vào năm 1961. Công suất của nó đạt 58-75 Mt, với công bố là 51 Mt. “Sa hoàng” đã khiến thế giới rơi vào một cú sốc nhẹ, theo đúng nghĩa đen. Sóng xung kích bay vòng quanh hành tinh ba lần. Không còn một ngọn đồi nào ở địa điểm thử nghiệm (Novaya Zemlya), tiếng nổ vang lên ở khoảng cách 800 km. Quả cầu lửa đạt đường kính gần 5 km, “nấm” dài 67 km và đường kính phần mũ của nó gần 100 km. Hậu quả của một vụ nổ như vậy ở một thành phố lớn thật khó tưởng tượng. Theo nhiều chuyên gia, chính cuộc thử nghiệm bom hydro có sức mạnh như vậy (các bang vào thời điểm đó có bom mạnh gấp 4 lần) đã trở thành bước đầu tiên hướng tới việc ký kết nhiều hiệp ước cấm vũ khí hạt nhân, thử nghiệm và giảm sản xuất. Lần đầu tiên, thế giới bắt đầu nghĩ đến an ninh của chính mình, nơi thực sự đang gặp nguy hiểm.
Như đã đề cập trước đó, nguyên lý hoạt động của bom hydro dựa trên phản ứng nhiệt hạch. Phản ứng tổng hợp nhiệt hạch là quá trình hợp nhất hai hạt nhân thành một, với sự hình thành nguyên tố thứ ba, giải phóng nguyên tố thứ tư và năng lượng. Lực đẩy hạt nhân là rất lớn, vì vậy để các nguyên tử đến đủ gần để hợp nhất, nhiệt độ phải rất lớn. Các nhà khoa học đã bối rối về phản ứng tổng hợp nhiệt hạch lạnh trong nhiều thế kỷ, có thể nói là cố gắng thiết lập lại nhiệt độ nhiệt hạch về nhiệt độ phòng một cách lý tưởng. Trong trường hợp này, nhân loại sẽ được tiếp cận với năng lượng của tương lai. Đối với phản ứng nhiệt hạch hiện tại, để bắt đầu nó, bạn vẫn cần thắp sáng một mặt trời thu nhỏ trên Trái đất - bom thường sử dụng điện tích uranium hoặc plutonium để bắt đầu phản ứng tổng hợp.
Ngoài những hậu quả được mô tả ở trên từ việc sử dụng bom hàng chục megaton, bom hydro, giống như bất kỳ vũ khí hạt nhân nào, còn có một số hậu quả từ việc sử dụng nó. Một số người có xu hướng tin rằng bom khinh khí là “vũ khí sạch hơn” so với bom thông thường. Có lẽ điều này có liên quan đến cái tên. Người ta nghe từ “nước” và nghĩ rằng nó có liên quan gì đó đến nước và hydro nên hậu quả không đến nỗi thảm khốc. Trên thực tế, điều này chắc chắn không phải như vậy, vì hoạt động của bom khinh khí dựa trên các chất cực kỳ phóng xạ. Về mặt lý thuyết, có thể chế tạo một quả bom mà không cần mang điện tích uranium, nhưng điều này không thực tế do quá trình phức tạp, do đó phản ứng nhiệt hạch thuần túy được “pha loãng” với uranium để tăng sức mạnh. Đồng thời, lượng bụi phóng xạ tăng lên 1000%. Mọi thứ rơi vào quả cầu lửa sẽ bị phá hủy, khu vực trong bán kính bị ảnh hưởng sẽ trở thành nơi không thể ở được trong nhiều thập kỷ. Bụi phóng xạ có thể gây hại cho sức khỏe của con người ở cách xa hàng trăm, hàng nghìn km. Các con số cụ thể và diện tích lây nhiễm có thể được tính toán bằng cách biết cường độ điện tích.
