За разлика от урановите и плутониеви бомби, материалите на базата на леки елементи нямат критична маса, което води до големи трудности при създаването на ядрени оръжия. Въпреки това, при термоядрен синтез на деутерий и тритий се отделя 4,2 пъти повече енергия, отколкото при деленето на ядра със същата маса 2 35U. Следователно водородната бомба е много по-мощно оръжие от атомната бомба.
Термоядрените оръжия са оръжия за масово унищожение, чиято разрушителна сила се основава на използването на енергията на реакцията на ядрен синтез на леки елементи в по-тежки (например сливането на едно ядро на хелиев атом от две ядра на деутерий атоми). В същото време се отделя колосално количество енергия.
Кандидати за ролята на приложими термоядрени реакции за водородната бомба са:
При температури, достигнати в атомни бомби, реакцията (1) протича 10 пъти по-бързо от реакциите (2) и (3), взети заедно. Това обяснява защо тритият е участвал в първите термоядрени експерименти. Реакциите (2) и (3) от своя страна са десет пъти по-бързи от реакцията (4). Освен това скоростта на всички тези процеси (1-4) нараства експоненциално с температурата. С повишаване на температурата скоростта на реакцията (4) надвишава скоростта на реакциите (2) + (3), взети заедно. Реакциите (5) и (6) не са термоядрени. Това са обичайните реакции на делене, които възникват, когато литият улавя неутрон в желания енергиен диапазон. Но в техния ход се отделя тритий, който също участва в процеса. Реакция 6 Li+ Пизисква неутрон с енергия от няколко MeV, 7 Li + P -неутрон не по-малко от 4 MeV. Използвайки лесна за запалване, но скъпа смес от деутерий-тритий, е възможно да се инициира реакция дори при обичайната плътност на термоядрено гориво, като се използва само топлината от атомна експлозия (504-100 милиона градуса). Тритият е скъп за производство (с порядък по-скъп от оръжейния плутоний), а освен това се разпада от T = 12,32 години. Това го прави неподходящ за употреба. Остава 2 H - деутерий - напълно достъпно гориво за реакции (2) и (h).
Чист деутерий е използван само веднъж - по време на теста. Айви Майк(САЩ). Недостатъкът му е, че трябва да се компресира много силно или да се втечни при криогенна температура, което е непрактично. Проблемът се решава чрез комбиниране на деутерий с литий в LiD. В този случай, поради деленето на литий, се получава голямо количество тритий за реакцията (l). За провеждане на реакцията на синтез е необходимо: l) да се осигури висока скорост на реакцията (т.е. висока температура); 2) запазване на предишното условие за време, достатъчно за протичане на реакцията; з) осигуряват голяма мощност, пропорционална на продукта (скорост на реакцията) (времето на задържане).
Основната идея на водородната бомба (Teller-Ulam) се основава на факта, че при атомна експлозия 8% от енергията се освобождава под формата на меки рентгенови лъчи, а не под формата на фрагменти на делене. Рентгеновите лъчи са далеч по-напред от разширяващите се (със скорост от ~ 1000 km/s) плутониеви остатъци. Това им позволява да се използват за компресиране и запалване на отделен контейнер с термоядрено гориво (втори етап), чрез компресиране с радиация, преди разширяващият се първичен заряд да го унищожи.
Термоядрена бомба, работеща на принципа на Телер-Улам, се състои от два етапа: спусък и контейнер с термоядрено гориво. Спусъкът е малък термоядрен усилен ядрен заряд на плутоний с добив от няколко килотона. Задачата на спусъка е да създаде необходимите условия за възпламеняване на термоядрена реакция - висока температура и налягане.
Ориз. 6.
Компонентите на бомбата са поставени в цилиндрично тласкащо тяло под формата на цилиндър с начален атомен заряд („спусък“) в единия край. Контейнерът с термоядреното гориво е основният елемент на бомбата. Тялото му е направено от 2 z 8 i - вещество, което се разпада под въздействието на бързи неутрони (> 1 MeV), освободени по време на реакцията на синтез, и абсорбира бавни неутрони. Контейнерът е покрит със слой от абсорбатор на неутрони (борно съединение), 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 - 6 LiD и плутониева пръчка от ^Pu разположена по оста на контейнера, която играе ролята на предпазител за термоядрена реакция. Спусъкът и контейнерът са пълни с пластмаса, която провежда излъчване от спусъка към контейнера, и са поставени в стоманения корпус на бомбата. Спусъкът е отделен от горивния цилиндър със защитен капак от уран или волфрам.
След експлозията на стартовия заряд, рентгеновите лъчи, излъчвани от зоната на реакция на делене, се разпространяват през пластмасовия пълнител. Основните съставки на пластмасата са въглеродни и водородни атоми, които са напълно йонизирани и стават напълно прозрачни за рентгеновите лъчи. Урановият щит между спусъка и горивната капсула, както и самото тяло на капсулата, предотвратяват преждевременното нагряване на литиевия деутерид. Топлинното равновесие се установява изключително бързо, така че температурата и енергийната плътност се поддържат постоянни по целия път на разпространение на радиацията.
