Suurriikide geopoliitilised ambitsioonid viivad alati võidurelvastumiseni. Uute sõjatehnoloogiate arendamine andis ühele või teisele riigile eelise teiste ees. Seega lähenes inimkond hüppeliselt kohutavate relvade ilmumisele - tuumapomm. Mis kuupäevast algas raport aatomiajastu kohta, kui paljudel riikidel meie planeedil on tuumapotentsiaal ja mil viisil? põhimõtteline erinevus vesinikupomm aatomipommist? Nendele ja teistele küsimustele leiate vastused seda artiklit lugedes.
Mis vahe on vesinikupommil ja tuumapommil?
Igasugune tuumarelv Tuumasisese reaktsiooni põhjal, mille võimsus on võimeline peaaegu koheselt hävitama suure hulga eluruume, samuti seadmeid ning igasuguseid hooneid ja rajatisi. Mõelgem mõnes riigis kasutatavate tuumalõhkepeade klassifikatsioonile:
- Tuuma- (aatomi)pomm. Tuumareaktsiooni ning plutooniumi ja uraani lõhustumise käigus vabaneb kolossaalses ulatuses energiat. Tavaliselt sisaldab üks lõhkepea kahte sama massiga plutooniumilaengut, mis plahvatavad üksteisest eemale.
- Vesiniku (termotuuma) pomm. Energia vabaneb vesiniku tuumade ühinemisel (sellest ka nimi). Lööklaine intensiivsus ja vabaneva energia hulk ületab mitu korda aatomienergiat.
Mis on võimsam: tuuma- või vesinikupomm?
Sel ajal, kui teadlased mõtlesid, kuidas vesiniku termotuumasünteesi käigus saadud aatomienergiat rahumeelsel eesmärgil kasutada, olid sõjaväelased juba läbi viinud üle tosina katsetuse. Selgus, et sisse laadida mõni megatonnine vesinikupomm on tuhandeid kordi võimsam kui aatomipomm. On isegi raske ette kujutada, mis oleks juhtunud Hiroshimaga (ja Jaapani endaga), kui talle visatud 20-kilotonnises pommis oleks olnud vesinikku.
Mõelge võimsale hävitavale jõule, mis tuleneb 50 megatonnise vesinikupommi plahvatusest:
- Tulekera: läbimõõt 4,5 -5 kilomeetrit läbimõõduga.
- helilaine: Plahvatust on kuulda 800 kilomeetri kauguselt.
- Energia: vabanevast energiast võib inimene saada nahale põletushaavu, olles plahvatuse epitsentrist kuni 100 kilomeetri kaugusel.
- tuumaseen: kõrgus on üle 70 km kõrgune, mütsi raadius on umbes 50 km.
Sellise võimsusega aatomipomme pole kunagi varem plahvatatud. On märke 1945. aastal Hiroshimale heidetud pommist, kuid selle suurus oli oluliselt väiksem kui ülalkirjeldatud vesiniku väljalaskevõime:
- Tulekera: läbimõõt umbes 300 meetrit.
- tuumaseen: kõrgus 12 km, mütsi raadius - umbes 5 km.
- Energia: temperatuur plahvatuse keskpunktis ulatus 3000C°-ni.
Nüüd on tuumajõudude arsenalis nimelt vesinikupommid. Lisaks sellele, et nad on oma omaduste poolest ees väikesed vennad", on neid palju odavam toota.
Vesinikupommi tööpõhimõte
Vaatame seda samm-sammult, vesinikupommide plahvatamise etapid:
- Laengu detonatsioon. Laeng on spetsiaalses kestas. Pärast detonatsiooni eralduvad neutronid ja tekib põhilaengus tuumasünteesi alustamiseks vajalik kõrge temperatuur.
- Liitiumi lõhustumine. Neutronite mõjul laguneb liitium heeliumiks ja triitiumiks.
- Fusioon. Triitium ja heelium käivitavad termotuumareaktsiooni, mille tulemusena siseneb protsessi vesinik ja laengu sees temperatuur tõuseb hetkega. Toimub termotuumaplahvatus.
Aatomipommi tööpõhimõte
- Laengu detonatsioon. Pommi kest sisaldab mitmeid isotoope (uraan, plutoonium jne), mis lagunevad detonatsioonivälja all ja püüavad kinni neutronid.
- Laviiniprotsess. Ühe aatomi hävimine käivitab veel mitme aatomi lagunemise. Toimub ahelprotsess, mis viib hävinguni suur kogus südamikud.
- Tuumareaktsioon. Väga lühikese ajaga moodustavad kõik pommi osad ühe terviku ja laengu mass hakkab ületama kriitilist massi. Vabaneb tohutul hulgal energiat, misjärel toimub plahvatus.
Tuumasõja oht
Veel eelmise sajandi keskel oli tuumasõja oht ebatõenäoline. Kahe riigi arsenalis olid aatomirelvad – NSVL ja USA. Kahe suurriigi juhid olid massihävitusrelvade kasutamise ohust hästi teadlikud ja võidurelvastumine viidi suure tõenäosusega läbi “võistlusliku” vastasseisuna.