Tuy nhiên, việc phá hủy các thành phố không phải là điều tồi tệ nhất có thể xảy ra “nhờ” vũ khí hủy diệt hàng loạt. Sau chiến tranh hạt nhân, thế giới sẽ không bị hủy diệt hoàn toàn. Hàng nghìn thành phố lớn, hàng tỷ người sẽ vẫn tồn tại trên hành tinh và chỉ một tỷ lệ nhỏ các vùng lãnh thổ sẽ mất đi trạng thái “có thể sống được”. Về lâu dài, toàn bộ thế giới sẽ gặp rủi ro do cái gọi là “mùa đông hạt nhân”. Vụ nổ kho vũ khí hạt nhân của “câu lạc bộ” có thể kích hoạt giải phóng đủ chất (bụi, bồ hóng, khói) vào khí quyển để “giảm” độ sáng của mặt trời. Tấm vải liệm có thể lan rộng khắp hành tinh, sẽ phá hủy mùa màng trong vài năm tới, gây ra nạn đói và suy giảm dân số không thể tránh khỏi. Đã có một “năm không có mùa hè” trong lịch sử, sau vụ phun trào núi lửa lớn vào năm 1816, vì vậy mùa đông hạt nhân có vẻ nhiều khả năng xảy ra hơn. Một lần nữa, tùy thuộc vào diễn biến của chiến tranh, chúng ta có thể gặp phải những dạng biến đổi khí hậu toàn cầu sau đây:
- việc hạ nhiệt 1 độ sẽ không được chú ý;
- mùa thu hạt nhân - có thể làm mát 2-4 độ, mất mùa và gia tăng hình thành các cơn bão;
- một sự tương tự của "năm không có mùa hè" - khi nhiệt độ giảm đáng kể, vài độ trong một năm;
- Kỷ băng hà nhỏ – nhiệt độ có thể giảm 30–40 độ trong một khoảng thời gian đáng kể và sẽ kéo theo sự suy giảm dân số ở một số khu vực phía bắc và mất mùa;
- kỷ băng hà - sự phát triển của Kỷ băng hà nhỏ, khi sự phản xạ của ánh sáng mặt trời từ bề mặt có thể đạt đến một mức tới hạn nhất định và nhiệt độ sẽ tiếp tục giảm, sự khác biệt duy nhất là nhiệt độ;
- sự lạnh đi không thể đảo ngược là một phiên bản rất đáng buồn của Kỷ Băng hà, dưới tác động của nhiều yếu tố sẽ biến Trái đất thành một hành tinh mới.
Lý thuyết mùa đông hạt nhân liên tục bị chỉ trích và những hàm ý của nó có vẻ hơi bị thổi phồng quá mức. Tuy nhiên, không cần phải nghi ngờ về cuộc tấn công không thể tránh khỏi của nó trong bất kỳ cuộc xung đột toàn cầu nào liên quan đến việc sử dụng bom hydro.
Chiến tranh Lạnh đã ở phía sau chúng ta từ lâu, và do đó cơn cuồng loạn hạt nhân chỉ có thể được nhìn thấy trong các bộ phim Hollywood cũ và trên trang bìa của các tạp chí và truyện tranh hiếm. Mặc dù vậy, chúng ta có thể đang đứng trước một cuộc xung đột hạt nhân, dù nhỏ nhưng nghiêm trọng. Tất cả điều này là nhờ người yêu tên lửa và là anh hùng trong cuộc chiến chống lại tham vọng của đế quốc Mỹ - Kim Jong-un. Bom hydro của CHDCND Triều Tiên vẫn là vật thể giả định, chỉ có bằng chứng gián tiếp mới nói lên sự tồn tại của nó. Tất nhiên, chính phủ Triều Tiên liên tục báo cáo rằng họ đã chế tạo được bom mới, nhưng chưa ai nhìn thấy chúng trực tiếp. Đương nhiên, các quốc gia và đồng minh của họ - Nhật Bản và Hàn Quốc - lo ngại hơn một chút về sự hiện diện, thậm chí là giả định, của những loại vũ khí như vậy ở CHDCND Triều Tiên. Thực tế là hiện tại CHDCND Triều Tiên không có đủ công nghệ để tấn công thành công nước Mỹ như điều họ công bố với toàn thế giới hàng năm. Ngay cả một cuộc tấn công vào nước láng giềng Nhật Bản hoặc miền Nam cũng có thể không thành công lắm, nhưng mỗi năm nguy cơ xảy ra một cuộc xung đột mới trên Bán đảo Triều Tiên đang gia tăng.
Các nhà vật lý Liên Xô đã chế tạo bom hydro như thế nào, những ưu và nhược điểm mà loại vũ khí khủng khiếp này mang lại, hãy đọc trong phần “Lịch sử Khoa học”.
Sau Thế chiến thứ hai, vẫn chưa thể nói về sự khởi đầu thực sự của hòa bình - hai cường quốc thế giới bước vào một cuộc chạy đua vũ trang. Một trong những khía cạnh của cuộc xung đột này là cuộc đối đầu giữa Liên Xô và Hoa Kỳ trong việc chế tạo vũ khí hạt nhân. Năm 1945, Hoa Kỳ, nước đầu tiên bước vào cuộc đua ở hậu trường, thả bom hạt nhân xuống các thành phố khét tiếng Hiroshima và Nagasaki. Liên Xô cũng tiến hành công việc chế tạo vũ khí hạt nhân, và vào năm 1949, họ đã thử nghiệm quả bom nguyên tử đầu tiên, chất hoạt động của nó là plutonium. Ngay cả trong quá trình phát triển, tình báo Liên Xô cũng phát hiện ra rằng Mỹ đã chuyển sang phát triển một loại bom mạnh hơn. Điều này đã thúc đẩy Liên Xô bắt đầu sản xuất vũ khí nhiệt hạch.