Когато спусъкът експлодира, 8o% от освободената от него енергия се изразходва за мощен импулс от мека рентгенова радиация, която се поглъща от черупката на втория етап. В резултат на рязкото нагряване на урановата обвивка масата се отнася (аблация) на материала на черупката и се появява струйна тяга, която заедно с лекото налягане притиска втория етап. Феноменът на увличане, подобно на огнена струя на ракетен двигател, насочен вътре в капсулата, развива огромен натиск върху термоядреното гориво, причинявайки прогресивното му компресиране (диаметърът на капсулата намалява 30 пъти, плътността на материала се увеличава 1000 пъти). Горивото за синтез се нагрява до температури, достатъчни за започване на реакцията на синтез. Плутониевият прът преминава в свръхкритично състояние и вътре в контейнера започва ядрена реакция. Неутроните, излъчвани от горящия плутоний прът, взаимодействат с 6 Li, което води до тритий, който взаимодейства с деутерий. Аблация - отстраняване на масата от повърхността на твърдо тяло чрез поток от горещи газове, обтичащ тази повърхност. Аблацията възниква в резултат на ерозия, топене, сублимация.
Бързите неутрони, налични в излишък по време на делене на тригера, се забавят от литиевия деутерид до термични скорости и започват верижна реакция в пръчката веднага щом стане свръхкритична. Експлозията му, действаща като "подгревна свещ", повишава наляганията и температурите в центъра на капсулата, което ги прави достатъчни, за да възпламенят термоядрена реакция. След това самоподдържащата се реакция на горене се придвижва към външните области на горивната капсула.
Корпусът на капсулата не позволява на топлинното излъчване да излезе извън неговите граници, което значително повишава ефективността на горене. Температурите, възникващи в хода на термоядрена реакция, достигат 3 * 8 К. За функционирането на тази схема изключително важни са условията за симетрия на заряда и точното спазване на условията за ефективна имплозия на лъча.
Ако обвивката на контейнера е направена от естествен уран, тогава бързите неутрони, образувани в резултат на реакцията на синтез, предизвикват реакции на делене на 2 ^ 8 U атома в него, добавяйки своята енергия към общата енергия на експлозията. По подобен начин се създава термоядрена експлозия с практически неограничена мощност, тъй като други слоеве от литиев деутерид и слоеве 2 3 8 и (puff) могат да бъдат разположени зад черупката.
Двустепенната схема на Teller-Ulam ви позволява да създавате толкова мощни заряди, колкото мощността на спусъка е достатъчна за ултра-бързо компресиране на голямо количество гориво. За да увеличите допълнително количеството заряд, можете да използвате енергията на втория етап за компресиране на третия. По принцип на всеки етап в такива устройства е възможно усилване на мощността с коефициент -100.
Термоядрените боеприпаси се предлагат под формата на въздушни бомби (водородни или термоядрени бомби) и бойни глави за балистични и крилати ракети.
Северна Корея заплашва САЩ с изпитание на свръхмощна водородна бомба в Тихия океан. Япония, която може да пострада от изпитанията, нарече плановете на КНДР напълно неприемливи. Президентите Доналд Тръмп и Ким Чен-ун се кълнат в интервюта и говорят за открит военен конфликт. За тези, които не са запознати с ядрените оръжия, но искат да бъдат по темата, "Футурист" е съставил ръководство.
Как работят ядрените оръжия?
Точно като обикновена пръчка динамит, ядрената бомба използва енергия. Само че той се отделя не в хода на примитивна химическа реакция, а в сложни ядрени процеси. Има два основни начина за освобождаване на ядрена енергия от атом. V ядрено делене ядрото на атома се разделя на два по-малки фрагмента с неутрон. Ядрен синтез - процесът, чрез който слънцето генерира енергия - включва комбинацията от два по-малки атома за образуване на по-голям. При всеки процес, разделяне или синтез се отделят големи количества топлинна енергия и радиация. В зависимост от това дали се използва ядрено делене или синтез, бомбите се делят на ядрен (атомен) и термоядрен .
Можете ли да ни кажете повече за ядреното делене?
Експлозията на атомната бомба над Хирошима (1945 г.)
Не забравяйте, че атомът се състои от три вида субатомни частици: протони, неутрони и електрони. Центърът на атома, наречен ядро , се състои от протони и неутрони. Протоните са положително заредени, електроните са отрицателно заредени, а неутроните изобщо нямат заряд. Съотношението протон към електрон винаги е едно към едно, така че атомът като цяло има неутрален заряд. Например, въглероден атом има шест протона и шест електрона. Частиците се държат заедно от основна сила - силна ядрена сила .
Свойствата на един атом могат да варират значително в зависимост от това колко различни частици съдържа. Ако промените броя на протоните, ще имате различен химичен елемент. Ако промените броя на неутроните, ще получите изотоп същият елемент, който имате в ръцете си. Например въглеродът има три изотопа: 1) въглерод-12 (шест протона + шест неутрона), стабилна и обща форма на елемента, 2) въглерод-13 (шест протона + седем неутрона), който е стабилен, но рядък, и 3) въглерод -14 (шест протона + осем неутрона), който е рядък и нестабилен (или радиоактивен).
Повечето атомни ядра са стабилни, но някои са нестабилни (радиоактивни). Тези ядра спонтанно излъчват частици, които учените наричат радиация. Този процес се нарича радиоактивен разпад ... Има три вида разпад:
Алфа разпад : ядрото излъчва алфа частица - два протона и два неутрона, свързани заедно. Бета разпад : неутронът се превръща в протон, електрон и антинеутрино. Изхвърленият електрон е бета частица. Спонтанно разделяне: ядрото се разделя на няколко части и излъчва неутрони, а също така излъчва импулс от електромагнитна енергия - гама лъч. Последният тип разпад се използва в ядрена бомба. Свободните неутрони, изхвърлени от деленето, започват да верижна реакция което освобождава огромно количество енергия.
От какво са направени ядрените бомби?