Muidugi oli võimudega seoses pingelisi hetki, kuid terve mõistus sai alati ambitsioonidest võitu.
Olukord muutus 20. sajandi lõpus. Mitte ainult arenenud riigid ei ole "tuumakepi" enda valdusesse võtnud Lääne-Euroopa, aga ka Aasia esindajad.
Aga nagu te ilmselt teate, " tuumaklubi"koosneb 10 riigist. Mitteametlikult arvatakse, et Iisraelil ja võib-olla ka Iraanil on tuumalõhkepead. Kuigi viimased loobusid pärast neile majandussanktsioonide kehtestamist tuumaprogrammi arendamisest.
Pärast esimese aatomipommi ilmumist hakkasid NSV Liidu ja USA teadlased mõtlema relvadele, mis ei põhjustaks nii suurt hävitamist ja vaenlase territooriumide saastumist, kuid avaldaksid sihipärast mõju inimorganismile. Idee tekkis umbes neutronpommi loomine.
Toimimispõhimõte on neutronvoo vastastikmõju elusliha ja sõjavarustusega. Toodetud radioaktiivsemad isotoobid hävitavad inimese silmapilkselt ning tankid, transporterid ja muud relvad muutuvad lühikeseks ajaks tugeva kiirguse allikateks.
Neutronipomm plahvatab 200 meetri kaugusel maapinnast ja on eriti efektiivne vaenlase tankirünnaku ajal. Armor sõjavarustus 250 mm paksune, suudab tuumapommi mõju mitu korda vähendada, kuid on jõuetu neutronpommi gammakiirguse vastu. Vaatleme kuni 1 kilotonnise võimsusega neutronmürsu mõju tankimeeskonnale:
Nagu te mõistate, on vesinikupommi ja aatomipommi erinevus tohutu. Erinevused nende laengute vahel toimuvas tuuma lõhustumise reaktsioonis vesinikupomm on sadu kordi hävitavam kui aatomipomm.
1 megatonnise termotuumapommi kasutamisel hävib 10 kilomeetri raadiuses kõik. Kannatada ei saa mitte ainult hooned ja seadmed, vaid ka kõik elusolendid.
Tuumariikide juhid peaksid seda meeles pidama ja kasutama "tuumaohtu" ainult heidutusvahendina, mitte ründerelvana.
Video aatomi- ja vesinikupommi erinevuste kohta
Selles videos kirjeldatakse üksikasjalikult ja samm-sammult aatomipommi tööpõhimõtet, samuti peamisi erinevusi vesinikust:
Vesinikupomm
Termotuumarelvad- massihävitusrelva tüüp, mille hävitav jõud põhineb kergete elementide tuumasünteesi reaktsiooni energia kasutamisel raskemateks (näiteks kahe deuteeriumi (raske vesiniku) aatomi tuuma süntees). heeliumi aatomi ühte tuuma), mis vabastab kolossaalselt palju energiat. Omades samasuguseid hävitavaid tegureid kui tuumarelvadel, on termotuumarelvadel palju suurem plahvatusjõud. Teoreetiliselt piirab seda ainult saadaolevate komponentide arv. Tuleb märkida, et termotuumaplahvatusest tulenev radioaktiivne saaste on palju nõrgem kui aatomiplahvatusest, eriti seoses plahvatuse võimsusega. See andis aluse nimetada termotuumarelvi "puhtaks". See ingliskeelses kirjanduses ilmunud termin langes 70. aastate lõpuks kasutusest välja.
Üldine kirjeldus
Termotuuma lõhkeseadeldisi saab ehitada kas vedela deuteeriumi või kokkusurutud gaasilise deuteeriumi abil. Kuid termotuumarelvade ilmumine sai võimalikuks ainult tänu teatud tüüpi liitiumhüdriidile - liitium-6 deuteriidile. See on vesiniku raske isotoobi - deuteeriumi ja liitiumi isotoobi ühend massiarvuga 6.
Liitium-6-deuteriid on tahke aine, mis võimaldab säilitada deuteeriumi (mille tavatingimustes on gaas) positiivsetel temperatuuridel ja lisaks on selle teine komponent - liitium-6 - tooraine tootmiseks. vesiniku kõige napim isotoop – triitium. Tegelikult on 6 Li ainus triitiumi tööstuslik allikas:
USA varases termotuumamoonas kasutati ka looduslikku liitiumdeuteriidi, mis sisaldab peamiselt liitiumi isotoopi massinumbriga 7. See toimib ka triitiumi allikana, kuid selleks peab reaktsioonis osalevate neutronite energia olema 10 MeV või kõrgem.
Termotuumareaktsiooni käivitamiseks vajalike neutronite ja temperatuuri (umbes 50 miljonit kraadi) tekitamiseks plahvatab esmalt väike aatomipomm vesinikupommis. Plahvatusega kaasneb järsk temperatuuri tõus, elektromagnetkiirgus ja võimsa neutronivoo tekkimine. Neutronite reaktsiooni tulemusena liitiumi isotoobiga tekib triitium.
