Jak jest zaprojektowana i działa głowica nuklearna. Jak działa reaktor jądrowy (jądrowy)?

Ale jest to coś, o czym często nie wiemy. I dlaczego Bomba jądrowa też eksploduje...

Zacznijmy od daleka. Każdy atom ma jądro, a jądro składa się z protonów i neutronów - być może każdy o tym wie. W ten sam sposób wszyscy widzieli układ okresowy. Ale dlaczego zawarte w nim pierwiastki chemiczne są umieszczone w ten, a nie inny sposób? Z pewnością nie dlatego, że Mendelejew tak chciał. Numer seryjny każdego pierwiastka w tabeli wskazuje, ile protonów znajduje się w jądrze atomu tego pierwiastka. Innymi słowy, żelazo ma w tabeli numer 26, ponieważ w atomie żelaza znajduje się 26 protonów. A jeśli nie ma ich 26, to nie jest to już żelazo.

Jednak w jądrach tego samego pierwiastka może znajdować się różna liczba neutronów, co oznacza, że ​​masy jąder mogą być różne. Atomy tego samego pierwiastka o różnych masach nazywane są izotopami. Uran ma kilka takich izotopów: najpowszechniejszym w przyrodzie jest uran-238 (jego jądro ma 92 protony i 146 neutronów, łącznie 238). Jest radioaktywny, ale nie można z niego zrobić bomby atomowej. Ale izotop uranu-235, którego niewielka ilość znajduje się w rudach uranu, nadaje się na ładunek jądrowy.

Czytelnik mógł spotkać się z wyrażeniami „uran wzbogacony” i „uran zubożony”. Wzbogacony uran zawiera więcej uranu-235 niż uran naturalny; w stanie wyczerpanym odpowiednio mniej. Wzbogacony uran można wykorzystać do produkcji plutonu, kolejnego pierwiastka odpowiedniego do bomby atomowej (prawie nigdy nie występuje on w przyrodzie). Sposób wzbogacania uranu i otrzymywania z niego plutonu to temat na osobną dyskusję.

Dlaczego więc wybucha bomba atomowa? Faktem jest, że niektóre ciężkie jądra mają tendencję do rozpadu, jeśli zostaną uderzone przez neutron. I nie będziesz musiał długo czekać na wolny neutron – jest ich mnóstwo. Zatem taki neutron uderza w jądro uranu-235 i w ten sposób rozbija je na „fragmenty”. To uwalnia jeszcze kilka neutronów. Czy potrafisz zgadnąć, co się stanie, jeśli wokół znajdą się jądra tego samego pierwiastka? Zgadza się, nastąpi reakcja łańcuchowa. Tak to się dzieje.

W reaktor jądrowy, gdzie uran-235 jest „rozpuszczony” w bardziej stabilnym uranie-238, w normalnych warunkach eksplozja nie następuje. Większość neutronów wylatujących z rozpadających się jąder odlatuje do mleka, nie znajdując jąder uranu-235. W reaktorze rozpad jąder zachodzi „powoli” (ale to wystarczy, aby reaktor dostarczył energię). W pojedynczym kawałku uranu-235, jeśli ma on wystarczającą masę, neutrony z pewnością rozbiją jądra, reakcja łańcuchowa rozpocznie się w postaci lawiny i... Stop! W końcu, jeśli zrobisz kawałek uranu-235 lub plutonu o masie wymaganej do eksplozji, natychmiast eksploduje. Nie o to chodzi.

A co jeśli weźmiesz dwa kawałki masy podkrytycznej i przyciśniesz je do siebie za pomocą zdalnie sterowanego mechanizmu? Przykładowo umieść oba w tubie i do jednego podłącz ładunek prochowy, tak aby w odpowiednim momencie jeden kawałek niczym pocisk został wystrzelony w drugi. Oto rozwiązanie problemu.