Те могат да бъдат направени от уран-235 и плутоний-239. Уранът се среща в природата под формата на смес от три изотопа: 238 U (99,2745% от естествения уран), 235 U (0,72%) и 234 U (0,0055%). Най-често срещаният 238 U не поддържа верижна реакция: само 235 U е способен на това. За да се достигне максималната мощност на експлозия, е необходимо съдържанието на 235 U в "пълнежа" на бомбата да е поне 80%. Следователно уранът пада изкуствено обогатявам ... За целта сместа от уранови изотопи се разделя на две части, така че едната от тях съдържа повече от 235 U.
Обикновено при разделянето на изотопи има много обеднен уран, който не може да влезе във верижна реакция – но има начин да го накарате да го направи. Факт е, че плутоний-239 не се среща в природата. Но може да се получи чрез бомбардиране на 238 U с неутрони.
Как се измерва тяхната мощност?
Мощността на ядрен и термоядрен заряд се измерва в тротилов еквивалент - количеството тротил, което трябва да бъде взривено, за да се получи подобен резултат. Измерва се в килотони (kt) и мегатони (Mt). Мощността на ултра-малките ядрени оръжия е по-малко от 1 kt, докато свръхмощните бомби дават повече от 1 Mt.
Мощността на съветската "Цар-бомба" според различни източници е била от 57 до 58,6 мегатона в тротилов еквивалент, мощността на термоядрената бомба, която КНДР тества в началото на септември, е около 100 килотона.
Кой е създал ядрените оръжия?
Американският физик Робърт Опенхаймер и генерал Лесли Гроувс
През 30-те години на миналия век италиански физик Енрико Ферми демонстрира, че елементите, бомбардирани с неутрони, могат да бъдат превърнати в нови елементи. Резултатът от тази работа беше откритието бавни неутрони , както и откриването на нови елементи, които не са представени в периодичната таблица. Малко след откритието на Ферми немски учени Ото Хан и Фриц Щрасман бомбардира уран с неутрони, което води до образуването на радиоактивен изотоп на барий. Те стигнаха до заключението, че неутроните с ниска скорост карат ядрото на урана да се спука на две по-малки части.
Тази творба развълнува умовете на целия свят. В Принстънския университет Нилс Бор работил с От Джон Уилър да се разработи хипотетичен модел на процеса на делене. Те предполагат, че уран-235 е делящ се. Приблизително по същото време други учени откриха, че процесът на делене води до производството на още повече неутрони. Това накара Бор и Уилър да зададат важен въпрос: Могат ли свободните неутрони, създадени от деленето, да започнат верижна реакция, която да освободи огромно количество енергия? Ако е така, тогава е възможно да се създаде оръжие с невъобразима мощ. Техните предположения бяха потвърдени от френски физик Фредерик Жолио-Кюри ... Неговото заключение беше тласък за разработването на ядрени оръжия.
Физици от Германия, Англия, САЩ, Япония са работили върху създаването на атомни оръжия. Преди избухването на Втората световна война Алберт Айнщайн пише до президента на Съединените щати Франклин Рузвелт че нацистка Германия планира да пречисти уран-235 и да създаде атомна бомба. Сега се оказа, че Германия е далеч от верижна реакция: те работят върху „мръсна“, силно радиоактивна бомба. Както и да е, правителството на САЩ хвърли всичките си сили в създаването на атомна бомба в най-кратки срокове. Стартира "Проектът Манхатън", ръководен от американски физик Робърт Опенхаймер и общо Лесли Гроувс ... На него присъстваха видни учени, емигрирали от Европа. До лятото на 1945 г. са създадени атомни оръжия, базирани на два вида делящ се материал – уран-235 и плутоний-239. Една бомба, плутониева "Нещо", беше взривена по време на тестване, а още две, уранова "Хлапе" и плутониева "Дебелия човек" бяха хвърлени върху японските градове Хирошима и Нагасаки.
Как работи термоядрената бомба и кой я е изобретил?
Термоядрената бомба се основава на реакция ядрен синтез ... За разлика от ядреното делене, което може да се осъществи както спонтанно, така и неволно, ядреният синтез е невъзможен без доставка на външна енергия. Атомните ядра са положително заредени - така че се отблъскват взаимно. Тази ситуация се нарича кулонова бариера. За да преодолеете отблъскването, трябва да ускорите тези частици до луди скорости. Това може да стане при много високи температури - от порядъка на няколко милиона Келвина (оттук и името). Има три вида термоядрени реакции: самоподдържащи се (проявяващи се в недрата на звездите), контролирани и неконтролирани или експлозивни – те се използват във водородни бомби.
Идеята за термоядрена бомба, инициирана от атомен заряд, беше предложена от Енрико Ферми на неговия колега Едуард Телър още през 1941 г., в самото начало на проекта Манхатън. Тогава обаче тази идея не беше търсена. Дизайните на Телър бяха подобрени Станислав Улам , което прави идеята за термоядрена бомба осъществима на практика. През 1952 г. първото термоядрен взривно устройство е изпробвано на атола Enewetok по време на операция Ivy Mike. Това обаче беше лабораторна проба, неизползваема в битка. Година по-късно Съветският съюз взриви първата в света термоядрена бомба, сглобена по проект на физици Андрей Сахаров и Юлия Харитона ... Устройството приличаше на бутер торта, така че страшното оръжие получи прякора "Puff". В хода на по-нататъшното развитие се ражда най-мощната бомба на Земята, Цар Бомба или Майката на Кузкина. През октомври 1961 г. е изпробван на архипелага Нова Земля.
От какво са направени термоядрените бомби?
Ако си мислил така водород и термоядрените бомби са различни неща, сбъркахте. Тези думи са синоними. Именно водородът (или по-скоро неговите изотопи - деутерий и тритий) е необходим за термоядрена реакция. Има обаче една трудност: за да взривите водородна бомба, първо трябва да получите висока температура в хода на обикновена ядрена експлозия - едва тогава атомните ядра ще започнат да реагират. Следователно, в случай на термоядрена бомба, дизайнът играе важна роля.