Deuteeriumi ja triitiumi esinemine aatomipommi plahvatuse kõrgel temperatuuril käivitab termotuumareaktsiooni (234), mis tekitab vesinikupommi (termotuuma) plahvatuse ajal peamise energia vabanemise. Kui pommi keha on valmistatud looduslikust uraanist, siis kiired neutronid (kandes ära 70% reaktsiooni käigus vabanenud energiast (242)) põhjustavad selles uue kontrollimatu ahellõhustumisreaktsiooni. Toimub vesinikupommi plahvatuse kolmas faas. Sarnasel viisil tekib praktiliselt piiramatu võimsusega termotuumaplahvatus.
Täiendav kahjustav tegur on neutronkiirgus, mis tekib vesinikupommi plahvatuse ajal.
Termotuumamoona seade
Termotuumamoon eksisteerib nii õhupommide kujul ( vesinik või termotuumapomm) ning ballistiliste ja tiibrakettide lõhkepead.
Lugu
NSVL
Esimene Nõukogude termotuumaseadme projekt meenutas kihilist kooki ja sai seetõttu koodnime "Sloyka". Disaini töötasid välja 1949. aastal (isegi enne esimese Nõukogude tuumapommi katsetamist) Andrei Sahharov ja Vitali Ginzburg ning selle laengukonfiguratsioon erines nüüdsest kuulsast Teller-Ulami jagatud konstruktsioonist. Laengus vaheldusid lõhustuva materjali kihid termotuumasünteesi - liitiumdeuteriidi ja triitiumiga segatud kihtidega (“Sahharovi esimene idee”). Lõhustumislaengu ümber paiknev fusioonilaeng ei suurendanud seadme üldist võimsust ( kaasaegsed seadmed tüüp "Teller-Ulam" võib anda korrutusteguri kuni 30 korda). Lisaks olid lõhustumis- ja termotuumalaengute alade vahele segatud tavalõhkeaine – esmase lõhustumisreaktsiooni initsiaator, mis suurendas veelgi tavaliste lõhkeainete vajalikku massi. Esimest “Sloika” tüüpi seadet katsetati 1953. aastal, saades läänes nime “Joe-4” (esimesed Nõukogude tuumakatsetused said koodnimed Joseph (Joseph) Stalini Ameerika hüüdnime järgi “Onu Joe”). Plahvatusvõimsus oli võrdne 400 kilotonniga ja efektiivsus oli vaid 15–20%. Arvutused on näidanud, et reageerimata materjali levik takistab võimsuse suurenemist üle 750 kilotonni.
Pärast seda, kui USA korraldas 1952. aasta novembris Ivy Mike'i katsed, mis tõestasid megatonnipommide loomise võimalust, Nõukogude Liit hakkas välja töötama teist projekti. Nagu Andrei Sahharov oma memuaarides mainis, esitas "teise idee" Ginzburg juba 1948. aasta novembris ja tegi ettepaneku kasutada pommis liitiumdeuteriidi, mis neutronitega kiiritades moodustab triitiumi ja vabastab deuteeriumi.
1953. aasta lõpus tegi füüsik Viktor Davidenko ettepaneku paigutada primaar- (lõhustumine) ja sekundaarlaeng eraldi ruumaladesse, korrates nii Telleri-Ulami skeemi. Järgmise suure sammu pakkusid välja ja töötasid välja Sahharov ja Jakov Zeldovitš 1954. aasta kevadel. See hõlmas lõhustumisreaktsioonist saadud röntgenikiirguse kasutamist liitiumdeuteriidi kokkusurumiseks enne termotuumasünteesi ("kiire implosioon"). Sahharovi "kolmandat ideed" katsetati 1,6-megatonnise RDS-37 katsetuste käigus 1955. aasta novembris. Edasine areng Seda ideed kinnitas termotuumalaengute võimsuse põhimõtteliste piirangute puudumine.
Nõukogude Liit demonstreeris seda katsetega 1961. aasta oktoobris, kui Novaja Zemljal lõhati pommitaja Tu-95 tarnitud 50-megatonne pomm. Seadme kasutegur oli peaaegu 97% ja see oli algselt kavandatud 100 megatonnise võimsuse jaoks, mis seejärel projektijuhtkonna tahtejõulise otsusega pooleks kärbiti. See oli võimsaim termotuumaseade, mis kunagi Maal välja töötatud ja testitud. Nii võimas, et see praktiline rakendus relvana kaotas see igasuguse mõtte, isegi kui arvestada asjaolu, et seda katsetati juba valmis pommi kujul.
USA
Aatomilaengu tekitatud termotuumasünteesipommi idee pakkus Enrico Fermi oma kolleegile Edward Tellerile välja juba 1941. aastal, Manhattani projekti alguses. Teller pühendas Manhattani projekti ajal suure osa oma tööst termotuumasünteesipommi projektile, jättes mõnevõrra tähelepanuta aatomipommi enda. Tema keskendumine raskustele ja "kuradi advokaadi" positsioon probleemide aruteludes sundis Oppenheimerit Tellerit ja teisi "probleemseid" füüsikuid hargnema.