Można to zrobić inaczej: wziąć kulisty kawałek plutonu i przyczepić ładunki wybuchowe na całej jego powierzchni. Kiedy te ładunki zdetonują na polecenie z zewnątrz, ich eksplozja skompresuje pluton ze wszystkich stron, sprasuje go do gęstości krytycznej i nastąpi reakcja łańcuchowa. Ważna jest tu jednak dokładność i niezawodność: wszystkie ładunki wybuchowe muszą wybuchnąć w tym samym czasie. Jeśli niektóre z nich zadziałają, a inne nie lub niektóre zadziałają z opóźnieniem, nie nastąpi wybuch jądrowy: pluton nie zostanie sprężony do masy krytycznej, ale rozproszy się w powietrzu. Zamiast bomby nuklearnej otrzymasz tzw. „brudną”.

Tak wygląda bomba atomowa typu implozja. Ładunki, które mają wywołać ukierunkowaną eksplozję, wykonane są w formie wielościanów, aby jak najściślej pokryć powierzchnię kuli plutonu.

Pierwszy typ urządzenia nazwano urządzeniem armatnim, drugi typ - urządzeniem implozyjnym.
Bomba „Little Boy” zrzucona na Hiroszimę miała ładunek uranu-235 i urządzenie typu armatniego. Bomba Grubas, zdetonowana nad Nagasaki, zawierała ładunek plutonu, a urządzeniem wybuchowym była implozja. Obecnie urządzenia typu pistoletowego prawie w ogóle nie są używane; implozyjne są bardziej skomplikowane, ale jednocześnie pozwalają regulować masę ładunku jądrowego i wydawać ją bardziej racjonalnie. A pluton zastąpił uran-235 jako materiał wybuchowy jądrowy.

Minęło sporo lat, a fizycy zaoferowali wojsku jeszcze potężniejszą bombę - bombę termojądrową lub, jak to się nazywa, bombę wodorową. Okazuje się, że wodór eksploduje silniej niż pluton?

Wodór rzeczywiście jest materiałem wybuchowym, ale nie aż tak. Jednak w bombie wodorowej nie ma „zwykłego” wodoru, wykorzystuje się jego izotopy - deuter i tryt. Jądro „zwykłego” wodoru ma jeden neutron, deuter ma dwa, a tryt trzy.

W bombie atomowej jądra ciężkiego pierwiastka dzielą się na jądra lżejszych. Podczas syntezy termojądrowej zachodzi proces odwrotny: lekkie jądra łączą się ze sobą w cięższe. Na przykład jądra deuteru i trytu łączą się, tworząc jądra helu (znane również jako cząstki alfa), a „dodatkowy” neutron jest wysyłany w „swobodny lot”. Uwalnia to znacznie więcej energii niż podczas rozpadu jąder plutonu. Nawiasem mówiąc, jest to dokładnie proces, który zachodzi na Słońcu.

Jednak reakcja termojądrowa jest możliwa tylko w bardzo wysokich temperaturach (dlatego nazywa się ją termojądrową). Jak wywołać reakcję deuteru i trytu? Tak, to bardzo proste: musisz użyć bomby atomowej jako detonatora!

Ponieważ deuter i tryt same w sobie są stabilne, ich ładunek w bombie termojądrowej może być dowolnie duży. Oznacza to, że bombę termojądrową można wykonać nieporównywalnie potężniejszą niż „prosta” bomba nuklearna. „Dziecko” zrzucone na Hiroszimę miało ekwiwalent TNT wynoszący około 18 kiloton, a najpotężniejszy Bomba wodorowa(tzw. „Car Bomba”, zwana także „Matką Kuzki”) – już 58,6 megaton, ponad 3255 razy większa od „Dziecka”!


Chmura „grzybowa” z Car Bomby wzniosła się na wysokość 67 kilometrów, a fala uderzeniowa okrążyła kulę ziemską trzykrotnie.

