атомни оръжия - устройство, което получава огромна експлозивна сила от реакциите на ЯДРЕНО РАЗДЕЛЯНЕ и ЯДЪРЕН синтез.
Относно атомните оръжия
Ядрените оръжия са най-много мощно оръжиеднес, който е на въоръжение в пет държави: Русия, САЩ, Великобритания, Франция и Китай. Има и редица държави, които повече или по-малко успешно се развиват атомни оръжия, обаче, техните изследвания или не са завършени, или тези страни не разполагат с необходимите средства за доставяне на оръжие до целта. Индия, Пакистан, Северна Корея, Ирак, Иран имат развитие на ядрени оръжия на различни нива, Германия, Израел, Южна Африка и Япония теоретично имат необходимия капацитет за създаване на ядрени оръжия за сравнително кратко време.
Трудно е да се надцени ролята на ядрените оръжия. От една страна, това е мощен възпиращ фактор, от друга страна е най-много ефективен инструментукрепване на мира и предотвратяване на военни конфликти между сили, които притежават тези оръжия. Изминаха 52 години от първото използване на атомната бомба в Хирошима. Глобална общностбеше близо до осъзнаването на това ядрена войнанеизбежно ще доведе до глобален екологична катастрофакоето ще направи невъзможно по-нататъшното съществуване на човечеството. През годините бяха въведени правни механизми за намаляване на напрежението и облекчаване на конфронтацията между ядрените сили. Например бяха подписани много договори за намаляване на ядрения потенциал на силите, подписана е Конвенцията за неразпространение на ядрени оръжия, според която притежаващите държави се задължават да не прехвърлят технологията за производство на тези оръжия на други страни , а страните, които нямат ядрени оръжия, се ангажираха да не предприемат стъпки за развитие; И накрая, съвсем наскоро суперсилите се споразумяха за пълна забрана на ядрени тестове. Очевидно е, че ядрените оръжия са най-важният инструмент, който се превърна в регулаторен символ на цяла епоха в историята на международните отношения и в историята на човечеството.
атомни оръжия
ЯДРЕНО ОРЪЖИЕ, устройство, което извлича огромна експлозивна сила от реакциите на АТОМНО ЯДРЕНО РАЗДЕЛЯНЕ и ядрен синтез. Първите ядрени оръжия са използвани от Съединените щати срещу японските градове Хирошима и Нагасаки през август 1945 г. Тези атомни бомби се състоят от две стабилни доктритични маси от УРАН и ПЛУТОНИЙ, които при силно сблъсък причиняват излишък от КРИТИЧНА МАСА, като по този начин предизвикване на неконтролирана ВЕРИЖНА РЕАКЦИЯ на атомно делене. При такива експлозии се отделя огромно количество енергия и разрушителна радиация: експлозивната мощност може да бъде равна на мощността на 200 000 тона тринитротолуен. Много по-мощната водородна бомба (термоядрена бомба), тествана за първи път през 1952 г., се състои от атомна бомба, която при взривяване създава достатъчно висока температура, за да предизвика ядрен синтез в близкия твърд слой, обикновено литиев детерит. Експлозивната мощност може да бъде равна на мощността на няколко милиона тона (мегатона) тринитротолуен. Зоната на щетите, причинени от такива бомби, достига големи размери: 15 мегатонна бомба ще взриви всички горящи материали в рамките на 20 км. Третият вид ядрено оръжие, неутронна бомба, е малка водородна бомба, наричана още оръжие с висока радиация. Той предизвиква слаба експлозия, която обаче е придружена от интензивно отделяне на високоскоростни НЕУТРОНИ. Слабостта на експлозията означава, че сградите не са много повредени. Неутроните, от друга страна, причиняват сериозна лъчева болест при хора в определен радиус от мястото на експлозията и убиват всички засегнати в рамките на една седмица.
Първоначално експлозия на атомна бомба (A) образува огнено кълбо (1) с температура милиони градуси по Целзий и излъчва радиация (?) След няколко минути (B) топката увеличава обема си и създава! високо налягане(3). Огненото кълбо се издига (C), изсмуквайки прах и отломки и образува гъбен облак (D). Тъй като се разширява по обем, огненото кълбо създава мощен конвективен ток (4), излъчвайки гореща радиация (5) и образувайки облак ( 6), Когато експлодира 15-мегатонна бомба, унищожаването е пълно (7) в радиус от 8 km, тежко (8) в радиус от 15 km и забележимо (I) в радиус от 30 km Дори на разстояние от 20 km (10 ) всички запалими вещества експлодират в рамките на два дни, утаяването продължава с радиоактивна доза от 300 рентгена след взривяване на бомба на 300 км. Приложената снимка показва как голяма експлозия на ядрено оръжие на земята създава огромен гъбен облак от радиоактивен прах и отломки, които могат да достигнат височина от няколко километра. След това опасният прах във въздуха се носи свободно от преобладаващите ветрове във всяка посока. Опустошенията обхващат огромна площ.
Съвременни атомни бомби и снаряди
Радиус на действие
В зависимост от мощността на атомния заряд атомните бомби се разделят на калибри: малки, средни и големи . За да се получи енергия, равна на енергията на експлозия на атомна бомба с малък калибър, трябва да се взривят няколко хиляди тона тротил. Тротиловият еквивалент на атомна бомба със среден калибър е десетки хиляди, а бомбите с голям калибър са стотици хиляди тонове тротил. Термоядрените (водородни) оръжия могат да имат още по-голяма мощност, техният тротилов еквивалент може да достигне милиони и дори десетки милиони тонове. Атомните бомби, чийто тротилов еквивалент е 1-50 хиляди тона, се класифицират като тактически атомни бомби и са предназначени за решаване на оперативно-тактически проблеми. Тактическите оръжия включват също: артилерийски снаряди с атомен заряд с капацитет 10-15 хиляди тона и атомни заряди (с капацитет около 5-20 хиляди тона) за зенитни управляеми снаряди и снаряди, използвани за въоръжаване на бойци. Атомните и водородните бомби с капацитет над 50 хиляди тона са класифицирани като стратегически оръжия.
Трябва да се отбележи, че такава класификация на атомните оръжия е само условна, тъй като в действителност последиците от използването на тактически атомни оръжия могат да бъдат не по-малки от тези, изпитани от населението на Хирошима и Нагасаки, и дори по-големи. Сега е очевидно, че експлозията само на една водородна бомба е в състояние да причини толкова тежки последици върху огромни територии, които десетки хиляди снаряди и бомби, използвани в минали световни войни, не са носели със себе си. И няколко водородни бомби са достатъчни, за да превърнат огромни територии в пустинна зона.
Ядрените оръжия са разделени на 2 основни типа: атомни и водородни (термоядрени). При атомните оръжия освобождаването на енергия се случва поради реакцията на делене на ядрата на атомите на тежките елементи на урана или плутония. При водородните оръжия енергията се освобождава в резултат на образуването (или сливането) на ядра на хелиеви атоми от водородни атоми.
термоядрени оръжия
Съвременните термоядрени оръжия са стратегически оръжия, които могат да бъдат използвани от авиацията за унищожаване на най-важните промишлени и военни съоръжения зад вражеските линии, главни градовекато цивилизационни центрове. Най-известният вид термоядрени оръжия са термоядрени (водородни) бомби, които могат да бъдат доставени до целта със самолет. Термоядрените заряди могат да се използват и за изстрелване на бойни глави на ракети за различни цели, включително междуконтинентални. балистични ракети. За първи път такава ракета е изпитана в СССР през 1957 г. и в момента е на въоръжение с Ракетни войскиРакетите със стратегическо предназначение се състоят от няколко типа, базирани на мобилни пускови установки, в силози, на подводници.