Esimesed olulised ja kontseptuaalsed sammud sünteesiprojekti elluviimise suunas astus Telleri kaastööline Stanislav Ulam. Termotuumasünteesi algatamiseks tegi Ulam ettepaneku termotuumakütust enne selle kuumutamist kokku suruda, kasutades primaarsest lõhustumisreaktsioonist tulenevaid tegureid, ning paigutada ka termotuumalaeng pommi primaarsest tuumakomponendist eraldi. Need ettepanekud võimaldasid viia termotuumarelvade arendamise praktilisele tasemele. Sellest lähtuvalt tegi Teller ettepaneku, et primaarplahvatuse tekitatud röntgen- ja gammakiirgus suudaks primaarsega ühises kestas asuvale sekundaarsele komponendile üle kanda piisavalt energiat, et viia läbi piisav plahvatus (kokkusurumine) termotuumareaktsiooni käivitamiseks. . Teller ja tema toetajad ja vastased arutasid hiljem Ulami panust selle mehhanismi aluseks olevasse teooriasse.
Mille hävitavat jõudu plahvatades ei suuda keegi peatada. Mis on maailma võimsaim pomm? Sellele küsimusele vastamiseks peate mõistma teatud pommide omadusi.
Mis on pomm?
Tuumaelektrijaamad töötavad tuumaenergia vabastamise ja kinni püüdmise põhimõttel. Seda protsessi tuleb kontrollida. Vabanenud energia muutub elektriks. Aatomipomm põhjustab ahelreaktsiooni, mis on täiesti kontrollimatu ja tohutu vabanev energia põhjustab kohutava hävingu. Uraan ja plutoonium ei ole perioodilisuse tabeli nii kahjutud elemendid, mis põhjustavad globaalseid katastroofe.
Aatomipomm
Et mõista, mis on planeedi võimsaim aatomipomm, õpime kõige kohta rohkem teada. Vesinik- ja aatomipommid kuuluvad tuumaenergia alla. Kui ühendate kaks uraanitükki, kuid mõlema mass on alla kriitilise massi, ületab see "liit" kriitilise massi palju. Iga neutron osaleb ahelreaktsioonis, kuna lõhestab tuuma ja vabastab veel 2-3 neutronit, mis põhjustavad uusi lagunemisreaktsioone.
Neutronijõud on inimese kontrolli alt täiesti väljaspool. Vähem kui sekundiga ei vabasta sajad miljardid äsja tekkinud lagunemised mitte ainult tohutul hulgal energiat, vaid muutuvad ka intensiivse kiirguse allikateks. See radioaktiivne vihm katab paksu kihina maa, põllud, taimed ja kõik elusolendid. Kui räägime Hiroshima katastroofidest, siis näeme, et 1 gramm põhjustas 200 tuhande inimese surma.
Vaakumpommi tööpõhimõte ja eelised
Arvatakse, et vaakumpommi tekitas uusimad tehnoloogiad, suudab konkureerida tuumaenergiaga. Fakt on see, et TNT asemel kasutatakse siin gaasiainet, mis on mitukümmend korda võimsam. Suure võimsusega lennukipomm on maailma võimsaim vaakumpomm, mis ei ole tuumarelv. See võib vaenlase hävitada, kuid maju ja seadmeid ei kahjustata ning lagunemissaadusi ei teki.
Mis on selle tööpõhimõte? Kohe pärast pommituslennukilt kukkumist aktiveerub detonaator maapinnast teatud kaugusel. Laip hävitatakse ja pritsitakse tohutu pilv. Hapnikuga segatuna hakkab see tungima kõikjale – majadesse, punkritesse, varjualustesse. Hapniku läbipõlemine tekitab kõikjal vaakumi. Kui see pomm maha visata, tekib ülehelilaine ja tekib väga kõrge temperatuur.
Erinevus Ameerika vaakumpommi ja Vene oma
Erinevused seisnevad selles, et viimane suudab vastavat lõhkepead kasutades vaenlase hävitada isegi punkris. Õhus toimunud plahvatuse ajal kukub lõhkepea tugevalt vastu maad, urgudes 30 meetri sügavusele. Pärast plahvatust tekib pilv, mis suurenedes võib tungida varjupaikadesse ja seal plahvatada. Ameerika lõhkepead on täidetud tavalise TNT-ga, nii et need hävitavad hooneid. Vaakumpomm hävitab konkreetse objekti, kuna sellel on väiksem raadius. Pole tähtis, milline pomm on kõige võimsam – ükskõik milline neist annab võrreldamatult hävitava löögi, mis mõjutab kõiki elusolendeid.
Vesinikupomm
Vesinikupomm on veel üks kohutav tuumarelv. Uraani ja plutooniumi kombinatsioon ei tekita mitte ainult energiat, vaid ka temperatuuri, mis tõuseb miljoni kraadini. Vesiniku isotoobid ühinevad heeliumi tuumadeks, mis loob kolossaalse energia allika. Vesinikupomm on kõige võimsam – see on vaieldamatu fakt. Piisab vaid ette kujutada, et selle plahvatus võrdub 3000 aatomipommi plahvatusega Hiroshimas. Nii USA-s kui ka riigis endine NSVL võite kokku lugeda 40 tuhat erineva võimsusega pommi - tuuma- ja vesinikupommi.