Jednak tak gigantyczna moc jest wyraźnie przesadzona. Po „wystarczającej zabawie” bombami megatonowymi inżynierowie wojskowi i fizycy wybrali inną ścieżkę - ścieżkę miniaturyzacji broni nuklearnej. W swojej konwencjonalnej formie broń nuklearna może być zrzucana z bombowców strategicznych, np. bomb powietrznych, lub wystrzeliwana z rakiet balistycznych; jeśli je zminiaturyzujesz, otrzymasz zwarty ładunek nuklearny, który nie zniszczy wszystkiego w promieniu kilometrów, a który można umieścić na pocisku artyleryjskim lub rakiecie powietrze-ziemia. Wzrośnie mobilność i poszerzy się zakres zadań do rozwiązania. Oprócz strategicznej broni nuklearnej otrzymamy taktyczną.

W przypadku taktycznej broni nuklearnej jak najbardziej różne środki dostawa - działa nuklearne, moździerze, karabiny bezodrzutowe (na przykład amerykański Davy Crockett). ZSRR miał nawet projekt pocisku nuklearnego. To prawda, trzeba było z tego zrezygnować - kule nuklearne były tak zawodne, tak skomplikowane i drogie w produkcji i przechowywaniu, że nie miały sensu.

„Davy’ego Crocketta.” Wiele z tej broni nuklearnej znajdowało się na wyposażeniu Sił Zbrojnych Stanów Zjednoczonych, a Minister Obrony Niemiec Zachodnich bezskutecznie próbował uzbroić w nią Bundeswehrę.

Mówiąc o małej broni nuklearnej, warto wspomnieć o innym rodzaju broni nuklearnej - bombie neutronowej. Ładunek plutonu jest niewielki, ale nie jest to konieczne. Jeśli bomba termojądrowa podąża ścieżką zwiększającą siłę eksplozji, wówczas bomba neutronowa opiera się na innym szkodliwym czynniku - promieniowaniu. Aby zwiększyć promieniowanie, bomba neutronowa zawiera zapas izotopu berylu, który po wybuchu wytwarza ogromną liczbę szybkich neutronów.

Według jej twórców bomba neutronowa powinna zabić personel wroga, ale pozostawić nienaruszony sprzęt, który można następnie przejąć podczas ofensywy. W praktyce okazało się nieco inaczej: napromieniowany sprzęt staje się bezużyteczny - każdy, kto odważy się go pilotować, już wkrótce „zarobi” na chorobę popromienną. Nie zmienia to faktu, że eksplozja bomby neutronowej jest w stanie trafić przeciwnika przez pancerz czołgu; Amunicja neutronowa została opracowana przez Stany Zjednoczone specjalnie jako broń przeciwko sowieckim formacjom czołgów. Jednak wkrótce opracowano pancerz czołgu, który zapewniał pewnego rodzaju ochronę przed przepływem szybkich neutronów.

Inny rodzaj broni nuklearnej wynaleziono w 1950 r., ale nigdy (o ile wiadomo) nie wyprodukowano. Jest to tak zwana bomba kobaltowa - ładunek nuklearny z powłoką kobaltową. Podczas eksplozji kobalt napromieniowany strumieniem neutronów staje się niezwykle radioaktywnym izotopem i rozprzestrzenia się po całym obszarze, zanieczyszczając go. Tylko jedna taka bomba o wystarczającej mocy mogłaby pokryć kobaltem cały glob i zniszczyć całą ludzkość. Na szczęście ten projekt pozostał projektem.

Co możemy powiedzieć na zakończenie? Bomba atomowa jest naprawdę straszliwą bronią, a jednocześnie (co za paradoks!) pomogła w utrzymaniu względnego pokoju między mocarstwami. Jeśli twój wróg ma broń nuklearną, pomyślisz dziesięć razy, zanim go zaatakujesz. Żaden kraj posiadający arsenał nuklearny nie został nigdy zaatakowany z zewnątrz, a od 1945 roku nie było żadnych wojen między głównymi państwami na świecie. Miejmy nadzieję, że ich nie będzie.