Две схеми са широко известни. Първият е "пуфта" на Сахаров. В центъра имаше ядрен детонатор, заобиколен от слоеве от литиев деутерид, смесен с тритий, осеян със слоеве обогатен уран. Този дизайн направи възможно постигането на мощност в рамките на 1 Mt. Втората е американската схема на Телър-Улам, където ядрената бомба и водородните изотопи са разположени отделно. Изглеждаше така: на дъното - контейнер със смес от течен деутерий и тритий, в центъра на който имаше "свещ" - плутониев прът, а отгоре - обикновен ядрен заряд и всичко това в черупка от тежък метал (например обеднен уран). Бързите неутрони, генерирани по време на експлозията, предизвикват реакции на делене в урановата обвивка и добавят енергия към общата енергия на експлозията. Добавянето на допълнителни слоеве от уран-238 литиев деутерид позволява създаването на снаряди с неограничена мощност. През 1953 г. съветският физик Виктор Давиденко случайно повтори идеята на Телер-Улам и въз основа на нея Сахаров измисли многоетапна схема, която направи възможно създаването на оръжия с безпрецедентна сила. По тази схема работеше майката на Кузькина.
Какви други бомби има?
Има и неутронни, но това като цяло е страшно. Всъщност неутронната бомба е термоядрена бомба с ниска мощност, 80% от енергията на експлозията на която е радиация (неутронна радиация). Прилича на нормален ядрен заряд с малка мощност, към който е добавен блок с берилиев изотоп - източник на неутрони. Когато ядрен заряд експлодира, се задейства термоядрена реакция. Този тип оръжие е разработено от американски физик Самюел Коен ... Смяташе се, че неутронните оръжия унищожават всички живи същества дори в убежища, но обхватът на унищожаване на такива оръжия е малък, тъй като атмосферата разпръсква потоци от бързи неутрони, а ударната вълна на големи разстояния е по-силна.
Но какво да кажем за кобалтовата бомба?
Не сине, това е фантастично. Официално нито една страна няма кобалтови бомби. Теоретично това е термоядрена бомба с кобалтова обвивка, която осигурява силно радиоактивно замърсяване на района дори при сравнително слаба ядрена експлозия. 510 тона кобалт могат да заразят цялата повърхност на Земята и да унищожат целия живот на планетата. физик Лео Силард който описва тази хипотетична структура през 1950 г. я нарече „Машината на Страшния съд“.
Какво е по-готино: ядрена бомба или термоядрена бомба?
Пълномащабен модел "Цар Бомба"
Водородната бомба е много по-напреднала и технологично напреднала от атомната. Неговата експлозивна мощност е много по-висока от атомната и е ограничена само от броя на наличните компоненти. При термоядрена реакция се отделя много повече енергия за всеки нуклон (т.нар. съставни ядра, протони и неутрони), отколкото при ядрена реакция. Например, когато ядрото на уран е разделено, един нуклон представлява 0,9 MeV (мегаелектронволт), а когато ядрото на хелий е сливане, енергия, равна на 6 MeV, се освобождава от водородните ядра.
Като бомби доставямкъм целта?
Първоначално те бяха сваляни от самолети, но средствата за противовъздушна отбрана непрекъснато се подобряваха и се оказа неразумно да се доставят ядрени оръжия по този начин. С нарастването на производството на ракети всички права за доставка на ядрени оръжия бяха прехвърлени на балистични и крилати ракети с различна база. Следователно под бомба сега се означава не бомба, а бойна глава.
Смята се, че севернокорейската водородна бомба е твърде голяма, за да бъде монтирана на ракета - следователно, ако КНДР реши да приложи заплахата, тя ще бъде откарана с кораб до мястото на експлозията.
Какви са последствията от ядрена война?
Хирошима и Нагасаки са само малка част от възможен апокалипсис. Например, добре познатата хипотеза за "ядрена зима" беше изложена от американския астрофизик Карл Сейгън и съветския геофизик Георгий Голицин. Предполага се, че когато няколко ядрени бойни глави експлодират (не в пустинята или водата, а в населените места), ще възникнат много пожари и голямо количество дим и сажди ще бъдат изпръскани в атмосферата, което ще доведе до глобално охлаждане. Хипотезата е критикувана чрез сравняване на ефекта с вулканичната активност, която има малък ефект върху климата. Освен това някои учени отбелязват, че глобалното затопляне е по-вероятно да настъпи, отколкото застудяването - и двете страни обаче се надяват, че никога няма да разберем.
Законно ли е използването на ядрени оръжия?
След надпреварата във въоръжаването през 20-ти век страните промениха мнението си и решиха да ограничат използването на ядрени оръжия. ООН прие договори за неразпространение на ядрени оръжия и забрана за ядрени опити (последният не беше подписан от младите ядрени сили Индия, Пакистан и КНДР). През юли 2017 г. беше приет нов договор за забрана на ядрените оръжия.
„Всяка държава-участничка се задължава никога и при никакви обстоятелства да не разработва, изпитва, произвежда, произвежда, по друг начин да придобива, притежава или складира ядрени оръжия или други ядрени експлозивни устройства“, гласи първият член на договора...
Документът обаче няма да влезе в сила, докато 50 държави не го ратифицират.
Инициатор на експлозия (спусък). Този тип оръжие не създава дълготрайно радиоактивно замърсяване, поради липсата на разлагащи се вещества в него. В момента теоретично се смята, че е възможно, но пътят на практическото прилагане не е ясен.