Атомна бомба
Действието на термоядрените оръжия се основава на използването на термоядрена реакция с водород или неговите съединения. При тези реакции, които протичат при свръхвисоки температури и налягания, енергията се освобождава поради образуването на хелиеви ядра от водородни ядра или от водородни и литиеви ядра. За образуването на хелий се използва главно тежък водород - деутерий, чиито ядра имат необичайна структура - един протон и един неутрон. Когато деутерият се нагрява до температури от няколко десетки милиони градуса, атомите му губят електронните си обвивки по време на първите сблъсъци с други атоми. В резултат на това се оказва, че средата се състои само от протони и електрони, движещи се независимо от тях. Скоростта на топлинно движение на частиците достига такива стойности, че деутериевите ядра могат да се приближават едно към друго и поради действието на мощни ядрени сили да се комбинират помежду си, образувайки ядра на хелий. Резултатът от този процес е освобождаването на енергия.
Основната схема на водородната бомба е следната. Деутерият и тритият в течно състояние се поставят в резервоар с топлонепроницаема обвивка, която служи за поддържане на деутерия и трития в силно охладено състояние за дълго време (за поддържането им от течно агрегатно състояние). Топлонепроницаемата обвивка може да съдържа 3 слоя, състоящи се от твърда сплав, твърд въглероден диоксид и течен азот. В близост до резервоар с водородни изотопи е поставен атомен заряд. При взривяване на атомен заряд водородните изотопи се нагряват до високи температури, създават се условия за възникване на термоядрена реакция и експлозия на водородна бомба. Въпреки това, в процеса на създаване на водородни бомби беше установено, че е непрактично да се използват водородни изотопи, тъй като в този случай бомбата придобива твърде голямо тегло (повече от 60 тона), което направи невъзможно дори да се мисли за използване на такива заряди На стратегически бомбардировачи, и още повече в балистични ракети от всякакъв обхват. Вторият проблем, пред който са изправени разработчиците на водородната бомба, е радиоактивността на трития, което прави невъзможно съхраняването му за дълго време.
В проучване 2 горните проблеми бяха решени. Течните изотопи на водорода бяха заменени с твърдо химично съединение на деутерий с литий-6. Това направи възможно значително намаляване на размера и теглото на водородната бомба. Освен това вместо тритий беше използван литиев хидрид, което направи възможно поставянето на термоядрени заряди върху изтребители-бомбардировачи и балистични ракети.
Създаването на водородната бомба не е краят на разработването на термоядрени оръжия, появяват се все повече от нейните образци, създава се водородно-уранова бомба, както и някои от нейните разновидности - свръхмощни и, обратно, малки - калибърни бомби. Последният етап от усъвършенстването на термоядрените оръжия беше създаването на така наречената "чиста" водородна бомба.
водородна бомба
Първите разработки на тази модификация на термоядрена бомба се появяват през далечната 1957 г., след изявленията на американската пропаганда за създаването на някакъв вид „хуманно“ термоядрено оръжие, което не причинява толкова вреда на бъдещите поколения, колкото обикновената термоядрена бомба. Имаше някаква истина в претенциите за "човечност". Въпреки че разрушителната сила на бомбата не беше по-малка, в същото време тя можеше да бъде взривена, така че стронций-90, който при конвенционална водородна експлозия отравя земната атмосфера за дълго време, да не се разпространи. Всичко, което е в обсега на такава бомба, ще бъде унищожено, но опасността за живите организми, които са отстранени от експлозията, както и за бъдещите поколения, ще намалее. Тези твърдения обаче бяха опровергани от учени, които припомниха, че по време на експлозии на атомни или водородни бомби се образува голямо количество радиоактивен прах, който се издига с мощен въздушен поток на височина до 30 км и след това постепенно се утаява. на земята върху голяма площ, заразявайки я. Изследвания на учени показват, че ще са необходими 4 до 7 години, докато половината от този прах падне на земята.
Видео
|
|
|
Термоядрено оръжие (известно също като водородна бомба) е вид оръжие за масово унищожение, чиято разрушителна сила се основава на използването на енергията на реакцията на ядрено сливане на леки елементи в по-тежки (например, сливане на едно ядро на хелиев атом от две ядра на деутерий (тежки водородни) атоми), при което се отделя огромно количество енергия. Имайки същите увреждащи фактори като ядрените оръжия, термоядрените оръжия имат много по-висок експлозивен добив. Теоретично той е ограничен само от броя на наличните компоненти. Трябва да се отбележи, че често цитираното твърдение, че радиоактивното замърсяване от термоядрена експлозия е много по-слабо, отколкото от атомна експлозия, се отнася до реакциите на синтез, които се използват само във връзка с много по-„мръсни“ реакции на делене. Терминът "чисто оръжие", който се появява в англоезичната литература, изпада в употреба в края на 70-те години. Всъщност всичко зависи от вида на реакцията, използвана в конкретен продукт. И така, включването на елементи от уран-238 в термоядрен заряд (В същото време уран-238, използван във водородна бомба, се разпада под действието на бързи неутрони и дава радиоактивни фрагменти. Самите неутрони произвеждат индуцирана радиоактивност.) за значително (до пет пъти) увеличаване на общата мощност на експлозия, но значително (5-10 пъти) увеличава количеството на радиоактивните утайки.
Схема на Телер-Улам.
общо описание
Термоядрено взривно устройство може да бъде изградено с помощта на течен деутерий или газообразен компресиран деутерий. Но появата на термоядрени оръжия стана възможна само благодарение на разнообразието от литиев хидрид - литиево-6 деутерид. Това е съединение на тежкия изотоп на водорода - деутерий и изотопа на лития с масово число 6.
литий-6 деутерид - твърдо, което ви позволява да съхранявате деутерий (чието нормално състояние е газ при нормални условия) при положителни температури, а освен това вторият му компонент, литий-6, е суровина за получаване на най-оскъдния водороден изотоп, тритий. Всъщност 6Li е единственият промишлен източник на тритий:
Ранните американски термоядрени боеприпаси също са използвали естествен литиев деутерид, който съдържа основно литиев изотоп с масово число 7. Той също така служи като източник на тритий, но за това неутроните, участващи в реакцията, трябва да имат енергия от 10 MeV и по-висок.
Термоядрена бомба, работеща по принципа на Телер-Улам, се състои от два етапа: спусък и контейнер с термоядрено гориво.
Спусъкът е малко ядрено оръжие с плутоний, усъвършенствано от синтез, с мощност от няколко килотона. Задачата на спусъка е да създаде необходимите условия за предизвикване на термоядрена реакция - висока температура и налягане.
Контейнерът за термоядрено гориво е основният елемент на бомбата. Той е направен от уран-238, вещество, което се разпада под въздействието на бързи неутрони (>1 MeV), освободени по време на реакцията на синтез, и абсорбира бавни неутрони. Може да се направи от олово. Контейнерът е покрит със слой от абсорбатор на неутрони (борни съединения), за да се предотврати преждевременното нагряване на термоядреното гориво от неутронния поток от спусъка, което може да предотврати ефективното му компресиране. Вътре в контейнера има термоядрено гориво - литий-6 деутерид - и плутониев прът, разположен по оста на контейнера, който играе ролята на предпазител за термоядрена реакция. Коаксиалният спусък и контейнерът са пълни със специална пластмаса, която провежда излъчване от спусъка към контейнера и са поставени в корпус на бомба, изработен от стомана или алуминий.