Jest to jeden z najbardziej niesamowitych, tajemniczych i strasznych procesów. Zasada działania broni nuklearnej opiera się na reakcji łańcuchowej. Jest to proces, którego sam postęp inicjuje jego kontynuację. Zasada działania bomby wodorowej opiera się na syntezie termojądrowej.

Bomba atomowa

Jądra niektórych izotopów pierwiastków promieniotwórczych (pluton, kaliforn, uran i inne) są zdolne do rozpadu podczas wychwytywania neutronu. Następnie uwalniane są dwa lub trzy kolejne neutrony. Zniszczenie jądra jednego atomu w idealnych warunkach może prowadzić do rozpadu dwóch lub trzech kolejnych, co z kolei może zainicjować inne atomy. I tak dalej. Następuje lawinowy proces niszczenia coraz większej liczby jąder, uwalniając gigantyczną ilość energii potrzebnej do rozerwania wiązań atomowych. Podczas eksplozji w niezwykle krótkim czasie uwalniana jest ogromna energia. Dzieje się to w pewnym momencie. Dlatego eksplozja bomby atomowej jest tak potężna i niszczycielska.

Aby zainicjować reakcję łańcuchową, ilość substancji radioaktywnej musi przekroczyć masę krytyczną. Oczywiście musisz wziąć kilka części uranu lub plutonu i połączyć je w jedną. Jednak to nie wystarczy, aby spowodować eksplozję bomby atomowej, ponieważ reakcja zatrzyma się, zanim uwolniona zostanie wystarczająca ilość energii, lub proces będzie przebiegał powoli. Aby osiągnąć sukces, należy nie tylko przekroczyć masę krytyczną substancji, ale zrobić to w niezwykle krótkim czasie. Najlepiej użyć kilku, osiąga się to poprzez użycie innych i naprzemiennie szybkich i wolnych materiałów wybuchowych.

Pierwszą próbę nuklearną przeprowadzono w lipcu 1945 roku w USA w pobliżu miasta Almogordo. W sierpniu tego samego roku Amerykanie użyli tej broni przeciwko Hiroszimie i Nagasaki. Wybuch bomby atomowej w mieście spowodował straszliwe zniszczenia i śmierć większości ludności. W ZSRR broń atomową stworzono i przetestowano w 1949 r.

Bomba wodorowa

Jest to broń o bardzo dużej niszczycielskiej sile. Zasada jego działania opiera się na syntezie cięższych jąder helu z lżejszych atomów wodoru. To uwalnia bardzo dużą ilość energii. Reakcja ta jest podobna do procesów zachodzących na Słońcu i innych gwiazdach. Fuzja termojądrowa najłatwiej zachodzi przy użyciu izotopów wodoru (trytu, deuteru) i litu.

Amerykanie przetestowali pierwszą głowicę wodorową w 1952 roku. We współczesnym rozumieniu tego urządzenia trudno nazwać bombą. Był to trzypiętrowy budynek wypełniony ciekłym deuterem. Do pierwszego wybuchu bomby wodorowej w ZSRR doszło sześć miesięcy później. Radziecka amunicja termojądrowa RDS-6 została zdetonowana w sierpniu 1953 roku w pobliżu Semipałatyńska. W 1961 roku ZSRR przetestował największą bombę wodorową o mocy 50 megaton (Car Bomba). Fala po eksplozji amunicji okrążyła planetę trzykrotnie.

Korea Północna grozi USA testami superpotężnych bomb wodorowych Pacyfik. Japonia, która może ucierpieć w wyniku testów, określiła plany Korei Północnej jako całkowicie nie do przyjęcia. Prezydenci Donald Trump i Kim Dzong-un kłócą się w wywiadach i rozmawiają o otwartym konflikcie zbrojnym. Dla tych, którzy nie rozumieją broni nuklearnej, ale chcą się o tym dowiedzieć, The Futurist przygotował przewodnik.