Концепция
В съвременните термоядрени оръжия условията, необходими за започване на реакция на ядрен синтез, се създават чрез детониране на спусък - малък плутониев ядрен заряд. Експлозията на спусъка създава топлина и налягане, необходими за иницииране на термоядрена реакция в литиев деутерид. В същото време основната част от дълготрайното радиоактивно замърсяване при термоядрена експлозия се осигурява от радиоактивни вещества в спусъка.
Въпреки това, условията за започване на термоядрена реакция могат да бъдат създадени без използването на ядрен тригер. Такива условия се създават при лабораторни експерименти и експериментални термоядрени реактори. На теория е възможно да се създаде термоядрено оръжие, в което да се инициира реакция без използване на задействащ заряд - "чисто термоядрено" оръжие.
Такова оръжие ще има следните предимства:
Неутронен вариант на чисто термоядрено оръжие
Основният увреждащ фактор в едно чисто термоядрено устройство може да бъде мощно освобождаване на неутронно лъчение Грешка в Lua: callParserFunction: функцията "#property" не е намерена. )]] [[K: Wikipedia: Статии без източници (държава: Грешка в Lua: callParserFunction: функцията "#property" не е намерена. )]] , а не топлинна светкавица или ударна вълна [[K: Wikipedia: Статии без източници (държава: Грешка в Lua: callParserFunction: функцията "#property" не е намерена. )]] [[K: Wikipedia: Статии без източници (държава: Грешка в Lua: callParserFunction: функцията "#property" не е намерена. )]] [[K: Wikipedia: Статии без източници (държава: Грешка в Lua: callParserFunction: функцията "#property" не е намерена. )]] ... По този начин страничните щети от детонацията на такива оръжия могат да бъдат ограничени. От друга страна, това прави чисто термоядрените оръжия не най-доброто средство за онези ситуации, когато е необходимо да се разрушат трайни структури, които не съдържат биологична материя или електронни устройства (например мостове).
Недостатъците на неутронната версия на чисто термоядрено оръжие са същите като на всяко неутронно оръжие:
- Поради силното поглъщане и разсейване на неутроните в атмосферата, обхватът на унищожаване от неутронно лъчение, в сравнение с обхвата на унищожаване на незащитени цели от ударна вълна от експлозия на конвенционален ядрен заряд със същата мощност, е малък .
- Взаимодействието на неутроните със структурни и биологични материали води до появата на индуцирана радиоактивност, тоест оръжието не е напълно „чисто“.
- Бронираните превозни средства, започващи през 60-те години на миналия век, са разработени, като се вземе предвид възможността за използване на неутронно оръжие. Бяха разработени нови типове брони, които вече са в състояние да защитят оборудването и екипажа от неутронно излъчване. За целта към бронята се добавят листове с високо съдържание на бор, който е добър абсорбатор на неутрони, а към бронираната стомана се добавя обеднен уран. Освен това съставът на бронята е подбран така, че да не съдържа елементи, които дават силна индуцирана радиоактивност под действието на неутронно облъчване. По този начин съвременните бронирани превозни средства са изключително устойчиви на неутронни оръжия.
Възможни решения
Различни решения на проблема с чистите термоядрени оръжия се разглеждат непрекъснато от 1992 г., но досега не са дали положителни резултати. Основният проблем е значителната сложност на създаването на условия за започване на термоядрена реакция. При лабораторни експерименти и термоядрени реактори такива условия се създават от инсталации с големи размери, освен това много енергоемки. Понастоящем не е възможно да се създаде термоядрено оръжие, подходящо за използване в бойни условия, въз основа например на лазерно запалване на реакция - необходимите за това лазери са огромни и консумират значително количество енергия.
Има няколко теоретично възможни начина за решаване на проблема:
Чисто термоядрено оръжие на емитер на ударна вълна
Изглежда теоретично възможно да се създаде сравнително компактно чисто термоядрено оръжие, базирано на емитер на ударни вълни. В същото време се използва импулс от електромагнитно излъчване от радиочестотния диапазон за започване на термоядрена реакция.
Според теоретичните изчисления, чисто термоядрено устройство, базирано на емитер на ударни вълни, ще има еквивалент на TNT, приблизително сравним със собствената му маса, или дори по-малко. Така, като взривно устройство, то ще бъде напълно неефективно. Въпреки това, по-голямата част (до 80%) от енергията ще бъде освободена под формата на неутронен поток, способен да удари врага на разстояние стотици метри от епицентъра. Такова оръжие всъщност ще бъде чисто неутронно оръжие - не оставя радиоактивно замърсяване и практически никакви странични щети.
Напишете отзив за статията "Чисти термоядрени оръжия"
Бележки (редактиране)
Връзки
Откъс, характеризиращ чисти термоядрени оръжия
И също така, въпреки факта, че по това време Литва вече беше под петата на „кафявата чума“, тя все още някак си запази своя независим и войнствен дух, който дори най-пламенните слуги на комунизма не успяха да избият от нея. .. И това привличаше Серигините дори повече от красотата на местната природа или гостоприемството на хората. И така те решиха да останат „за малко“... каквото се случи – завинаги... Беше вече 1942 година. И Серьогините гледаха със съжаление как „кафявият“ октопод на националсоциализма обзема страната, която толкова обичаха с пипалата си... Преминавайки фронтовата линия, те се надяваха, че от Литва ще успеят да стигнат до Франция. Но дори по време на „кафявата чума“ вратата към „големия свят“ за Серьогините (и, естествено, за баща ми) се оказа затворена и този път завинаги ... Но животът продължи ... И Серигини започнаха постепенно да се заселват в новото си място на пребиваване. Трябваше отново да си търсят работа, за да имат някакъв препитание. Но се оказа, че не е толкова трудно да се направи това - винаги имаше място за тези, които искаха да работят в трудолюбива Литва. Затова много скоро животът течеше по обичайния си ход и изглеждаше, че всичко отново е спокойно и добре ...Баща ми започна „временно“ да ходи в руско училище (руските и полските училища не бяха рядкост в Литва), което наистина му хареса и той категорично не искаше да го напусне, защото постоянното лутане и промени в училище повлияха на обучението му и още важното - не позволяваше да създава истински приятели, без които беше много трудно да съществува всяко нормално момче. Дядо ми си намери добра работа и имаше възможността по някакъв начин да си „вземе сърцето“ през уикендите в обожаваната му областна гора.