Възможно е вторият етап да е направен не под формата на цилиндър, а под формата на сфера. Принципът на действие е същият, но вместо плутониева запалителна пръчка се използва плутониева куха сфера, разположена вътре и осеяна със слоеве литий-6 деутерид. Ядрените тестове на бомби със сферична втора степен се оказаха по-ефективни от бомби, използващи цилиндрична втора степен.
Когато спусъкът експлодира, 80% от освободената от него енергия се изразходва за мощен импулс от меки рентгенови лъчи, който се абсорбира от черупката на втория етап. В резултат на рязко нагряване на урановата (оловна) обвивка настъпва аблация на веществото на черупката и се появява реактивна тяга, която заедно с лек натиск компресира втория етап. В същото време обемът му намалява няколко хиляди пъти, а термоядреното гориво се нагрява до температури, близки до минималните за започване на реакцията. Плутониевият прът преминава в свръхкритично състояние и вътре в контейнера започва ядрена реакция. Неутроните, излъчвани от горящия плутоний прът, взаимодействат с литий-6, което води до тритий, който взаимодейства с деутерий.
АБойна глава преди експлозия; първата стъпка е отгоре, втората стъпка е отдолу. И двата компонента на термоядрена бомба.
БЕксплозивът детонира първия етап, компресира плутониевата сърцевина до свръхкритично състояние и инициира верижна реакция на делене.
° СПо време на процеса на разцепване в първия етап възниква рентгенов импулс, който се разпространява по вътрешната част на черупката, прониквайки през пълнителя от пенополистирол.
дВторият етап се компресира поради аблация (изпаряване) под въздействието на рентгенови лъчи, а плутониевият прът във втория етап преминава в свръхкритично състояние, инициира верижна реакция, отделяйки огромно количество топлина.
ЕВ компресирания и нагрят литий-6 деутерид възниква реакция на синтез, излъченият неутронен поток е инициатор на реакцията на тамперно разделяне. Огненото кълбо се разширява...
Новото поколение може драстично да понижи прага на приложимост ядрени оръжияи нарушава съществуващия стратегически баланс
През юли 2006 г., по време на операции срещу ливански бойци на Хизбула, израелската армия използва т. нар. противобункерни бомби. В същото време в почвени проби, взети от фунии за бомби, са открити следи от обогатен уран. В същото време беше установено, че радиоактивният разпад на фрагментите на делене не е придружен от гама-лъчение и образуването на цезиевия изотоп137, а нивото на радиация, което е високо във фунията, намалява с около половината на разстояние от няколко метри от тях.
Възможно е Израел да е използвал ново поколение ядрени оръжия (NW) в Южен Ливан. Можеше да бъде доставен на Израел от Съединените щати специално за изпитанията му в бойни условия. Експертите също предполагат това подобни оръжиявече се използва в Ирак и Афганистан.
Отсъствието на експлозивни продукти с дълъг период на разпадане, както и незначителното радиоактивно замърсяване на района, предполагат, че в Южен Ливан могат да се използват така наречените „чисти“ термоядрени боеприпаси.
Известно е, че съществуващите термоядрени заряди не осигуряват забележима локализация (както по време, така и по площ) на мащаба на радиоактивното замърсяване. заобикаляща среда, тъй като работата на техния вторичен възел се инициира от реакцията на делене на тежки ядра, следствието от което е именно дълготрайното радиоактивно замърсяване на района.
Досега именно последното обстоятелство гарантираше висок праг за използване на всякакъв вид настоящи ядрени оръжия, включително ядрени оръжия с нисък и свръхнисък добив. Сега, ако резултатите от независимите изследвания отговарят на реалността, можем да говорим за появата на нови термоядрени боеприпаси, чието присъствие на въоръжение драстично понижава психологическия праг за приложимост на ядрените оръжия.
В същото време "чистите" термоядрени боеприпаси понастоящем не са обект на ограниченията на нито едно от съществуващите международни договории формално стават, според условията на тяхното използване, на същото ниво като конвенционалните високоточни оръжия (СТО), като значително надминават последните по разрушителна сила.
Все още няма консенсус сред експертите доколко САЩ и други водещи чужди държави са напреднали в процеса на разработване на „чисти“ термоядрени боеприпаси.
Междувременно косвено потвърждение на факта, че в условията на строга секретност работата по създаването им вече е в разгара си в Съединените щати, са резултатите от практическата дейност на настоящата администрация на САЩ за реформиране на своите стратегически настъпателни сили (SNA ).
За плановете за създаване на ново поколение термоядрени оръжия свидетелстват и усилията на Обединеното кралство, насочени към промяна на съществуващата структура на нейните стратегически ядрени сили (СЯС) и разгръщане на нова изследователска инфраструктура за изследвания на термоядрения синтез.
Американското лидерство първо сред водещите чужди държавиосъзна, че както сегашните „мръсни” стратегически ядрени оръжия, така и конвенционалната СТО, за която много се говори в дискусиите за необходимостта от ранен преход към концепцията за „не ядрено възпиране“, сега не позволяват да се осигури решаването на всички задачи, възложени на стратегическите сили.
На първо място, това се отнася до гарантираното унищожаване на стратегически силно защитени и силно заровени цели на противника, както и неутрализирането на химически и биологични компоненти на оръжията. масово унищожение(ОМУ).
Нова американска ядрена стратегия
Анализ на новата ядрена стратегия, приета от САЩ през 2002 г., показва, че на „чистите“ термоядрени оръжия е отредена ролята на крайъгълен камък на една обещаваща американска стратегическа триада.
Освен това се вписва изключително добре в наскоро приетата от САЩ концепция за „превантивни” ядрени удари, според която въоръжените сили на САЩ получават право да използват ядрено оръжие дори в мирно време.
Основните разпоредби на новата ядрена стратегия на САЩ са изложени в прегледа на ядрената позиция, представен на Конгреса на САЩ през януари 2002 г. (наричан по-долу "Преглед..." за краткост).
В този концептуален документ необходимостта от разработване и пускане в експлоатация на ново поколение ядрени оръжия е обоснована по следния начин.
„... Съвременният ядрен арсенал, който все още отразява нуждите на периода на Студената война, се характеризира с ниска точност на стрелба, инвалидпренасочване, висока мощност на зарядни устройства за ядрени бойни глави, силози, наземни и морски балистични ракети с индивидуално насочвани бойни глави, ниска способност за поразяване на дълбоки цели", следователно "... ядрена стратегия, основана единствено на способностите на стратегическите настъпателни ядрени сили, не може гарантира възпирането на потенциални противници, пред които ще трябва да се изправят Съединените щати през 21-ви век.
Освен това в „Преглед...“ са формулирани основните изисквания за ново поколение ядрени оръжия: „... предоставянето на съвременните ядрени сили на нови способности трябва да гарантира: поражението на обекти, които представляват заплаха, като високо защитени и заровени цели, носители на химически и биологични оръжия; откриване и унищожаване на подвижни и движещи се цели; повишаване на точността на стрелба; ограничаване на страничните щети от използването на ядрени оръжия.
