Geçen yüzyılın 30'lu yıllarının sonunda, Avrupa'da fisyon ve bozunma yasaları zaten keşfedilmişti ve hidrojen bombası kurgu kategorisinden gerçeğe dönüştü. Gelişim tarihi nükleer enerjiÜlkelerin bilimsel potansiyelleri arasında ilginç ve hala heyecan verici bir rekabeti temsil etmektedir: Nazi Almanyası, SSCB ve ABD. En çok güçlü bomba Herhangi bir devletin sahip olmayı hayal ettiği, yalnızca bir silah değil, aynı zamanda güçlü bir siyasi araçtı. Cephaneliğinde bulunan ülke aslında her şeye kadir hale geldi ve kendi kurallarını dikte edebilir hale geldi.
Hidrojen bombasının kendi yaratılış tarihi vardır. fiziksel yasalar yani termonükleer süreç. Başlangıçta yanlış bir şekilde atomik olarak adlandırıldı ve bunun sorumlusu cehaletti. Daha sonra ödül kazanan bilim adamı Bethe Nobel Ödülü yapay bir enerji kaynağı olan uranyumun fisyonu üzerinde çalıştı. Bu en yoğun zamandı bilimsel aktivite Pek çok fizikçi ve aralarında, başlangıçta bilim yasaları uluslararası olduğu için bilimsel sırların hiç olmaması gerektiği yönünde bir görüş vardı.
Teorik olarak hidrojen bombası icat edilmişti ama artık tasarımcıların yardımıyla teknik biçimler alması gerekiyordu. Geriye kalan tek şey onu belirli bir kabuğa koymak ve gücünü test etmekti. İsimleri sonsuza dek bu yaratılışıyla ilişkilendirilecek iki bilim adamı var. güçlü silahlar: ABD'de Edward Teller ve SSCB'de Andrei Sakharov.
Amerika Birleşik Devletleri'nde bir fizikçi, termonükleer problemi 1942'de incelemeye başladı. O zamanki Amerika Birleşik Devletleri Başkanı Harry Truman'ın emriyle, ülkenin en iyi bilim adamları bu problem üzerinde çalıştılar ve temelde yeni bir yıkım silahı yarattılar. Üstelik hükümetin emri en az bir milyon ton TNT kapasiteli bir bomba içindi. Hidrojen bombası Teller tarafından yaratıldı ve Hiroşima ve Nagazaki'deki insanlığa sınırsız ama yıkıcı yeteneklerini gösterdi.
Hiroşima'ya 4,5 ton ağırlığında ve 100 kg uranyum içeren bir bomba atıldı. Bu patlama yaklaşık 12.500 ton TNT'ye karşılık geliyordu. Japon şehri Nagazaki, aynı kütleye sahip ancak 20.000 ton TNT'ye eşdeğer bir plütonyum bombasıyla yok edildi.
Gelecek Sovyet akademisyen A. Sakharov 1948 yılında araştırmasına dayanarak tasarımı sundu. hidrojen bombası RDS-6 adı altında. Araştırması iki daldan oluştu: İlkine "milf böreği" (RDS-6s) adı verildi ve özelliği şuydu: atom yükü ağır ve hafif elementlerden oluşan katmanlarla çevriliydi. İkinci dal, plütonyum bombasının sıvı döteryum içinde bulunduğu “boru” veya (RDS-6t)'dir. Daha sonra çok şey yapıldı önemli keşif Bu da “boru” yönünün çıkmaz sokak olduğunu kanıtladı.
Hidrojen bombasının çalışma prensibi şu şekildedir: İlk olarak, termonükleer reaksiyonun başlatıcısı olan kabuğun içinde bir HB yükü patlar ve bunun sonucunda bir nötron parlaması meydana gelir. Bu durumda, sürece, daha fazla nötronun lityum döterit parçasını bombalamaya başlaması için gerekli olan yüksek sıcaklığın salınması eşlik eder ve bu da, doğrudan eylem nötronlar iki elemente ayrılır: trityum ve helyum. Kullanılan atom fitili, halihazırda patlatılmış olan bombada füzyonun gerçekleşmesi için gerekli bileşenleri oluşturur. Bu, hidrojen bombasının karmaşık çalışma prensibidir. daha sonrasında ön eylem hemen başlar termonükleer reaksiyon döteryum ve trityum karışımında. Bu sırada bombanın içindeki sıcaklık giderek artar ve her şey füzyona katılır. büyük miktar hidrojen. Bu reaksiyonların zamanını izlerseniz, eylemlerinin hızı anlık olarak nitelendirilebilir.