Sellise laskemoona plahvatus on võrreldav Päikese ja tähtede sees täheldatud protsessidega. Kiired neutronid lõhestavad tohutu kiirusega pommi enda uraanikestad. Ei eraldu mitte ainult soojus, vaid ka radioaktiivne sade. Seal on kuni 200 isotoopi. Selliste tuumarelvade tootmine on odavam kui aatomirelvade ja nende mõju saab suurendada nii mitu korda kui soovitakse. See on võimsaim pomm, mis Nõukogude Liidus 12. augustil 1953 lõhati.
Plahvatuse tagajärjed
Vesinikupommi plahvatuse tulemus on kolmekordne. Esimene asi, mis juhtub, on see võimas lööklaine. Selle võimsus sõltub plahvatuse kõrgusest ja maastiku tüübist, samuti õhu läbipaistvuse astmest. Tekkida võivad suured tuletormid, mis ei vaibu mitu tundi. Ja veel, sekundaarne ja kõige ohtlikum tagajärg, mida võimsaim termotuumapomm võib põhjustada, on radioaktiivne kiirgus ja ümbruskonna pikaajaline saastumine.
Vesinikupommi plahvatuse radioaktiivsed jäänused
Plahvatuse korral sisaldab tulekera palju väga väikeseid radioaktiivseid osakesi, mis jäävad maa atmosfäärikihti ja jäävad sinna pikaks ajaks. Maapinnaga kokku puutudes tekitab see tulekera lagunemisosakestest koosnevat hõõguvat tolmu. Kõigepealt settib suurem ja seejärel kergem, mida tuule abil sadu kilomeetreid kantakse. Neid osakesi on näha palja silmaga, näiteks lumel on sellist tolmu näha. See on saatuslik, kui keegi satub lähedale. Väiksemad osakesed võivad püsida atmosfääris pikki aastaid ja sel viisil “reisida”, tiirates mitu korda ümber kogu planeedi. Nende radioaktiivsed heitmed muutuvad nõrgemaks selleks ajaks, kui nad sademetena välja langevad.
Selle plahvatus on võimeline mõne sekundiga Moskva maamunalt pühkima. Kesklinn võib selle sõna otseses mõttes kergesti aurustuda ja kõik muu võib muutuda tillukesteks rusudeks. Maailma võimsaim pomm hävitaks New Yorgi ja kõik selle pilvelõhkujad. Sellest jääks maha kahekümne kilomeetri pikkune sula silekraater. Sellise plahvatuse korral poleks metroosse laskudes võimalik pääseda. Kogu 700 kilomeetri raadiuses asuv territoorium häviks ja nakatuks radioaktiivsete osakestega.
Tsaar Bomba plahvatus – olla või mitte olla?
1961. aasta suvel otsustasid teadlased viia läbi katse ja plahvatust jälgida. Maailma kõige võimsam pomm pidi plahvatama päris Venemaa põhjaosas asuvas katsepaigas. Katseala tohutu ala hõlmab kogu Novaja Zemlja saare territooriumi. Lüüasaamise ulatus pidi olema 1000 kilomeetrit. Plahvatus võis saastada tööstuskeskused nagu Vorkuta, Dudinka ja Norilsk. Teadlased, mõistnud katastroofi ulatust, panid pead kokku ja mõistsid, et test tühistati.
Kusagil planeedil polnud kohta, kus kuulsat ja uskumatult võimsat pommi katsetada, jäi vaid Antarktika. Kuid ka jäisel mandril ei olnud võimalik plahvatust korraldada, kuna territooriumi peetakse rahvusvaheliseks ja sellisteks katseteks loa saamine on lihtsalt ebareaalne. Pidin selle pommi laengut 2 korda vähendama. Sellest hoolimata lõhati pomm 30. oktoobril 1961 samas kohas - Novaja Zemlja saarel (umbes 4 kilomeetri kõrgusel). Plahvatuse käigus vaadeldi koletu tohutut aatomiseent, mis tõusis 67 kilomeetri kõrgusele õhku ja lööklaine tiirles ümber planeedi kolm korda. Muide, Sarovi linnas asuvas muuseumis Arzamas-16 saate ekskursioonil vaadata plahvatuse uudiseid, kuigi nad väidavad, et see vaatemäng pole nõrganärvilistele.
Termotuumarelvad (vesinikpomm)- tuumarelva tüüp, mille hävitav jõud põhineb kergete elementide tuumasünteesi reaktsiooni energia kasutamisel raskemateks (näiteks heeliumi aatomi ühe tuuma süntees kahest deuteeriumi tuumast aatomid), mis vabastab energiat.
Üldine kirjeldus [ | ]
Termotuuma lõhkeseadeldisi saab ehitada kas vedela deuteeriumi või kokkusurutud gaasilise deuteeriumi abil. Kuid termotuumarelvade ilmumine sai võimalikuks ainult tänu teatud tüüpi liitiumhüdriidile - liitium-6 deuteriidile. See on kombinatsioon vesiniku raskest isotoobist - deuteeriumist ja liitiumi isotoobist massiarvuga 6.