„Прегледът...“ също така посочва, че „осигуряването на такива способности чрез интензивна научноизследователска и развойна дейност и разполагането на нови оръжейни системи е спешно изискване за създаване на нова триада".
Както се вижда, в представената концепция за развитието на ядрените сили на САЩ, едно от ключовите изисквания към новите видове ядрени оръжия е ограничаването на страничните щети при използването им.
Тъй като в „чистите“ термоядрени боеприпаси реакцията на синтез трябва да бъде инициирана от енергиен източник, алтернативен на реакцията на делене, ключовият момент в тяхното развитие е замяната на съществуващия атомен „взривител“ с мощен и компактен „детонатор“.
В този случай последният трябва да има достатъчно енергия, за да инициира реакция на термоядрен синтез, и по отношение на характеристиките на теглото и размера си, „да се вписва“ в главните части на съществуващите превозни средства за доставка.
Може да се очаква, че осн увреждащи факториновите ядрени оръжия ще бъдат мигновена гама-неутронна радиация, ударна вълна, както и светлинно излъчване. В този случай проникващата радиация, която е следствие от радиоактивния разпад на фрагментите на делене, ще бъде относително незначителна.
Редица експерти смятат, че на първо място новите термоядрени оръжия ще бъдат използвани за оборудване на високоточни управляеми ракетии въздушни бомби. В същото време капацитетът му може да варира от единици до стотици или повече тона тротилов еквивалент.
Това ще направи възможно използването на "чисти" термоядрени оръжия за селективно унищожаване на вражески цели, разположени както в открити зони (включително мобилни комплексибалистични ракети) и TZSZT, без страх от дългосрочно радиоактивно замърсяване на района.
Поради липсата на радиоактивни осадки, наземните части ще могат да действат на територията, поразена от ядрени оръжия, според оценките след 48 часа.
Когато се използват нови видове боеприпаси за унищожаване на TZSZZ, включително съоръжения за съхранение на ядрени, химически и биологични оръжия, неутронното и гама лъчението, което се появява непосредствено в момента на експлозията, ще бъде почти напълно абсорбирано от слоевете на почвата в близост до мястото на експлозията .
Според експертни оценки, за да се унищожи TFGZZ, разположен на дълбочина над 300 метра, ще е необходимо да се създадат термоядрени боеприпаси с мощност от около 100 kt или повече.
Според американски експерти използването на "чисти" термоядрени боеприпаси като бойни глави на противоракетни (BC PR) също трябва значително да повиши ефективността на създадените национална системаПРОФ.
Очаква се, че такива боеприпаси ще имат доста широк поразителни възможностиза гарантирано неутрализиране на бойни глави на вражески балистични ракети, оборудвани с ОМУ. В същото време взривяването на бойна глава на ПРО над нейна територия, дори на малка надморска височина, няма да доведе до значително радиоактивно замърсяване на околната среда.
Новата структура на американската стратегически сили
Нека сега разгледаме по-подробно промените, които трябва да настъпят директно в структурата на американската SNA.
Понастоящем триадата SNA на САЩ се състои от междуконтинентални балистични ракети (ICBM), подводници с ядрени балистични ракети (SSBN) и стратегически бомбардировачи (SBA), които са въоръжени с около 6000 „мръсни“ ядрени бойни глави (YaBZ).
Новата американска ядрена стратегия предвижда създаването вместо нея на качествено различна стратегическа триада, която ще включва:
- ядрени и неядрени стратегически настъпателни оръжия;
- активни и пасивни стратегически отбранителни оръжия;
- актуализирана военна, изследователска и индустриална инфраструктура.
Изброените компоненти на новата триада трябва да бъдат комбинирани в едно цяло чрез подобрена система за комуникации, контрол, разузнаване и адаптивно планиране.
Първият (шоков) компонент на новата стратегическа триада от своя страна ще се състои от две малки триади: триадата на силите " глобални удари„и старата триада на SNS с намален състав.
Планира се силите на "глобални удари" да бъдат разположени на базата на самолети SBA (включително част от сегашния авиационен компонент на SNA на САЩ), многоцелеви ядрени подводници (NPS) и надводни носители крилати ракетис морско базиране (SLCM), както и части от ICBM и SLBM от SNS.
Очаква се силите за "глобални удари" да бъдат въоръжени със СТО както в конвенционално, така и в ядрено ("чисто" ядрено оръжие) оборудване.
Съществуващата триада на SNA съгласно Договора за намаляване на стратегическите настъпателни потенциали ще претърпи радикално намаляване. До 2012 г. тя ще разполага с 17 002 200 оперативно разположени ядрени бойни глави на въоръжение. Останалите YaBZ ще бъдат прехвърлени в активен или пасивен резерв.
Оперативният контрол и на двата ударни компонента на новата стратегическа триада в момента е поверен на Обединеното стратегическо командване (USC) на въоръжените сили на САЩ.
Въз основа на задачите, възложени на USC и Обединените командвания (JC) на въоръжените сили на САЩ в предните зони, може да се предположи, че силите на "глобалните удари" ще бъдат използвани за бързо нанасяне на превантивни удари срещу стратегически враг цели във всяка точка Глобусът, както и за бойни действия в регионални конфликти.
ядрени силиот старата триада SNA, която ще остане в експлоатация съществуващи типовестратегически ЯБЗ, ще продължи да изпълнява задачите по стратегическо ядрено възпиране. В случай на фундаментална промяна във военно-политическата обстановка, те ще бъдат използвани за нанасяне на "противосилови" или "противостойностни" ядрени ракетни удари по най-важните стратегически цели на противника, за които Русия и Китай се смятат предимно за бъда.
Вторият компонент на стратегическата триада на САЩ също ще се състои от два компонента: ударни (активни) сили, предназначени за оперативно действие ракетни системипротивника в техните позиционни райони, както и сили за противоракетна отбрана за прихващане на изстреляни балистични ракети и техните бойни глави (пасивни сили).
През 2003 г. САЩ денонсира Договора за ограничаване на системите противоракетна отбрана. Това обстоятелство им позволява да започнат неограничено разработване, тестване и внедряване противоракетни системивсякакви класове с разположението на техните компоненти както в Съединените щати, така и извън тях.
Новият термоядрен боеприпас органично се "вписва" в плановете за създаване на третия компонент на американската стратегическа триада - обновена отбранителна инфраструктура.
Според плановете на американското ръководство то е призвано бързо да разработи, изпробва, произведе и въведе в експлоатация усъвършенствани нападателни и отбранителни системи, включително ядрени, в отговор на всякакви възникващи заплахи.
Понастоящем в Съединените щати е разположена мощна тестова база за изследване на проблема с термоядрения синтез в три различни области. Няма съмнение, че тази база ще се използва не само за индустриално развитие на термоядрена енергия, но и за създаване на нови термоядрени заряди.
И така, в Ливърморската лаборатория. Лорънс (Калифорния), за да симулира ядрени тестове, беше създадена най-мощната лазерна термоядрена съоръжение в света (LTU) NIF (National Ignition Facility), способна да реализира температурите и наляганията, наблюдавани в природата само в центъра на звездите. Общата цена на инсталацията се оценява на 3,3 милиарда долара до 2008 г.
За същите цели Националната лаборатория в Лос Аламос (Ню Мексико) и Изследователската лаборатория на ВВС (база на военновъздушните сили Киртланд) съвместно използват инсталацията MTF (Magnetized Target Fusion).