Các sĩ quan tình báo không thể tìm ra kết quả mà người Mỹ đã đạt được và nỗ lực của các nhà khoa học hạt nhân Liên Xô cũng không thành công. Do đó, người ta quyết định tạo ra một quả bom, vụ nổ sẽ xảy ra do sự tổng hợp của hạt nhân nhẹ chứ không phải sự phân hạch của hạt nhân nặng như trong bom nguyên tử. Vào mùa xuân năm 1950, công việc chế tạo bom bắt đầu, sau này được đặt tên là RDS-6s. Trong số các nhà phát triển của nó có Andrei Sakharov, người đoạt giải Nobel Hòa bình trong tương lai, người đã đề xuất ý tưởng thiết kế một cục điện tích vào năm 1948, nhưng sau đó phản đối các vụ thử hạt nhân.
Andrey Sakharov
Vladimir Fedorenko/Wikimedia Commons
Sakharov đề xuất phủ lõi plutonium bằng một số lớp nguyên tố nhẹ và nặng, cụ thể là uranium và deuterium, một đồng vị của hydro. Tuy nhiên, sau đó, người ta đã đề xuất thay thế deuterium bằng lithium deuteride - điều này đã đơn giản hóa đáng kể việc thiết kế điện tích và hoạt động của nó. Một lợi thế nữa là lithium, sau khi bắn phá neutron, sẽ tạo ra một đồng vị khác của hydro - tritium. Khi tritium phản ứng với deuterium, nó giải phóng nhiều năng lượng hơn. Ngoài ra, lithium còn làm chậm neutron tốt hơn. Cấu trúc này của quả bom khiến nó có biệt danh là “Sloika”.
Một thách thức nhất định là độ dày của mỗi lớp và số lớp cuối cùng cũng rất quan trọng để thử nghiệm thành công. Theo tính toán, từ 15% đến 20% năng lượng giải phóng trong vụ nổ đến từ các phản ứng nhiệt hạch, và 75-80% khác đến từ sự phân hạch của hạt nhân uranium-235, uranium-238 và plutonium-239. Người ta cũng cho rằng công suất sạc sẽ từ 200 đến 400 kiloton, kết quả thực tế là ở giới hạn trên của dự báo.
Vào Ngày X, ngày 12 tháng 8 năm 1953, quả bom hydro đầu tiên của Liên Xô đã được thử nghiệm. Địa điểm thử nghiệm Semipalatinsk nơi xảy ra vụ nổ nằm ở khu vực Đông Kazakhstan. Cuộc thử nghiệm RDS-6 được tiến hành trước một nỗ lực vào năm 1949 (vào thời điểm đó, một vụ nổ bom trên mặt đất có sức công phá 22,4 kiloton đã được thực hiện tại địa điểm thử nghiệm). Bất chấp vị trí biệt lập của địa điểm thử nghiệm, người dân trong khu vực đã tận mắt trải nghiệm vẻ đẹp của thử nghiệm hạt nhân. Những người sống tương đối gần địa điểm thử nghiệm trong nhiều thập kỷ, cho đến khi địa điểm thử nghiệm đóng cửa vào năm 1991, đã bị nhiễm phóng xạ và các khu vực cách địa điểm thử nghiệm nhiều km đã bị nhiễm các sản phẩm phân rã hạt nhân.
Bom hydro đầu tiên của Liên Xô RDS-6s
Wikimedia Commons
Một tuần trước cuộc thử nghiệm RDS-6, theo các nhân chứng, quân đội đã phát tiền và thực phẩm cho các gia đình sống gần địa điểm thử nghiệm, nhưng không có thông tin sơ tán hay thông tin nào về các sự kiện sắp diễn ra. Đất phóng xạ đã được di dời khỏi địa điểm thử nghiệm, đồng thời các công trình và trạm quan sát gần đó đã được khôi phục. Người ta đã quyết định kích nổ quả bom hydro trên bề mặt trái đất, mặc dù thực tế là cấu hình cho phép thả nó từ máy bay.
Các thử nghiệm trước đây về điện tích nguyên tử khác biệt đáng kể so với những gì các nhà khoa học hạt nhân ghi lại sau thử nghiệm phun hơi Sakharov. Năng lượng phát ra của quả bom, mà các nhà phê bình gọi không phải là bom nhiệt hạch mà là bom nguyên tử được tăng cường nhiệt hạch, lớn hơn 20 lần so với những quả bom trước đó. Điều này có thể nhận thấy bằng mắt thường đeo kính râm: chỉ còn lại bụi từ những tòa nhà còn sót lại và được phục hồi sau vụ thử bom hydro.