Liitium-6-deuteriid on tahke aine, mis võimaldab säilitada normaalsetes tingimustes deuteeriumi (mille tavatingimustes on gaas) ja lisaks on selle teine komponent - liitium-6 - tootmise tooraine. vesiniku kõige napim isotoop – triitium. Tegelikult on 6 Li ainus triitiumi tööstuslik allikas:
3 6 L i + 0 1 n → 1 3 H + 2 4 H e + E 1 .(\displaystyle ()_(3)^(6)\mathrm (Li) +()_(0)^(1)n\to ()_(1)^(3)\mathrm (H) +() _(2)^(4)\mathrm (He) +E_(1).) Sama reaktsioon toimub liitium-6 deuteriidis termotuumaseadmes kiiritades kiirneutronitega; vabanenud energia E 1 = 4,784 MeV Sama reaktsioon toimub liitium-6 deuteriidis termotuumaseadmes kiiritades kiirneutronitega; vabanenud energia. Saadud triitium (3H) reageerib seejärel deuteeriumiga, vabastades energiat:
2 = 17,59 MeV1 3 H + 1 2 H → 2 4 H e + 0 1 n + E 2, (\kuvastiil ()_(1)^(3)\mathrm (H) +()_(1)^(2)\ matemaatika (H) \kuni ()_(2)^(4)\matemaatika (He) +()_(0)^(1)n+E_(2),)
Veelgi enam, neutron toodetakse kineetilise energiaga vähemalt 14,1 MeV, mis võib taas käivitada esimese reaktsiooni mõnel teisel liitium-6 tuumal või põhjustada raske uraani või plutooniumi tuumade lõhustumist kestas või päästik mitme tuuma emissiooniga. rohkem kiireid neutroneid. USA varases termotuumamoonas kasutati ka looduslikku liitiumdeuteriidi, mis sisaldab peamiselt liitiumi isotoopi massinumbriga 7. See toimib ka triitiumi allikana, kuid selleks peab reaktsioonis osalevate neutronite energia olema 10 MeV või suurem: reaktsioon n USA varases termotuumamoonas kasutati ka looduslikku liitiumdeuteriidi, mis sisaldab peamiselt liitiumi isotoopi massinumbriga 7. See toimib ka triitiumi allikana, kuid selleks peab reaktsioonis osalevate neutronite energia olema 10 MeV või suurem: reaktsioon+ 7 Li → 3 H + 4 He +− 2,467 MeV
on endotermiline, neelab energiat.
Ameerika Ühendriikides 1952. aastal testitud seade ei olnud tegelikult pomm, vaid labori prototüüp, "3-korruseline vedela deuteeriumiga täidetud maja", mis oli valmistatud erikujunduse kujul. Nõukogude teadlased töötasid välja täpselt pommi – praktiliseks sõjaliseks kasutamiseks sobiva tervikliku seadme.
Suurim kunagi lõhkatud vesinikupomm on Nõukogude 58-megatonne Tsar Bomba, mis lõhkas 30. oktoobril 1961 Novaja Zemlja saarestiku katsepaigas. Nikita Hruštšov naljatas hiljem avalikult, et esialgne plaan oli plahvatada 100-megatonne pomm, kuid laengut vähendati, "et mitte Moskvas kogu klaasi purustada". Struktuuriliselt oli pomm tõepoolest mõeldud 100 megatonniks ja seda võimsust oli võimalik saavutada plii asendamisega uraaniga. Pomm plahvatas 4000 meetri kõrgusel Novaja Zemlja harjutusvälja kohal. Plahvatuse järgne lööklaine tiirutas maakera kolm korda. Vaatamata edukale katsele ei läinud pomm kasutusse; sellegipoolest oli superpommi loomisel ja katsetamisel suur mõju poliitiline tähtsus, mis näitab, et NSV Liit on lahendanud oma tuumaarsenali peaaegu igasuguse megatonnaaži taseme saavutamise probleemi.
USA [ | ]
Aatomilaengu tekitatud termotuumasünteesipommi idee pakkus Enrico Fermi oma kolleegile Edward Tellerile 1941. aasta sügisel, Manhattani projekti alguses. Teller pühendas Manhattani projekti ajal suure osa oma tööst termotuumasünteesipommi projektile, jättes mõnevõrra tähelepanuta aatomipommi enda. Tema keskendumine raskustele ja "kuradi advokaadi" positsioon probleemide aruteludes sundis Oppenheimerit Tellerit ja teisi "probleemseid" füüsikuid hargnema.