В интерес на изучаването на физически процеси с висока енергийна плътност, Националната лаборатория в Сандия (Албакърки) модернизира мощен генератор на електрически импулси, т. нар. "Zmachine".
Създаването на нови видове ядрени оръжия е невъзможно без ядрени опити. Поради тази причина администрацията на Буш отказа да представи отново Договора за всеобхватна забрана на ядрени опити в Сената на САЩ за ратификация.
Следователно, намирайки се извън правната рамка на този договор, Съединените щати си осигуриха възможността да изпълнят всяка програма за ядрени опити по всяко удобно за тях време.
Успоредно с научно изследванеСъединените щати активно предприемат мерки за намаляване от 36 на 12 месеца времето, необходимо за тестовата площадка в Невада, за да бъде готова за възобновяване на подземните дейности ядрени експлозии.
Стратегия за превантивни ядрени удари
През 2005 г. Съединените щати направиха важни промени в ядрената си стратегия.
В съответствие с концепцията за "превантивни удари", по-известна като "доктрината на Буш", въоръжените сили на САЩ получиха правото да нанасят удари по Мирно времепревантивни ядрени удариот държави, от които може да дойде заплахата национална сигурностСАЩ или техните съюзници.
Специално трябва да се подчертае, че тази доктрина предвижда и възможността за връщане на ВВС и ВМС на САЩ (предимно на надводни военни кораби и подводници) носителите на тактически ядрени оръжия, премахнати през 1991 г.
Трябва да се добави, че разполагането на стратегическа ударна система, базирана на ядрени подводници от типа Охайо (SSGN), оборудвани с крилати ракети Tomahawk Block IV, които са оптималното средство за доставяне на нови ядрени оръжия до целите, е почти завършено в Съединените щати. .
Според своите работни характеристики Tomahawk Block IV SLCM е най-модерната крилата ракета от този клас. Максимален обхватполетът му сега е 2800 км. Ракетата е в състояние да се върти в района на целта в продължение на 2 часа за търсене или допълнително разузнаване. Чрез оборудването на SLCM със сателитен комуникационен канал е възможно също така да се пренасочва ракетата по време на полет.
Всяка SSGN от клас Охайо може да побере до 154 SLCM.
През 2006 г. Обединеното кралство (след САЩ) предприе радикална ревизия на своята доктрина за ядрено възпиране.
Понастоящем британските стратегически ядрени сили се базират на четири ракетоносещи подводници от клас Vanguard, всяка от които е оборудвана с 16 балистични ракети Trident-2 с множество бойни глави. Настоящите британски стратегически ядрени сили изглеждат остарял модел за противопоставяне на съвременната ядрена заплаха и са повече в съответствие с реалностите на Студената война, отколкото днес. Алтернативна версия на съществуващата система Vanguard ще бъде оръжейна система, разположена на базата на подводници, оборудвани с ядрени крилати ракети. Подчертава се, че за да се съобразят с Договора за неразпространение на ядрени оръжия, бойните глави за крилати ракети трябва да бъдат разработени от самото Обединено кралство, а не да бъдат получени от Съединените щати.
Обединеното кралство вече започна да преобразува своите многоцелеви ядрени подводници в носители Tomahawk SLCM от модификацията Block IV.
Атомната подводница "Трафалгар" стана първата лодка на британския флот, способна да изстреля тези ракети. Лодката е монтирана най-новата система Tomahawk SLCM за управление на огъня (TTWCS), разработен от американската компания Lockheed Martin, и двупосочната сателитна комуникационна система TSN (Tomahawk Strike Network), предназначена да пренасочва SLCM от тази модификация по време на полет.
Представената версия за развитието на стратегическите ядрени сили на Великобритания не е нещо ново. Още в средата на 1970 г. Британското министерство на отбраната проучи въпроса за приемането на американски SLCM от типа Tomahawk в ядрено оборудване на въоръжение в техните стратегически ядрени сили. Въпреки това, през 1979 г. по редица причини британското правителство се отказа от тази опция в полза на сегашните ПЛАРБ от клас Wangard с БРПЛ Trident-2.
Паралелно с разработването на нова доктрина за ядрено възпиране в Обединеното кралство се изпълняват редица програми за развитие на ядрена инфраструктура, която може да се наложи за създаване на ядрени оръжия, предназначени да оборудват новия компонент на британските стратегически ядрени сили.
В същото време Великобритания (като САЩ) концентрира усилията си върху създаването на тестова база, насочена към изследване на проблема с термоядрения синтез. В тази връзка се очаква, че след САЩ скоро на въоръжение в актуализираните британски стратегически ядрени сили ще се появят „чисти“ термоядрени боеприпаси.
През лятото на 2005 г. на заседание на избраната комисия по отбрана на Камарата на общините на британския парламент беше обявено разширяването на изследователския център за разработване на ядрени оръжия в Обединеното кралство. В град Олдермастън (Беркшир) е започнало изграждането на LTU на стойност около един милиард паунда, а до 2008 г. е обявено допълнително наемане на повече от 1000 специалисти за този център.
Според пресата след пускането в експлоатация на новото ЛТУ "Орион" трябва да се осигури реконструкция на физическите процеси, протичащи в условията на ядрена реакция. Без да излиза извън обхвата на Договора за всеобхватна забрана на ядрените опити, по който Обединеното кралство е страна, LTU ще се използва и за тестване на елементи от разработваната YaBZ.
По този начин може да се предположи, че в близко бъдеще Обединеното кралство ще се съсредоточи върху създаването на нова стратегическа ядрена „диада“, която ще се състои от четири ПЛАРБ от клас Vanguard с БРПЛ Trident-2 и няколко ПЛАРБ от клас Trafalgar, оборудвани с SLCM Tomahawk. с "чисти" термоядрени боеприпаси.
SSBN от типа Vanguard ще бъдат на въоръжение в модернизираните британски стратегически ядрени сили поне до 2020-2025 г., когато изтича експлоатационният живот на балистичните ракети Trident2.
Смята се, че за създаването на нова стратегическа "диада" Великобритания може да похарчи около 20 милиарда паунда.
В заключение трябва да се отбележи едно важно обстоятелство. В случай на успешна разработка на ново поколение ядрени оръжия, САЩ и Великобритания ще придобият значително военно-техническо превъзходство в областта на стратегическите оръжия. Сегашните „мръсни“ стратегически ядрени оръжия като цяло стават ненужни за тях.
В тази връзка е необходимо да сме готови за това, че САЩ и Великобритания, залагайки на тезата за заплахата за световната цивилизация от „мръсно” ядрено оръжие, могат да излязат с инициатива за пълната му забрана. В същото време въоръжен ядрени странитрябва да останат само "чисти" термоядрени оръжия, в които ~ 99% от енергията да се освобождава в реакциите на синтез.
Ясно е, че термоядрените боеприпаси, които сега са в основата на стратегическите оръжия на ядрените сили, няма да отговарят на такива високи изисквания.
Така, използвайки контролирани международни организации, САЩ и Обединеното кралство могат да поставят своеобразна научна и техническа бариера пред останалите членове на ядрения клуб. Може да бъде напр. международни задълженияотносно разработването и приемането в експлоатация на изключително термоядрени бойни глави с фрагментираща активност под един процент.
Това ще изисква от други ядрени държави спешно да създадат мощна изследователска, производствена и изпитателна база, огромни финансови и времеви разходи.