Daha sonra bilim adamları çekirdeklerin sentezini değil, onların fisyonunu kullanmaya başladılar. Bir ton uranyumun fisyonundan 18 Mt'a eşdeğer enerji ortaya çıkıyor. Bu bombanın muazzam bir gücü var. İnsanlığın yarattığı en güçlü bomba SSCB'ye aitti. Guinness Rekorlar Kitabı'na bile girdi. Patlama dalgası 57 (yaklaşık) megaton TNT'ye eşdeğerdi. 1961 yılında takımadalar bölgesinde havaya uçuruldu. Yeni Dünya.
Herkes Aralık ayının en tatsız haberlerinden birini zaten tartıştı: Kuzey Kore'nin başarılı hidrojen bombası denemesi. Kim Jong-un, silahları savunmadan saldırıya dönüştürmeye her an hazır olduğunu ima etmekten (doğrudan belirtmekten) geri durmadı, bu da dünya çapında basında benzeri görülmemiş bir heyecana neden oldu. Ancak testlerin sahte olduğunu söyleyen iyimserler de vardı: Juche'nin gölgesinin yanlış yöne düştüğünü ve bir şekilde radyoaktif serpintinin görünmediğini söylüyorlar. Peki saldırgan ülkede hidrojen bombasının varlığı neden bu kadar önemli bir faktör? özgür ülkeler sonuçta hatta nükleer savaş başlıkları, sahip olan Kuzey Kore Bolca mevcuttur, hiç kimseyi böyle korkuttunuz mu?
Hidrojen Bombası veya HB olarak da bilinen hidrojen bombası, gücü başına megaton olan inanılmaz yıkıcı güce sahip bir silahtır. TNT eşdeğeri. HB'nin çalışma prensibi, hidrojen çekirdeklerinin termonükleer füzyonu sırasında üretilen enerjiye dayanır - Güneş'te de tam olarak aynı süreç meydana gelir.
Hidrojen bombasının atom bombasından farkı nedir?
Hidrojen bombasının patlaması sırasında meydana gelen süreç olan nükleer füzyon, insanlığın kullanabileceği en güçlü enerji türüdür. İÇİNDE barışçıl amaçlarla Henüz kullanmayı öğrenmedik ama askeriyeye uyarladık. Yıldızlarda görülene benzer bu termonükleer reaksiyon, inanılmaz bir enerji akışının açığa çıkmasına neden olur. Atom enerjisinde enerji fisyondan gelir atom çekirdeği yani atom bombasının patlaması çok daha zayıf.
İlk test
VE Sovyetler Birliği yine birçok yarış katılımcısının önünde soğuk Savaş. Parlak Sakharov'un öncülüğünde üretilen ilk hidrojen bombası, gizli Semipalatinsk test sahasında test edildi ve en hafif tabirle, sadece bilim adamlarını değil Batılı casusları da etkiledi.
Şok dalgası
Hidrojen bombasının doğrudan yıkıcı etkisi en güçlü ve yüksek yoğunluktadır. şok dalgası. Gücü, bombanın boyutuna ve patlayıcının patladığı yüksekliğe bağlıdır.
Termal etki
Yalnızca 20 megatonluk bir hidrojen bombası (şu anda test edilenlerin en büyüğünün boyutu) şu an bomba - 58 megaton) büyük miktarda termal enerji yaratır: merminin test alanından beş kilometrelik bir yarıçap içinde beton erir. Dokuz kilometrelik bir alanda tüm canlılar yok edilecek; ne ekipmanlar ne de binalar hayatta kalabilecek. Patlamanın oluşturduğu kraterin çapı iki kilometreyi aşacak, derinliği ise elli metre civarında dalgalanacak.
Ateş topu
Patlamadan sonraki en muhteşem şey, gözlemcilere devasa bir ateş topu gibi görünecek: Hidrojen bombasının patlamasıyla başlatılan alevli fırtınalar, huniye giderek daha fazla yanıcı madde çekerek kendilerini destekleyecek.
Radyasyon kirliliği
Ama çoğu tehlikeli sonuç elbette patlama olacak radyasyon kirliliği. Çürümek ağır elementlerşiddetli, ateşli bir kasırga atmosferi dolduracak küçük partiküller radyoaktif toz - o kadar hafif ki atmosfere girdiğinde etrafta dolaşabilir Toprak iki veya üç kez ve ancak o zaman yağış olarak düşer. Yani 100 megatonluk bir bombanın patlaması tüm gezegen için sonuçlar doğurabilir.