А баба ми по това време държеше малкия си новороден син на ръце и мечтаеше да не мърда никъде поне за кратко, защото физически не се чувстваше много добре и беше като цялото си семейство, уморена от постоянно лутане. Няколко години минаха незабелязано. Войната отдавна приключи и животът ставаше по-нормален във всички отношения. Баща ми учеше перфектно през цялото време и учителите го очерняха със златен медал (който той получи след като завърши същото училище).
Баба ми отгледа спокойно малкия си син, а дядо ми най-накрая намери старата си мечта - възможността всеки ден да се „потапя с глава“ в толкова обичаната от него гора Алиту.
Така всички бяха малко или много щастливи и досега никой не искаше да напусне този истински „божи ъгъл” и отново да започне да се лута по големите пътища. Решиха да дадат на татко възможността да завърши училището, което толкова обичаше, и да дадат възможност на сина на малката му баба Валери да порасне колкото е възможно повече, за да бъде по-лесно да поеме на дълъг път.
Но дните минаваха неусетно, минаваха месеци, заменяни с години, а Серигините все още живееха на едно и също място, сякаш забравяха за всичките си обещания, което, разбира се, не беше вярно, а просто помогна да свикнете с идеята, че може би не биха, никога няма да бъде възможно да се изпълни думата, дадена на принцеса Елена ... Всички сибирски ужаси бяха далеч назад, животът се превърна в ежедневие и Серьогин понякога мислеше, че това е възможно и никога не се е случило, сякаш е било сънувал в някакъв отдавна забравен кошмар...
Василий порасна и порасна, като стана красив млад мъж и на осиновителната му майка все повече и повече се струваше, че това е нейният собствен син, тъй като тя наистина го обичаше много и, както се казва, не виждаше душа в него. Баща ми се обади на майка й, защото все още (според общото споразумение) не знаеше истината за раждането си и в замяна я обичаше толкова, колкото би обичал истинската си майка. Това се отнасяше и за дядо му, когото той наричаше баща си и също искрено, с цялото си сърце, обичаше.
Така всичко сякаш се оправяше и само понякога подхлъзващите разговори за далечна Франция ставаха все по-рядко срещани, докато един ден не спряха напълно. Нямаше надежда да стигнем до там и Серьогините очевидно решиха, че би било по-добре никой да не започне да отваря отново тази рана ...
Баща ми по това време вече беше завършил училище, както му беше предсказано - със златен медал и влезе задочно в литературния институт. За да помогне на семейството, той работи като журналист във вестник "Известия", а в свободното си време започва да пише пиеси за Руския драматичен театър в Литва.
Всичко изглеждаше наред, с изключение на един много болезнен проблем - тъй като татко беше отличен оратор (за което той наистина, според паметта ми, имаше много голям талант!), той не беше оставен сам от комитета на комсомола на нашия град, искайки да го получат за свой секретар. Папата се съпротивляваше с всички сили, защото (дори и без да знае за миналото си, за което Серьогините досега бяха решили да не говорят с него), той мразеше революцията и комунизма с цялото си сърце, с всички последствия, произтичащи от тези " учения", и никаква "симпатия" към тях не подхранваше ... В училище той, разбира се, беше пионер и комсомол, тъй като без това в онези дни беше невъзможно да мечтаеш да влезеш в някакъв институт, но той категорично не иска да надхвърли това. И също така, имаше още един факт, който ужаси татко - това беше участието в наказателни експедиции на така наречените "горски братя" »Родители, които се криеха в гората, за да не бъдат отведени в далечния и плашещ Сибир.
Няколко години след идването на съветската власт в Литва не е останало семейство, от което поне един човек не би бил отведен в Сибир, а много често цялото семейство е било отвеждано.
Литва беше малка, но много богата страна, с отлични съоръжения и огромни ферми, чиито собственици в съветско време започнаха да се наричат "кулаци", а същото съветско правителство започна много активно да ги "лишава" от собственост... И беше за тези "наказателни експедиции" "Най-добрите комсомолци бяха избрани, за да покажат на останалите "заразителен пример" ... Това бяха приятели и познати на едни и същи" горски братя ", които ходиха заедно в едни и същи училища, играеха заедно, ходеха на танци с момичетата ... И сега, по нечия луда заповед, по някаква причина те изведнъж станаха врагове и трябваше да се унищожат един друг ...
След две такива пътувания, в едно от които две от заминалите двадесет деца се върнаха (а татко се оказа едно от тези две), той се напи до смърт и на следващия ден написа изявление, в което категорично отхвърли за по-нататъшно участие във всякакви подобни "събития" ... Първата „приятност“, която последва след подобно изказване, беше загубата на работа, от която по това време той „отчаяно“ се нуждаеше. Но тъй като татко беше наистина талантлив журналист, веднага му предложиха работа от друг вестник - "Каунас правда" - от съседен град. Но, за съжаление, и на мен не ми се наложи да стоя там дълго време, поради такава проста причина като кратко обаждане „отгоре“ ... което моментално лиши татко от новата работа, която току-що получи. И татко отново беше учтиво изведен през вратата. Така започна дългогодишната му война за свободата на личността му, която дори аз помнех много добре.