В същото време съществуващият военно-технически резерв в областта на „чистите“ термоядрени оръжия ще позволи на САЩ и Великобритания да придобият едностранни военнополитически предимства за доста дълъг период от време.
По този начин:
- Съединените щати и Великобритания активно разработват ново поколение ядрени оръжия, чието използване дава възможност да се гарантира ограничаване на страничните щети. В тази връзка те започнаха радикално да реформират структурата и състава на своите стратегически ядрени сили, както и формите и методите бойно използванетези сили.
- Новите ядрени оръжия са извън правната рамка на всички съществуващи международни договори, свързани с разработването, тестването, разпространението или използването на ядрени оръжия.
- Приемането на ново поколение ядрени оръжия може значително да намали прага за използване на ядрени оръжия и на практика да изравни разликата между него и СТО с общо предназначениеспоред условията на бойна употреба.
- Руската федерация спешно трябва да предприеме адекватни мерки за укрепване на вътрешния капацитет за възпиране.
Човешка употреба на ядрени материали
През 1939 г. немският учен О. Хан открива феномена на специален радиоактивен разпад на уранови ядра под действието на неутрони. Бомбардирането на ядрата на уран-235 от неутрони ги кара да се разделят на два фрагмента, чието масово съотношение е приблизително 2:3. Сред фрагментите на делене има елементи от цинк до тербий със серийни номера от 30 до 65 и масови числа от 70 до 160. Фрагментите на делене на уранови ядра са нестабилни и претърпяват поредица от бета разпада, като в крайна сметка се превръщат в стабилни ядра.
Характерна особеност на такива вериги е постепенното увеличаване на периода на полуразпад в посока от началото на веригата до нейния край. Излишната енергия на фрагментите на делене се отвежда от неутрони и гама кванти (гама лъчи). По време на деленето на уранови ядра обикновено се излъчват 2-3 неутрона, с по-малка вероятност може да има варианти с освобождаване на един, четири или дори пет неутрона. Средната енергия на неутрони на делене е около 2 MeV. Средният брой гама кванти, излъчвани от възбудени фрагментни ядра, е около 8. Всеки от тях носи енергия в размер на 0,9 MeV.
Излъчените неутрони от своя страна могат да бомбардират други уранови ядра и по този начин да продължат процеса на тяхното делене. Съотношението на броя на неутроните във всяко поколение към броя на неутроните в предишно поколение, е наречен коефициент на размножаване на неутроните.В реални условия част от тези неутрони ще бъдат погълнати от примесите в уран-235, а някои ще надхвърлят границите на урановата маса. Но е достатъчно броят на неутроните във всеки цикъл да се увеличи повече от 1 пъти (коефициентът на умножение е по-голям от 1), тъй като процесът на веригата на делене се развива. Разделянето на атоми, съдържащи се в 1 грам уран-235, освобождава енергия, еквивалентна на изгарянето на 3000 тона каменни въглищаили 2000 тона петрол. За да се случи верижна реакция, е необходима определена маса уран, която се нарича критичен.
По това време немски учени не успяха да получат верижна реакцияделене на уранови ядра, но откритието на О. Ган предопредели началото на ерата на използване на атомната енергия от човека.
На 2 декември 1942 г. на спортната площадка на Чикагския университет група атомни физици, водени от великия италиански учен Е. Ферми, изстрелва първия атомен котел,в който самоподдържаща се контролирана атомна реакция.
Този успех е предшестван от почти половин век изследвания в областта на теоретичната и експерименталната физика, проведени под ръководството на П. Кюри, М. Склодовская - Кюри, Е. Ръдърфорд, Н. Бор, А. Айнщайн, М. Планк , Ф. Жолио - Кюри, И. Жолио - Кюри, Л. Майтнер, О. Хан, Д. Чадуик, В. Хайзенберг, И. В. Курчатов и други изтъкнати атомни учени.
Резултати, извършени от групата на Ферми верижна реакцияот самото начало бяха поставени на военна основа, а именно спешното създаване на атомни оръжия в Съединените щати, за да се изпревари Хитлер, чиито физици работеха в същата посока.
През 1944 г. в САЩ под ръководството на Е. Ферми е създадена и изпитана атомна бомба, а през август 1945 г. на атомна бомбардировка са подложени японските градове Хирошима и Нагасаки. Тогава една трета от населението на тези градове загива. През следващите години мнозина умират от лъчева болест, левкемия и други заболявания, свързани с радиоактивно облъчване.
На 25 декември 1946 г. под ръководството на И. В. Курчатов е пуснат първия съветски управляван ураново-графитен реактор, в който оръжеен плутонийизползван като ядрен заряд вместо уран-235 при производството на атомни оръжия. Първата съветска атомна бомба е изпитана на 29 август 1949 г.
При атомна експлозия, продукти на деленеи остава част от неразделените атоми на уран-235 или плутоний-239, които се отделят в атмосферата по време на наземна експлозия.
Впоследствие в СССР е създадена и изпробвана водородна бомба през 1953 г., чието действие се основава на термоядрена реакциявзаимодействия на деутерий и тритий:
Тази реакция протича мигновено (3 x 10 -6 секунди), но изисква много висока температура, за да започне, която може да се получи само с атомна експлозия. В резултат на това във водородна бомба, съдържаща смес от деутерий и тритий, атомен плутониев заряд служи като детонатор.
Разделянето на уран-235, плутоний-239 и особено термоядрена реакция освобождава голям брой неутрони. Последните бомбардират околните вещества, превръщайки ги в радиоактивни (индуцирана радиоактивност).Освен това в атмосферата се отделят голямо количество продукти на делене. Най-важният от тях - цезий-137 и стронций-90.
Ориз. 9. Схема на атомната бомба.
1 - заряд на уран-235 или плутоний-239; 2 - конвенционален експлозив (предпазител за свързване на парчета уран с цел постигане на критична маса); 3 - метална обвивка с висока плътност(И. В. Савелиев, 1987).
Нашата статия е посветена на историята на създаването и основни принциписинтез на такова устройство, както понякога се нарича водород. Вместо да освобождава експлозивна енергия от деленето на ядрата на тежки елементи като урана, той генерира още повече от нея чрез сливане на ядрата на леките елементи (като изотопи на водорода) в едно тежко (като хелий).
Защо ядреният синтез е за предпочитане?
В термоядрена реакция, която се състои в сливане на участващите в нея ядра химични елементи, много повече енергия се генерира на единица маса на физическо устройство, отколкото в чиста атомна бомба, която прилага ядрена реакциядивизия.
В атомна бомба делящото се ядрено гориво бързо се разгражда под действието на енергията на подкопаване на конвенционалните експлозивисе обединява в малък сферичен обем, където се създава така наречената му критична маса и започва реакцията на делене. В този случай много от неутроните, освободени от делящите се ядра, ще предизвикат делене на други ядра в горивната маса, които също отделят допълнителни неутрони, което води до верижна реакция. Той покрива не повече от 20% от горивото преди бомбата да експлодира или може би много по-малко, ако условията не са идеални: например при атомните бомби Baby, хвърлени върху Хирошима, и Fat Man, които удариха Нагасаки, ефективността (ако такъв термин може да се приложи към тях изобщо) прилагат) са били съответно само 1,38% и 13%.