Çar bombası
58 megaton - Novaya Zemlya takımadalarının test sahasında patlayan en büyük hidrojen bombasının ağırlığı bu kadardı. Şok dalgası dünyayı üç kez dolaştırdı ve SSCB'nin muhaliflerini bu silahın muazzam yıkıcı gücüne bir kez daha ikna etmeye zorladı. Veselchak Kruşçev genel kurulda Kremlin'deki camın kırılmasından korktukları için başka bir bomba yapmadıklarını söyleyerek şaka yaptı.
HİDROJEN BOMBASI, çalışma prensibi reaksiyona dayanan, büyük yıkıcı güce sahip bir silahtır (megaton TNT civarında). termonükleer füzyon hafif çekirdekler. Patlama enerjisinin kaynağı Güneş ve diğer yıldızlarda meydana gelen süreçlere benzer.
1961'de en çok güçlü patlama hidrojen bombası.
30 Ekim sabahı saat 11.32'de. Mityushi Körfezi bölgesindeki Novaya Zemlya üzerinde kara yüzeyinden 4000 m yükseklikte 50 milyon ton TNT kapasiteli hidrojen bombası patlatıldı.
Sovyetler Birliği tarihteki en güçlü termonükleer cihazı test etti. “Yarım” versiyonda bile (ve böyle bir bombanın maksimum gücü 100 megatondur), patlama enerjisi tüm bombaların toplam gücünden on kat daha fazlaydı. patlayıcılar, İkinci Dünya Savaşı sırasında tüm savaşan taraflar tarafından kullanıldı (Hiroşima ve Nagazaki'ye atılan atom bombaları dahil). Patlamadan kaynaklanan şok dalgası, 36 saat 27 dakika sonra ilk kez olmak üzere dünyayı üç kez çevreledi.
Işık parlaması o kadar parlaktı ki, tamamen bulutla kaplı olmasına rağmen uzaktan bile görülebiliyordu. komuta merkezi Belushya Guba köyünde (patlamanın merkez üssünden neredeyse 200 km uzakta). Mantar bulutu 67 km yüksekliğe kadar büyüdü. Patlama anında, bomba büyük bir paraşütle 10.500 yükseklikten hesaplanan patlama noktasına kadar yavaş yavaş düşerken, Tu-95 taşıyıcı uçağı mürettebatı ve komutanı Binbaşı Andrei Egorovich Durnovtsev ile birlikte zaten bölgedeydi. güvenli alan. Komutan, Sovyetler Birliği Kahramanı yarbay olarak havaalanına dönüyordu. Merkez üssünden 400 km uzaklıktaki terk edilmiş bir köyde yok edildiler tahta evler taş olanlar ise çatılarını, pencerelerini ve kapılarını kaybetti. Patlama sonucunda test alanından yüzlerce kilometre uzakta, radyo dalgalarının geçiş koşulları neredeyse bir saat boyunca değişti ve radyo iletişimi durdu.
Bomba V.B. tarafından geliştirildi. Adamskiy, Yu.N. Smirnov, M.S. Sakharov, Yu.N. Babaev ve Yu.A. Trutnev (Sakharov'a üçüncü Kahraman madalyası verildi) Sosyalist Emek). “Cihazın” kütlesi 26 tondu; onu taşımak ve düşürmek için özel olarak değiştirilmiş bir Tu-95 stratejik bombardıman uçağı kullanıldı.
A. Sakharov'un dediği gibi "süper bomba" uçağın bomba bölmesine sığmadı (uzunluğu 8 metre ve çapı yaklaşık 2 metreydi), bu nedenle gövdenin elektriksiz kısmı kesildi ve bombanın takılması için özel bir kaldırma mekanizması ve cihazı kuruldu; aynı zamanda uçuş sırasında hala yarısından fazlası dışarıda kaldı. Uçağın tüm gövdesi, hatta pervane kanatları bile, patlama sırasında onu ışık parıltısından koruyan özel beyaz bir boyayla kaplandı. Beraberindeki laboratuvar uçağının gövdesi de aynı boyayla kaplandı.
Batıda “Çar Bomba” adını alan hücumun patlamasının sonuçları etkileyiciydi:
* Patlamanın nükleer “mantarı” 64 km yüksekliğe yükseldi; kapağının çapı 40 kilometreye ulaştı.