Esimesed olulised ja kontseptuaalsed sammud sünteesiprojekti elluviimise suunas astus Telleri kaastööline Stanislav Ulam. Termotuumasünteesi algatamiseks tegi Ulam ettepaneku termotuumakütust enne selle kuumutamist kokku suruda, kasutades primaarsest lõhustumisreaktsioonist tulenevaid tegureid, ning paigutada ka termotuumalaeng pommi primaarsest tuumakomponendist eraldi. Need ettepanekud võimaldasid viia termotuumarelvade arendamise praktilisele tasemele. Selle põhjal tegi Teller ettepaneku, et primaarse plahvatuse tekitatud röntgen- ja gammakiired suudavad sekundaarsele komponendile, mis asub primaarsega ühises kestas, üle kanda piisavalt energiat, et viia läbi piisav plahvatus (kokkusurumine), et algatada termotuumareaktsioon. . Teller ja tema toetajad ja vastased arutasid hiljem Ulami panust selle mehhanismi aluseks olevasse teooriasse.
Plahvatus "George"
1951. aastal viidi üldnimetuse Operation Greenhouse all läbi rida katseid, mille käigus töötati välja tuumalaengute miniaturiseerimise küsimused, suurendades nende võimsust. Üks selle seeria katsetest oli plahvatus koodnimega "George", mille käigus lõhati katseseade, mis kujutas endast torukujulist tuumalaengut, mille keskele oli asetatud väike kogus vedelat vesinikku. Põhiosa plahvatusvõimsusest saadi just tänu vesiniku termotuumasünteesile, mis praktikas kinnitas kaheastmeliste seadmete üldist kontseptsiooni.
"Evie Mike"
Peagi oli USA-s termotuumarelvade arendamine suunatud Teller-Ulami disaini miniaturiseerimisele, mis võiks olla varustatud mandritevaheliste ballistiliste rakettidega (ICBM) ja allveelaevadel käivitatavate ballistiliste rakettidega (SLBM). 1960. aastaks võeti kasutusele megatonniklassi W47 lõhkepead, mida kasutati Polarise ballistiliste rakettidega varustatud allveelaevadel. Lõhkepeade mass oli 320 kg ja läbimõõt 50 cm. Hilisemad katsetused näitasid Polarise rakettidele paigaldatud lõhkepeade vähest töökindlust ja nende modifikatsioonide vajadust. 1970. aastate keskpaigaks võimaldas uute lõhkepeade versioonide miniaturiseerimine Teller-Ulami disaini järgi paigutada 10 või enam lõhkepead mitme lõhkepea (MIRV) mõõtmetesse.
NSVL [ | ]
Põhja-Korea [ | ]
Selle aasta detsembris saatis KCNA laiali Põhja-Korea liidri Kim Jong-uni avalduse, milles ta teatas, et Pyongyangil on oma vesinikupomm.
Semipalatinski tuumapolügooni tuumapolügooni ehitamisel, 12. augustil 1953, pidin üle elama esimese plahvatuse. maakera vesinikupommi tootlikkusega 400 kilotonni, plahvatus toimus ootamatult. Maa värises meie all nagu vesi. Laine maa pind möödus ja tõstis meid enam kui meetri kõrgusele. Ja me olime plahvatuse epitsentrist umbes 30 kilomeetri kaugusel. Lainete tulv paiskas meid maapinnale. Veeresin sellest mitu meetrit üle nagu hakkepuidu. Kõlas metsik mürin. Välk sähvatas silmipimestavalt. Need õhutasid loomahirmu.
Kui meie, selle õudusunenäo vaatlejad, püsti tõusime ja rippusime meie kohal tuumaseen. Sellest õhkus soojust ja kostis praksumist. Vaatasin lummatult hiiglasliku seene varre. Järsku lendas tema juurde lennuk ja hakkas tegema koletuid pöördeid. Arvasin, et see on kangelaspiloot, kes võttis radioaktiivse õhu proove. Siis sukeldus lennuk seenevarre sisse ja kadus... See oli hämmastav ja hirmus.
Õppeväljakul oli tõepoolest lennukeid, tanke ja muud tehnikat. Kuid hilisemad päringud näitasid, et ükski lennuk ei võtnud tuumaseenest õhuproove. Kas see oli tõesti hallutsinatsioon? Müsteerium lahenes hiljem. Sain aru, et see on hiiglaslike mõõtmetega korstnaefekt. Pärast plahvatust ei olnud väljakul ühtegi lennukit ega tanki. Kuid eksperdid uskusid, et need aurustuvad kõrge temperatuuri tõttu. Usun, et need imeti lihtsalt tuleseene sisse. Minu tähelepanekuid ja muljeid kinnitasid ka muud tõendid.
22. novembril 1955 korraldati veelgi võimsam plahvatus. Vesinikupommi laeng oli 600 kilotonni. Valmistasime ette selle uue plahvatuse koha 2,5 kilomeetri kaugusel eelmise tuumaplahvatuse epitsentrist. Sulanud radioaktiivne maakoor maeti kohe buldooserite poolt kaevatud kaevikutesse; Nad valmistasid ette uut partiid seadmeid, mis pidid põlema vesinikupommi leegis. Semipalatinski katseobjekti ehituse juht oli R. E. Ruzanov. Ta jättis sellest teisest plahvatusest meeldejääva kirjelduse.
"Beregi" (testijate elumaja), praeguse Kurtšatovi linna elanikud äratati hommikul kell 5. Oli -15°C. Kõik viidi staadionile. Majade aknad ja uksed jäeti lahti.