Сливането (или сливането) на ядрата обхваща цялата маса на заряда на бомбата и продължава толкова дълго, колкото неутроните могат да намерят термоядреното гориво, което все още не е реагирало. Следователно масата и експлозивната сила на такава бомба теоретично са неограничени. Такова сливане теоретично може да продължи за неопределено време. Всъщност термоядрената бомба е едно от потенциалните устройства на Страшния съд, които могат да унищожат целия човешки живот.
Какво е реакция на ядрен синтез?
Горивото за реакцията на синтез е водородният изотоп деутерий или тритий. Първият се различава от обикновения водород по това, че в ядрото му освен един протон има и неутрон, а в ядрото на трития вече има два неутрона. AT естествена водаедин атом деутерий пада върху 7000 водородни атома, но извън неговия брой. съдържащи се в чаша вода, е възможно да се получи същото количество топлина в резултат на термоядрена реакция, както при изгарянето на 200 литра бензин. На среща с политици от 1946 г. бащата на американската водородна бомба Едуард Телър подчертава, че деутерият осигурява повече енергия на грам тегло от урана или плутония, но струва двадесет цента за грам в сравнение с няколкостотин долара за грам гориво за деления. Тритият изобщо не се среща в природата в свободно състояние, така че е много по-скъп от деутерия, но с пазарна цена от десетки хиляди долари за грам най-голямото числоенергията се освобождава именно при реакцията на синтез на ядра на деутерий и тритий, при която се образува ядрото на хелиев атом и се освобождава неутрон, отнасящ излишната енергия от 17,59 MeV
D + T → 4 He + n + 17,59 MeV.
Тази реакция е показана схематично на фигурата по-долу.
Много ли е или малко? Както знаете, всичко се познава в сравнение. И така, енергията от 1 MeV е около 2,3 милиона пъти повече от това, което се отделя при изгарянето на 1 kg масло. Следователно сливането на само две ядра на деутерий и тритий освобождава толкова енергия, колкото се отделя при изгарянето на 2,3∙10 6 ∙17,59 = 40,5∙10 6 kg масло. Но говорим сисамо два атома. Можете да си представите колко високи са били залозите през втората половина на 40-те години на миналия век, когато започва работа в САЩ и СССР, резултатът от която е термоядрена бомба.
Как започна всичко
Още през лятото на 1942 г., в началото на проекта за атомна бомба в Съединените щати (Проектът Манхатън) и по-късно в подобна съветска програма, много преди да бъде построена бомба, базирана на делене на уран, вниманието на някои участници в тези програми е насочено към устройство, което може да използва много по-мощна реакция на термоядрен синтез. В САЩ поддръжникът на този подход и дори, може да се каже, неговият апологет беше Едуард Телър, вече споменат по-горе. В СССР тази посока е разработена от Андрей Сахаров, бъдещ академик и дисидент.
За Телър увлечението му от термоядрения синтез през годините на създаването на атомната бомба изигра по-скоро лоша услуга. Като член на проекта Манхатън, той упорито призоваваше за пренасочване на средствата за реализиране на собствените си идеи, чиято цел беше водородна и термоядрена бомба, което не се хареса на ръководството и предизвика напрежение в отношенията. Тъй като по това време термоядреното направление на изследванията не беше подкрепено, след създаването на атомната бомба, Телър напусна проекта и се зае с преподаване, както и изследвания върху елементарни частици.
Избухването на Студената война обаче и най-вече създаването и успешното изпитание на съветската атомна бомба през 1949 г. се превръщат в нов шанс за яростния антикомунист Телър да реализира своите научни идеи. Той се връща в лабораторията в Лос Аламос, където е създадена атомната бомба, и заедно със Станислав Улам и Корнелиъс Еверет започва изчисленията.
Принципът на термоядрена бомба
За да започнете реакцията на ядрен синтез, трябва незабавно да загреете заряда на бомбата до температура от 50 милиона градуса. Схемата за термоядрена бомба, предложена от Телър, използва експлозията на малка атомна бомба, която се намира вътре в водородния корпус. Може да се твърди, че в развитието на нейния проект през 40-те години на миналия век е имало три поколения:
- вариантът Teller, известен като „класическия супер“;
- по-сложни, но и по-реалистични конструкции на няколко концентрични сфери;
- окончателната версия на дизайна на Телер-Улам, който е в основата на всички термоядрени оръжейни системи, действащи днес.
Подобни етапи на проектиране са преминали и термоядрени бомбиСССР, в основата на който е Андрей Сахаров. Той, очевидно, съвсем независимо и независимо от американците (което не може да се каже за съветската атомна бомба, създадена от съвместните усилия на учени и офицери от разузнаването, работили в Съединените щати) премина през всички горепосочени етапи на проектиране.
Първите две поколения имаха свойството, че имаха поредица от взаимосвързани „слоеве“, всеки от които подсилваше някакъв аспект от предишното, а в някои случаи беше установена обратна връзка. Нямаше ясно разделение между първичната атомна бомба и вторичната термоядрена бомба. За разлика от тях, дизайнът на термоядрена бомба Телер-Улам рязко разграничава първична експлозия, вторична експлозия и, ако е необходимо, допълнителна.
Устройството на термоядрена бомба според принципа на Телер-Улам
Много от подробностите му все още са класифицирани, но има разумна сигурност, че всички налични термоядрени оръжия използват като прототип устройство, създадено от Едуард Телерос и Станислав Улам, в което атомна бомба (т.е. първичен заряд) се използва за генериране на радиация , компресира и загрява термоядрен синтез. Андрей Сахаров в Съветския съюз очевидно независимо излезе с подобна концепция, която той нарече „третата идея“.
Схематично устройството на термоядрена бомба в това изпълнение е показано на фигурата по-долу.
Беше цилиндрична, с приблизително сферична първична атомна бомба в единия край. Вторичният термоядрен заряд в първите, все още неиндустриални проби, беше от течен деутерий, малко по-късно стана твърд от химическо съединение, наречено литиев деутерид.
Факт е, че литиевият хидрид LiH отдавна се използва в индустрията за транспортиране на водород без балони. Разработчиците на бомбата (тази идея беше използвана за първи път в СССР) просто предложиха да вземете нейния деутериев изотоп вместо обикновен водород и да го комбинирате с литий, тъй като е много по-лесно да се направи бомба с твърд термоядрен заряд.
Формата на вторичния заряд беше цилиндър, поставен в контейнер с оловна (или уранова) обвивка. Между зарядите има щит от неутронна защита. Пространството между стените на контейнера с термоядрено гориво и тялото на бомбата се запълва със специална пластмаса, обикновено стиропор. Корпусът на самата бомба е изработен от стомана или алуминий.
Тези форми са се променили в последните дизайни, като този, показан на фигурата по-долу.
При него първичният заряд е сплескан, като диня или топка за американски футбол, а вторичният заряд е сферичен. Такива форми се вписват много по-ефективно във вътрешния обем на коничните ракетни бойни глави.
Последователност на термоядрена експлозия
Когато първичната атомна бомба детонира, тогава в първите моменти на този процес се генерира мощно рентгеново лъчение (неутронен поток), което е частично блокирано от неутронния щит и се отразява от вътрешната облицовка на корпуса, заобикаляща вторичното заряд, така че рентгеновите лъчи да падат симетрично върху него по цялата му дължина.
По време на началните етапи на реакцията на синтез, неутроните от атомна експлозия се абсорбират от пластмасовия пълнител, за да се предотврати твърде бързото нагряване на горивото.