Patlamanın ateş topu yere ulaştı ve neredeyse bombanın fırlatılacağı yüksekliğe (yani yarıçap) ulaştı. ateş topu patlama yaklaşık 4,5 kilometre uzaktaydı).
* Radyasyon yüz kilometreye kadar mesafede üçüncü derece yanıklara neden oldu.
* Radyasyonun zirvesinde patlama %1 güneş enerjisine ulaştı.
* Patlamanın yarattığı şok dalgası yerküreyi üç kez turladı.
* Atmosferin iyonlaşması, test alanından yüzlerce kilometre uzakta bile bir saat boyunca radyo parazitine neden oldu.
* Görgü tanıkları darbeyi hissetti ve merkez üssünden binlerce kilometre uzaktaki patlamayı anlatabildiler. Ayrıca şok dalgası bir dereceye kadar korundu Yıkıcı güç merkez üssünden binlerce kilometre uzakta.
* Akustik dalga Patlama dalgasının evlerin pencerelerini kırdığı Dikson Adası'na ulaştı.
Bu testin siyasi sonucu, Sovyetler Birliği'nin sınırsız silaha sahip olduğunu göstermesiydi. Toplu yıkım- O dönemde Amerika Birleşik Devletleri tarafından test edilen bombanın maksimum megatonajı, Çar Bombasınınkinden dört kat daha azdı. Aslında hidrojen bombasının gücünde bir artış elde ediliyor basit büyütmeçalışma malzemesi kütlesi, dolayısıyla prensip olarak 100 megaton veya 500 megaton hidrojen bombasının oluşturulmasını engelleyen hiçbir faktör yoktur. (Aslında Çar Bombası 100 megaton eşdeğeri için tasarlanmıştı; Kruşçev'e göre planlanan patlama gücü yarıya indirildi, "Moskova'daki tüm camları kırmamak için"). Bu testle Sovyetler Birliği, herhangi bir güçte hidrojen bombası yaratma yeteneğini ve bombayı patlama noktasına ulaştırmanın bir yolunu gösterdi.
Termonükleer reaksiyonlar. Güneş'in iç kısmı, yaklaşık 30°C'lik bir sıcaklıkta ultra yüksek sıkıştırma durumunda olan devasa miktarda hidrojen içerir. 15.000.000 K. Bu kadar yüksek sıcaklıklarda ve plazma yoğunluklarında, hidrojen çekirdekleri birbirleriyle sürekli çarpışmalara maruz kalır ve bunların bir kısmı onların füzyonuna ve sonuçta daha ağır helyum çekirdeklerinin oluşmasına neden olur. Termonükleer füzyon adı verilen bu tür reaksiyonlara, büyük miktar enerji. Fizik yasalarına göre, termonükleer füzyon sırasında enerji salınımı, daha ağır bir çekirdeğin oluşumu sırasında, bileşiminde yer alan hafif çekirdeklerin kütlesinin bir kısmının muazzam miktarda enerjiye dönüştürülmesinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle devasa bir kütleye sahip olan Güneş, termonükleer füzyon sürecinde her gün yaklaşık olarak kaybeder. 100 milyar ton madde ve enerji açığa çıkardığı için olası yaşam yerde.
Hidrojenin izotopları. Hidrojen atomu mevcut tüm atomların en basitidir. Etrafında tek bir elektronun döndüğü çekirdeği olan bir protondan oluşur. Su (H2O) ile ilgili dikkatli çalışmalar, hidrojen - döteryumun (2 H) "ağır izotopunu" içeren ihmal edilebilir miktarda "ağır" su içerdiğini göstermiştir. Döteryum çekirdeği bir proton ve bir nötrondan (protona yakın kütleye sahip nötr bir parçacık) oluşur.
Çekirdeği bir proton ve iki nötron içeren üçüncü bir hidrojen izotopu olan trityum vardır. Trityum kararsızdır ve kendiliğinden değişime uğrar radyoaktif bozunma helyum izotopuna dönüşüyor. Etkileşim sonucu oluştuğu Dünya atmosferinde trityum izleri bulunmuştur. kozmik ışınlar havayı oluşturan gaz molekülleri ile. Trityum elde edilir yapay olarak V nükleer reaktör, lityum-6 izotopunun bir nötron akışıyla ışınlanması.