Määratud tunnil ilmus hävitajate saatel hiiglaslik lennuk.
Plahvatuse sähvatus toimus ootamatult ja hirmutavalt. Ta oli heledam kui päike. Päike on tuhmunud. See kadus ära. Pilved on kadunud. Taevas muutus mustaks ja siniseks. Seal oli kohutav jõulöök. Ta jõudis koos testijatega staadionile. Staadion asus epitsentrist 60 kilomeetri kaugusel. Sellele vaatamata paiskas õhulaine inimesed pikali ja paiskas kümneid meetreid tribüünide poole. Tuhanded inimesed tapeti. Nendest rahvamassidest kostis metsik kisa. Naised ja lapsed karjusid. Kogu staadion oli täis vigastuste ja valu oigamisi, mis vapustasid inimesi koheselt. Testijate ja linnaelanikega staadion uppus tolmu. Linn oli ka tolmust nähtamatu. Horisont, kus harjutusväljak asus, kees leegipilvedes. Aatomiseene jalg tundus ka keevat. Ta liikus. Näis, nagu hakkaks staadionile lähenema keev pilv, mis meid kõiki katab. Selgelt oli näha, kuidas spetsiaalselt harjutusväljakule ehitatud tankid, lennukid ja hävitatud ehitiste osad hakkasid maa seest pilve tõmbama ja sinna kaduma Mõte puuris: meiegi tõmmatakse sellesse pilve ! Kõiki valdas tuimus ja õudus.
Järsku tuli ülalpool keeva pilve küljest lahti tuumaseene vars. Pilv tõusis kõrgemale ja jalg vajus maapinnale. Alles siis tuli inimestel mõistus pähe. Kõik tormasid majade juurde. Ei olnud aknaid, uksi, katuseid ega asju. Kõik oli ümberringi laiali. Katsete käigus viga saanud inimesed korjati kiiruga kokku ja saadeti haiglasse...
Nädal hiljem rääkisid Semipalatinski katsepolügoonilt saabunud ohvitserid sellest koletulikust vaatemängust sosinal. Nende kannatuste kohta, mida inimesed kannatasid. Õhus lendavatest tankidest. Võrreldes neid lugusid oma tähelepanekutega, sain aru, et olen olnud tunnistajaks nähtusele, mida võib nimetada korstnaefektiks. Ainult hiiglaslikus mastaabis.
Vesinikuplahvatuse käigus rebisid maapinnalt lahti tohutud termilised massid, mis liikusid seene keskpunkti suunas. See efekt tekkis tuumaplahvatuse tekitatud koletu temperatuuri tõttu. Plahvatuse algfaasis oli temperatuur 30 tuhat kraadi Celsiuse järgi Tuumaseene jalas oli see vähemalt 8 tuhat. Tekkis tohutu koletu imemisjõud, mis tõmbas kõik katsepaigas seisnud objektid plahvatuse epitsentrisse. Seega lennuk, mida nägin esimest korda tuumaplahvatus, ei olnud hallutsinatsioon. Ta tõmmati lihtsalt seene varre sisse ja ta tegi seal uskumatuid pöördeid...
Protsess, mida ma vesinikupommi plahvatuse ajal jälgisin, on väga ohtlik. Mitte ainult selle kõrge temperatuuri, vaid ka selle mõju järgi, mida ma mõistsin hiiglaslike masside neeldumisel, olgu selleks siis Maa õhu- või veekiht.
Minu arvutus 1962. aastal näitas, et kui tuumaseen läbistaks atmosfääri suure kõrguseni, võib see põhjustada planeedi katastroofi. Kui seen tõuseb 30 kilomeetri kõrgusele, algab Maa vee-õhumasside kosmosesse imemise protsess. Vaakum hakkab töötama nagu pump. Maa kaotab õhu ja veekarbid koos biosfääriga. Inimkond hukkub.
Arvutasin, et selle apokalüptilise protsessi jaoks piisab vaid 2 tuhande kilotonnisest aatomipommist ehk vaid kolm korda suuremast võimsusest kui teise vesiniku plahvatuse võimsus. See on kõige lihtsam inimkonna loodud stsenaarium inimkonna surma jaoks.
Kunagi oli mul keelatud sellest rääkida. Täna pean oma kohuseks rääkida inimkonnale ähvardavast ohust otse ja avalikult.
Maale on kogunenud tohutud tuumarelvavarud. Reaktorid töötavad tuumaelektrijaamadüle kogu maailma. Nad võivad saada terroristide saagiks. Nende objektide plahvatus võib ulatuda üle 2 tuhande kilotonni. Võimalik, et tsivilisatsiooni surma stsenaarium on juba ette valmistatud.
Mis sellest järeldub? Tuumarajatisi tuleb võimaliku terrorismi eest kaitsta nii hoolikalt, et need oleksid sellele täiesti kättesaamatud. Vastasel juhul on planeedi katastroof vältimatu.
Sergei Alekseenko
ehitusel osaleja
Semipolatinski tuumaenergia