Termojadrové bombačné fúzne zariadenie

Termonukleárna bomba, tiež nazývaná vodíková bomba alebo H-bomba, zbraň, ktorej obrovská výbušná sila je výsledkom nekontrolovateľnej samonosnej reťazovej reakcie, pri ktorej sa izotopy vodíka spájajú pri extrémne vysokých teplotách za vzniku hélia v procese známom ako jadrová fúzia. Vysoké teploty, ktoré sú potrebné pre reakciu, sú vyvolané detonáciou atómovej bomby.

jadrová zbraň: termonukleárne zbrane

V júni 1948 bol Igor Y. Tamm vymenovaný za vedúceho špeciálnej výskumnej skupiny vo Fyzikálnom ústave PN Lebedeva (FIAN), aby preskúmal

Termonukleárna bomba sa zásadne líši od atómovej bomby v tom, že využíva energiu uvoľnenú, keď sa dve ľahké atómové jadrá spoja alebo fúzujú, aby vytvorili ťažšie jadro. Atómová bomba naopak využíva energiu uvoľnenú, keď sa ťažké atómové jadro rozdelí alebo štiepi na dve ľahšie jadrá. Za normálnych okolností nesú atómové jadrá pozitívne elektrické náboje, ktoré pôsobia tak, že silne odpudzujú iné jadrá a bránia im v približovaní sa k sebe. Iba pri teplotách miliónov stupňov môžu pozitívne nabité jadrá získať dostatočnú kinetickú energiu alebo rýchlosť, aby prekonali svoje vzájomné elektrické odpory a priblížili sa k sebe dosť blízko na to, aby sa spojili pod príťažlivosť jadrovej sily krátkeho dosahu. Veľmi ľahké jadrá atómov vodíka sú ideálnymi kandidátmi pre tento fúzny proces, pretože nesú slabé kladné náboje, a preto majú menšiu odolnosť na prekonanie.

Vodíkové jadrá, ktoré sa kombinujú a vytvárajú ťažšie jadrá hélia, musia stratiť malú časť svojej hmotnosti (asi 0,63 percenta), aby sa „zmestili“ do jedného väčšieho atómu. Podľa slávneho vzorca Alberta Einsteina: E = mc ^2, túto hmotu strácajú jej premenou na energiu. Podľa tohto vzorca sa množstvo vytvorenej energie rovná množstvu hmoty, ktorá sa prevádza vynásobenej rýchlosťou druhej mocniny. Takto vyrobená energia tvorí výbušnú silu vodíkovej bomby.

Deutérium a trícium, ktoré sú izotopmi vodíka, poskytujú ideálne interagujúce jadrá pre fúzny proces. Dva atómy deutéria, každý s jedným protónom a jedným neutrónom, alebo trícium, s jedným protónom a dvoma neutrónmi, sa počas fúzneho procesu spoja a vytvoria ťažšie jadro hélia, ktoré má dva protóny a jeden alebo dva neutróny. V súčasných termonukleárnych bombách sa ako fúzne palivo používa deuterid lítium-6; na začiatku procesu fúzie sa transformuje na trícium.

V termonukleárnej bombe začína výbušný proces detonáciou toho, čo sa nazýva primárne štádium. Pozostáva z relatívne malého množstva konvenčných výbušnín, ktorých detonácia spája dostatok štiepiteľného uránu, aby sa vytvorila štiepna reťazová reakcia, ktorá zasa spôsobuje ďalšiu explóziu a teplotu niekoľko miliónov stupňov. Sila a teplo tejto explózie sa odrážajú späť okolitým zásobníkom uránu a smerujú k sekundárnemu stupňu, ktorý obsahuje deuterid lítia-6. Ohromné ​​teplo iniciuje fúziu a výsledná explózia sekundárneho stupňa vane uránový kontajner oddeľuje. Neutróny uvoľňované fúznou reakciou spôsobujú štiepenie uránového kontajnera, ktorý často predstavuje väčšinu energie uvoľnenej explóziou a ktorý tiež spôsobuje proces spadnutia (ukladanie rádioaktívnych materiálov z atmosféry). (Neutrónová bomba je termonukleárne zariadenie, v ktorom nie je prítomný uránový kontajner, čím sa produkuje omnoho menej výbuchu, ale smrteľné „zosilnené žiarenie“ neutrónov.) Celá séria výbuchov v termonukleárnej bombe trvá zlomok sekundy.

Termonukleárna explózia spôsobuje výbuch, svetlo, teplo a rôzne množstvá spadov. Záchranná sila samotného výbuchu má formu nárazovej vlny, ktorá vyžaruje z bodu výbuchu nadzvukovými rýchlosťami a ktorá môže úplne zničiť akúkoľvek budovu v okruhu niekoľkých kilometrov. Intenzívne biele svetlo výbuchu môže spôsobiť trvalú slepotu ľuďom, ktorí sa naň pozerajú zo vzdialenosti desiatok kilometrov. Intenzívne drevo a iné horľavé materiály pri výbuchu, ktoré sa vyskytujú pri výbuchu, sa nachádzajú v dosahu mnohých kilometrov a vytvárajú obrovské požiare, ktoré sa môžu zlúčiť do požiaru. Rádioaktívny spád kontaminuje vzduch, vodu a pôdu a môže trvať roky po výbuchu; jej distribúcia je prakticky celosvetová.

Termonukleárne bomby môžu byť stokrát až tisíckrát silnejšie ako atómové bomby. Výbušný výťažok atómových bômb sa meria v kilogramoch, z ktorých každá jednotka sa rovná výbušnej sile 1 000 ton TNT. Výbušná sila vodíkových bômb sa naproti tomu často vyjadruje v megatónoch, z ktorých každá jednotka sa rovná výbušnej sile 1 000 000 ton TNT. Bomby s vodíkom s hmotnosťou viac ako 50 megatónov boli odpálené, ale výbušná sila zbraní namontovaných na strategických raketách sa zvyčajne pohybuje od 100 kilotonov do 1,5 megatónov. Termonukleárne bomby sa dajú vyrobiť dostatočne malé (niekoľko stôp dlhé), aby sa zmestili na hlavice medzikontinentálnych balistických rakiet; tieto rakety sa môžu pohybovať takmer na polceste po celom svete za 20 alebo 25 minút a majú počítačové navádzacie systémy tak presné, že môžu pristáť v rámci niekoľkých stoviek yardov od určeného cieľa.

Edward Teller, Stanislaw M. Ulam a ďalší americkí vedci vyvinuli prvú vodíkovú bombu, ktorá bola testovaná v atole Enewetak 1. novembra 1952. ZSSR prvý raz testoval vodíkovú bombu 12. augusta 1953, po ktorej nasledovalo Spojené kráľovstvo v máji 1957, Čína (1967) a Francúzsko (1968). V roku 1998 India testovala „termonukleárne zariadenie“, ktoré sa považovalo za vodíkovú bombu. Na konci osemdesiatych rokov bolo v arzenáli svetových jadrových ozbrojených národov uložených asi 40 000 termonukleárnych zariadení. Tento počet sa v 90. rokoch znížil. Masívna deštruktívna hrozba týchto zbraní je od 50. rokov 20. storočia hlavným problémom svetovej populácie a jej štátnikov. Pozri tiež ovládanie zbraní.