Ядрените оръжия са експлозивни оръжия за масово унищожение, основаващи се на използването на енергията на делене на тежки ядра на някои изотопи на уран и плутоний, или в термоядрени реакции на сливане на леки ядра на водородни изотопи на деутерий и тритий, в по-тежки, напр. изотопи на хелий.
Ядрените заряди могат да се доставят на бойни глави на ракети и торпеда, самолети и дълбочинни бомби, артилерийски снаряди и мини. По отношение на мощността ядрените оръжия се разграничават като свръхмалки (по-малко от 1 kt), малки (1-10 kt), средни (10-100 kt), големи (100-1000 kt) и супер големи (над 1000 kt). kt). В зависимост от задачите, които трябва да бъдат решени, е възможно да се използват ядрени оръжия под формата на подземни, наземни, въздушни, подводни и надводни експлозии. Особеностите на разрушителното въздействие на ядрените оръжия върху населението се определят не само от добива на боеприпасите и вида на взрива, но и от вида на ядреното устройство. В зависимост от заряда има: атомни оръжия, които се основават на реакцията на делене; термоядрени оръжия - при използване на реакция на синтез; комбинирани такси; неутронни оръжия.
Единственият делящ се материал, открит в природата в забележими количества, е изотопът на урана с маса на ядрото от 235 единици атомна маса (уран-235). Съдържанието на този изотоп в естествения уран е само 0,7%. Останалото е уран-238. Тъй като химичните свойства на изотопите са абсолютно еднакви, е необходим доста сложен процес на разделяне на изотопи за отделяне на уран-235 от естествения уран. Резултатът може да се получи силно обогатен уран, съдържащ около 94% уран-235, който е подходящ за използване в ядрени оръжия.
Разделящите се вещества могат да се произвеждат изкуствено, като най-малко трудно от практическа гледна точка е производството на плутоний-239, образуван в резултат на улавянето на неутрон от ядрото на уран-238 (и последващата верига от радиоактивни разпада на междинни ядра). Подобен процес може да се извърши в ядрен реактор, захранван от естествен или нискообогатен уран. В бъдеще плутоният може да бъде отделен от отработеното гориво на реактора в процеса на химическа преработка на горивото, което е много по-просто от процеса на разделяне на изотопи, извършван при получаване на оръжеен уран.
За създаване на ядрени взривни устройства могат да се използват и други делящи се вещества, например уран-233, получен чрез облъчване на торий-232 в ядрен реактор. Въпреки това, само уран-235 и плутоний-239 намериха практическо приложение, главно поради относителната лекота на получаване на тези материали.
Възможността за практическо използване на енергията, освободена при ядрено делене, се дължи на факта, че реакцията на делене може да има верижен, самоподдържащ се характер. При всяко събитие на делене се образуват приблизително два вторични неутрона, които, като са уловени от ядрата на делящата се материя, могат да причинят тяхното делене, което от своя страна води до образуването на още повече неутрони. Когато се създадат специални условия, броят на неутроните, а оттам и събитията на делене, расте от поколение на поколение.
Първото ядрено взривно устройство е взривено от Съединените щати на 16 юли 1945 г. в Аламогордо, Ню Мексико. Устройството беше плутониева бомба, която използва насочена експлозия, за да създаде критичност. Мощността на експлозията беше около 20 kt. В СССР експлозията на първото ядрено взривно устройство, подобно на американското, е направено на 29 август 1949 г.
В термоядрените оръжия експлозивната енергия се генерира по време на реакциите на синтез на леки ядра като деутерий, тритий, които са изотопи на водород или литий. Такива реакции могат да възникнат само при много високи температури, при които кинетичната енергия на ядрата е достатъчна, за да приближи ядрата на достатъчно малко разстояние.
Използването на реакции на синтез за увеличаване на силата на експлозията може да се извърши по различни начини. Първият е да поставите контейнер с деутерий или тритий (или литиев деутерид) вътре в конвенционално ядрено устройство. Високите температури, възникващи по време на експлозията, водят до факта, че ядрата на леките елементи влизат в реакция, поради което се отделя допълнителна енергия. Използвайки този метод, можете значително да увеличите силата на експлозията. В същото време мощността на такова взривно устройство все още е ограничена от крайното време на разширяване на делящия се материал.
Друг метод е създаването на многостепенни взривни устройства, при които поради специална конфигурация на взривното устройство енергията на конвенционален ядрен заряд (т.нар. първичен заряд) се използва за създаване на необходимите температури в отделно разположен " вторичен" термоядрен заряд, чиято енергия от своя страна може да се използва за взривяване на трети заряд и т.н. Първото изпитание на такова устройство - експлозията на Майк - е извършено в САЩ на 1 ноември 1952 г. В СССР такова устройство е изпробвано за първи път на 22 ноември 1955 г. Мощността на взривно устройство, конструирано по този начин може да бъде произволно голям. Най-мощната ядрена експлозия е произведена именно с помощта на многостепенно взривно устройство. Мощността на експлозията е 60 Mt, а мощността на устройството е използвана само от една трета.
Един от видовете ядрени оръжия е термоядрено оръжие, който много от нас са по-известни като водородна бомба... Такава бомба е изключително разрушителна. Принципът на действие на този тип оръжие се основава на освобождаването на огромно количество енергия по време на синтеза на леки химически елементи в по-тежки. Днес термоядрените оръжия се предлагат под формата на бойни глави на крилати ракети, бойни глави за балистични ракети и въздушни бомби.