Рентгеновите лъчи причиняват появата на първоначално плътна пластмасова пяна, запълваща пространството между корпуса и вторичния заряд, която бързо преминава в плазмено състояние, нагрявайки и компресирайки вторичния заряд.
В допълнение, рентгеновите лъчи изпаряват повърхността на контейнера, заобикалящ вторичния заряд. Веществото на контейнера, симетрично изпаряващо се по отношение на този заряд, придобива определен импулс, насочен от неговата ос, а слоевете на вторичния заряд, съгласно закона за запазване на импулса, получават импулс, насочен към оста на устройството . Принципът тук е същият като при ракетата, само ако си представим, че ракетното гориво е разпръснато симетрично от оста си, а тялото е компресирано навътре.
В резултат на такова компресиране на термоядрено гориво неговият обем намалява хиляди пъти, а температурата достига нивото на началото на реакцията на ядрен синтез. Избухва термоядрена бомба. Реакцията е придружена от образуването на тритиеви ядра, които се сливат с деутериевите ядра, които първоначално са присъствали във вторичния заряд.
Първите вторични заряди са изградени около сърцевината на плутониев прът, неофициално наречена "свещ", която влиза в реакция на ядрено делене, тоест друга, допълнителна ядрена експлозияза да се повиши още повече температурата, за да се гарантира началото на реакцията на ядрен синтез. Сега се смята, че по-ефективните системи за компресия са елиминирали „свещта“, което позволява по-нататъшно миниатюризиране на дизайна на бомбата.
Операция Ivy
Това беше името, дадено на изпитанията на американски термоядрени оръжия на Маршаловите острови през 1952 г., по време на които беше взривена първата термоядрена бомба. Нарича се Айви Майк и е построена по типичната схема на Телер-Улам. Неговият вторичен термоядрен заряд е поставен в цилиндричен контейнер, който представлява термично изолиран съд на Дюар с термоядрено гориво под формата на течен деутерий, по оста на който преминава „свещ” от 239-плутоний. Дюарът от своя страна е покрит със слой от 238-уран с тегло над 5 метрични тона, който се изпарява по време на експлозията, осигурявайки симетрично компресиране на горивото за синтез. Контейнерът с първични и вторични заряди е поставен в стоманен корпус с ширина 80 инча и дължина 244 инча със стени с дебелина 10-12 инча, което е най-големият пример за ковано изделие до това време. Вътрешната повърхност на корпуса е облицована с листове от олово и полиетилен, за да отрази радиацията след експлозията на първичния заряд и да създаде плазма, която нагрява вторичния заряд. Цялото устройство тежало 82 тона. Изглед на устройството малко преди експлозията е показан на снимката по-долу.
Първото изпитание на термоядрена бомба е проведено на 31 октомври 1952 г. Мощността на експлозията е 10,4 мегатона. Attol Eniwetok, на който е произведен, е напълно разрушен. Моментът на експлозията е показан на снимката по-долу.
СССР дава симетричен отговор
Термоядреният примат на САЩ не продължи дълго. На 12 август 1953 г. на полигона в Семипалатинск е изпитана първата съветска термоядрена бомба РДС-6, разработена под ръководството на Андрей Сахаров и Юли Харитон, но по-скоро лабораторно устройство, тромаво и силно несъвършено. Съветските учени, въпреки ниската мощност от само 400 кг, тестваха напълно завършен боеприпас с термоядрено гориво под формата на твърд литиев деутерид, а не течен деутерий, както американците. Между другото, трябва да се отбележи, че в състава на литиевия деутерид се използва само изотоп 6 Li (това се дължи на особеностите на преминаване на термоядрени реакции), а в природата той се смесва с изотопа 7 Li. Поради това са построени специални съоръжения за разделяне на литиеви изотопи и подбор само на 6 Li.
Достигане на ограничение на мощността
Това беше последвано от десетилетие на непрекъсната надпревара във въоръжаването, през която мощността на термоядрените боеприпаси непрекъснато нараства. И накрая, на 30 октомври 1961 г., най-мощната термоядрена бомба, която някога е била изграждана и изпитвана, известна на Запад като Цар Бомба, е взривена във въздуха на височина от около 4 км в СССР по време на изпитанието на Нова Земля сайт.
Този тристепенен боеприпас всъщност е разработен като бомба от 101,5 мегатона, но желанието за намаляване на радиоактивното замърсяване на територията принуди разработчиците да изоставят третия етап с капацитет от 50 мегатона и да намалят прогнозния добив на устройството до 51,5 мегатона. В същото време 1,5 мегатона беше силата на експлозия на първичния атомен заряд, а вторият термоядрен етап трябваше да даде още 50. Действителната сила на експлозия беше до 58 мегатона. Външният вид на бомбата е показан на снимката по-долу .
Последствията от него бяха впечатляващи. Въпреки много значителната височина на експлозия от 4000 m, невероятно яркото огнено кълбо почти достигна Земята с долния си ръб и се издигна на височина от повече от 4,5 км с горния си край. Налягането под точката на избухване е шест пъти по-високо от пиковото налягане при експлозията в Хирошима. Светкавицата беше толкова ярка, че можеше да се види на разстояние от 1000 километра, въпреки облачното време. Един от участниците в теста видя ярка светкавица през тъмни очила и усети ефекта на термичен импулс дори на разстояние от 270 км. По-долу е показана снимка на момента на експлозията.
В същото време беше показано, че силата на термоядрен заряд наистина няма граници. В крайна сметка беше достатъчно да се завърши третият етап и проектният капацитет щеше да бъде постигнат. Но можете да увеличите броя на стъпките допълнително, тъй като теглото на Цар Бомба беше не повече от 27 тона. Изгледът на това устройство е показан на снимката по-долу.
След тези изпитания на много политици и военни както в СССР, така и в САЩ стана ясно, че надпреварата в ядрените оръжия е достигнала своя предел и че трябва да бъде спряна.
Съвременната Русия е наследила ядрения арсенал на СССР. Днес руските термоядрени бомби продължават да служат като възпиращ фактор за онези, които търсят световна хегемония. Да се надяваме, че те играят ролята си само на възпиращ фактор и никога да не бъдат взривени.
Слънцето като термоядрен реактор
Добре известно е, че температурата на Слънцето, по-точно на ядрото му, достигаща 15 000 000 °К, се поддържа благодарение на непрекъснатия поток на термоядрени реакции. Но всичко, което можехме да научим от предишния текст, говори за експлозивния характер на подобни процеси. Тогава защо слънцето не експлодира като термоядрена бомба?
Факт е, че с огромен дял на водород в състава на слънчевата маса, който достига 71%, делът на неговия деутериев изотоп, чиито ядра могат да участват само в реакцията на термоядрен синтез, е незначителен. Факт е, че самите деутериеви ядра се образуват в резултат на сливането на две водородни ядра, а не просто сливане, а с разпадането на един от протоните в неутрон, позитрон и неутрино (т.нар. бета разпад) , което е рядко събитие. В този случай получените деутериеви ядра са разпределени сравнително равномерно по обема на слънчевото ядро. Следователно, с огромния си размер и маса, отделни и редки центрове на термоядрени реакции с относително ниска мощност са като че ли разпръснати върху цялото ядро на Слънцето. Топлината, отделена по време на тези реакции, очевидно не е достатъчна, за да изгори моментално целия деутерий в Слънцето, но е достатъчна да го нагрее до температура, която осигурява живот на Земята.