Hidrojen bombasının gelişimi.Ön hazırlık Teorik analiz termonükleer füzyonun en kolay şekilde döteryum ve trityum karışımında gerçekleştirildiğini gösterdi. Bunu temel alan ABD'li bilim adamları, 1950'lerin başında hidrojen bombası (HB) oluşturma projesini uygulamaya başladılar. Model bir nükleer cihazın ilk testleri 1951 baharında Enewetak test sahasında gerçekleştirildi; Termonükleer füzyon yalnızca kısmiydi. 1 Kasım 1951'de patlama gücü 4? olan devasa bir nükleer cihazın test edilmesinde önemli bir başarı elde edildi. 8 Mt TNT eşdeğeri.
İlk hidrojen hava bombası 12 Ağustos 1953'te SSCB'de patlatıldı ve 1 Mart 1954'te Amerikalılar Bikini Atolü'nde daha güçlü (yaklaşık 15 Mt) bir hava bombasını patlattı. O zamandan bu yana her iki güç de gelişmiş megaton silahların patlamalarını gerçekleştirdi.
Bikini Atolü'ndeki patlamaya, büyük miktar Radyoaktif maddeler. Bazıları Japon balıkçı gemisi "Lucky Dragon"daki patlama yerinden yüzlerce kilometre uzağa düşerken, diğerleri Rongelap adasını kapladı. Termonükleer füzyon kararlı helyum ürettiğinden, saf bir hidrojen bombasının patlamasından kaynaklanan radyoaktivite, termonükleer reaksiyonun atomik patlatıcısının radyoaktivitesinden daha fazla olmamalıdır. Bununla birlikte, ele alınan durumda, tahmin edilen ve gerçek radyoaktif serpinti miktarı ve bileşimi açısından önemli ölçüde farklılık gösteriyordu.
Hidrojen bombasının etki mekanizması. Bir hidrojen bombasının patlaması sırasında meydana gelen süreçlerin sırası aşağıdaki gibi gösterilebilir. İlk olarak, HB kabuğunun içinde bulunan termonükleer reaksiyon başlatıcı yükü (küçük bir atom bombası) patlar ve bunun sonucunda bir nötron parlaması meydana gelir ve sıcaklık termonükleer füzyonu başlatmak için gereklidir. Nötronlar, lityum döteritten (kütle numarası 6 olan bir lityum izotop kullanılır) lityum ile döteryumun bir bileşiğinden yapılmış bir parçayı bombalar. Lityum-6, nötronların etkisi altında helyum ve trityuma ayrılır. Böylece atom fitili, sentez için gerekli malzemeleri doğrudan bombanın kendisinde oluşturur.
Daha sonra döteryum ve trityum karışımında termonükleer bir reaksiyon başlar, bombanın içindeki sıcaklık hızla artar ve senteze giderek daha fazla hidrojen katılır. Sıcaklığın daha da artmasıyla, saf hidrojen bombasının özelliği olan döteryum çekirdekleri arasında bir reaksiyon başlayabilir. Elbette tüm tepkiler o kadar hızlı oluyor ki anlıkmış gibi algılanıyorlar.
Fisyon, füzyon, fisyon (süper bomba). Aslında bir bombada yukarıda anlatılan işlemler dizisi döteryumun trityum ile reaksiyonu aşamasında sona ermektedir. Dahası, bomba tasarımcıları nükleer füzyonu değil nükleer fisyonu kullanmayı seçtiler. Döteryum ve trityum çekirdeklerinin füzyonu, enerjisi uranyum-238 çekirdeklerinin (uranyumun ana izotopu, geleneksel olarak kullanılan uranyum-235'ten çok daha ucuz olan) fisyonuna neden olacak kadar yüksek olan helyum ve hızlı nötronlar üretir. atom bombaları Ah). Hızlı nötronlar bir süper bombanın uranyum kabuğunun atomlarını parçaladı. Bir ton uranyumun fisyonundan 18 Mt'a eşdeğer enerji ortaya çıkıyor. Enerji gider sadece patlama ve ısı üretimi için değil. Her uranyum çekirdeği iki yüksek derecede radyoaktif “parçaya” bölünür. Fisyon ürünleri 36 farklı içerir kimyasal elementler ve neredeyse 200 Radyoaktif İzotoplar. Bütün bunlar süper bomba patlamalarına eşlik eden radyoaktif serpintiyi oluşturuyor.
Benzersiz tasarımı ve tarif edilen etki mekanizması sayesinde bu tip silahlar istenildiği kadar güçlü hale getirilebilmektedir. Aynı güçteki atom bombalarından çok daha ucuzdur.