Историята на създаването на термоядрени оръжия
Много страни по света се занимаваха с изследвания в областта на термоядрените оръжия, но Великобритания също беше основната и това се случи приблизително по едно и също време от 40-те години на 20-ти век.
Идеята за създаване на бомба с термоядрена реакция принадлежи на Станислав Улам и Едуард Талър, които започват да говорят за нея още през 1941 г.
Първият проект за разработване на термоядрени оръжия е наречен "Classic Super". Този проект е иницииран от Thaller, който през 1942 г. е отстранен от създаването на атомната бомба и е прехвърлен да проучи създаването на ново оръжие - водородната бомба. През 1945 г. ученият вече е представил практически завършен проект, според който е трябвало да се осъществи термоядрена реакция при запалване на течен деутерий от топлината на атомен заряд. Учените обаче бяха изправени пред два проблема, които трябваше да решат: как да запалят деутерий и дали реакцията на горене ще се поддържа сама, докато термоядрената реакция премине. Учените не можаха да намерят решение на тези проблеми и затова "супер" проектът беше затворен.
Докато работи по проекта "Classic Super" през 1946 г., Thaller излезе с друг проект, наречен "Alarm Clock". Този проект обаче не получи необходимото внимание и работата по него в Съединените щати не беше извършена. Едновременно с появата на "Аларма" в Съветския съюз започва работата по подобен проект "Слойка". A.D. Сахаров, който предложи да се обгради първичният атомен заряд с редуващи се слоеве от делящ се и запалим термоядрен материал. Работата не беше напразна, в резултат на това се появи първата в света транспортируема термоядрена въздушна бомба, в която като термоядрено гориво беше използван Li6D, литиево-6 деутерид, предложен през март 1949 г. от В. Л. Гинзбург. „Слойка“ се оказа ефективен проект, но за него беше възможно да се създадат само бомби с ограничена мощност, така че учените продължиха изследванията си.
Изследванията продължават в Щатите, където започва разработването на проекта Taller-Ulama. От края на 50-ти до началото на 51-ви на 20-ти век Станислав Улам мисли за решение за подобряване на деленето на ядрени заряди и стига до заключението, че увеличаването на мощността на термоядреното оръжие може да се увеличи чрез увеличаване на компресия на делящ се материал и това може да се постигне чрез компресиране на един атомен заряд с помощта на друг ... Бяха проведени тестове, в резултат на които беше възможно да се получи отделна капсула за втория етап на заряда от контейнера с термоядрено гориво. Талер се съмняваше, че компресията на материала ще направи възможно запалването на горивото, но изчисленията на Улам доказаха обратното и Америка беше готова да започне да прави бомбата на практика. Въпреки идеята за създаване на капсула с термоядрено гориво, Улам не знаеше как правилно да я използва за създаване на бомба и Талер се зае с решението на този проблем. Той забелязал, че в хода на реакцията на делене се отделя малко количество кинетична енергия и много радиация, докато излъчването действа по-ефективно от механичното компресиране. Идеята на Thaller сега е известна като схемата за радиационна имплозия. Компресирано гориво 1000 пъти и загрято до 1 000 000 градуса все още няма да предизвика термоядрено изгаряне, така че беше решено да се постави плутониев прът в центъра, който ще премине в критично състояние, а при делене ще предизвика необходимото повишаване на температурата. Това беше началният участък по пътя към създаването на термоядрени оръжия с неограничена мощност.
Учените от СССР също стигнаха до идеята за използване на компресия чрез радиационна имплозия през 1954-1955 г.
Тестове на термоядрени оръжия
Първите тестове на термоядрени оръжия са извършени от Съединените американски щати на 1 ноември 1952 г. Зарядът е взривен на атола Еневеток в Тихия океан. Това не беше бомба, а лабораторен образец, който външно приличаше на някаква структура. Но беше изпробвана първата готова водородна бомба - бомбата RDS-6, произведена в СССР. На 12 август 1953 г. на полигона в Семипалатинск са проведени тестове на устройството, готово за употреба.
Най-голямата водородна светкавица, която беше тествана, беше водородната бомба от 50 mgaton, която се нарича "цар бомба"... Тестът му е извършен на полигон, разположен на архипелага Нова Земля на 30 октомври 1961 г. Първоначално беше планирано да се изпробва 100-мегатонна бомба, но след това беше решено да се намали наполовина мощността на тестовото оръжие. Бомбата е взривена на височина 4 километра, след което взривната вълна обиколи земното кълбо три пъти. Изпитанията бяха успешни, но оръжието не беше взето на въоръжение, но тези тестове дадоха да се разбере на Америка, че Съветският съюз може да създаде термоядрени бомби с всякакъв мегатонаж.
През 1958 г. изтребител F-86 се сблъсква с бомбардировач B-47 над бреговете на Джорджия (САЩ). Последният трябваше да направи аварийно изхвърляне на водородната бомба MARK 15 в океана. Бомбата все още не е открита.
Над Испания на 17 януари 1966 г. самолет танкер и бомбардировач B-52 се сблъскват с пет водородни бомби. Три бомби са открити веднага след инцидента, а две само след два месеца търсене.
В САЩ на 29 август 2007 г. се случи инцидент – 6 крилати ракети с термоядрени глави по погрешка бяха натоварени в бомбардировач B-52H и транспортирани от Северна Дакота до Луизиана. За случайното прехвърляне стана известно едва след 36 часа, като през цялото това време оръжието беше без охрана. Ситуацията предизвика скандал и сериозни промени във ВВС на страната.