Jak działa broń nuklearna?

Podobnie jak zwykła laska dynamitu, bomba atomowa zużywa energię. Tylko, że nie jest on uwalniany podczas operacji pierwotnej Reakcja chemiczna, ale w złożonych procesach jądrowych. Istnieją dwa główne sposoby pozyskiwania energii jądrowej z atomu. W rozszczepienia jądrowego jądro atomu rozpada się na dwa mniejsze fragmenty wraz z neutronem. Fuzja nuklearna – proces, w którym Słońce wytwarza energię – polega na połączeniu dwóch mniejszych atomów w jeden większy. W każdym procesie rozszczepienia lub syntezy uwalniane są duże ilości energii cieplnej i promieniowania. W zależności od tego, czy stosuje się rozszczepienie jądrowe, czy syntezę jądrową, bomby dzielą się na nuklearny (atomowy) I termojądrowy .

Czy możesz mi powiedzieć więcej o rozszczepieniu jądra atomowego?

Wybuch bomby atomowej nad Hiroszimą (1945)

Jak pamiętacie, atom składa się z trzech rodzajów cząstek subatomowych: protonów, neutronów i elektronów. Środek atomu, tzw rdzeń , składa się z protonów i neutronów. Protony są naładowane dodatnio, elektrony są naładowane ujemnie, a neutrony nie mają żadnego ładunku. Stosunek protonów do elektronów wynosi zawsze jeden do jednego, zatem atom jako całość ma ładunek obojętny. Na przykład atom węgla ma sześć protonów i sześć elektronów. Cząstki trzymają się razem dzięki fundamentalnej sile - silne oddziaływanie nuklearne .

Właściwości atomu mogą się znacznie zmieniać w zależności od tego, ile różnych cząstek zawiera. Jeśli zmienisz liczbę protonów, będziesz mieć inny pierwiastek chemiczny. Jeśli zmienisz liczbę neutronów, otrzymasz izotop ten sam element, który masz w rękach. Na przykład węgiel ma trzy izotopy: 1) węgiel-12 (sześć protonów + sześć neutronów), który jest stabilną i powszechną formą pierwiastka, 2) węgiel-13 (sześć protonów + siedem neutronów), który jest stabilny, ale rzadki oraz 3) węgiel -14 (sześć protonów + osiem neutronów), który jest rzadki i niestabilny (lub radioaktywny).

Większość jąder atomowych jest stabilna, ale niektóre są niestabilne (radioaktywne). Jądra te spontanicznie emitują cząstki, które naukowcy nazywają promieniowaniem. Proces ten nazywa się rozpad radioaktywny . Wyróżnia się trzy rodzaje rozpadu:

Rozpad alfa : Jądro emituje cząstkę alfa - dwa protony i dwa neutrony połączone razem. Rozpad beta : Neutron zamienia się w proton, elektron i antyneutrino. Wyrzucony elektron jest cząstką beta. Spontaniczne rozszczepienie: jądro rozpada się na kilka części i emituje neutrony, a także emituje impuls energii elektromagnetycznej - promień gamma. To właśnie ten ostatni rodzaj rozpadu wykorzystuje się w bombie atomowej. Rozpoczynają się wolne neutrony emitowane w wyniku rozszczepienia reakcja łańcuchowa , co uwalnia kolosalną ilość energii.

Z czego zrobione są bomby atomowe?

Mogą być wykonane z uranu-235 i plutonu-239. Uran występuje w przyrodzie jako mieszanina trzech izotopów: 238 U (99,2745% uranu naturalnego), 235 U (0,72%) i 234 U (0,0055%). Najpopularniejszy 238 U nie obsługuje reakcji łańcuchowej: jest do tego zdolny tylko 235 U. Aby osiągnąć maksymalną moc wybuchu, konieczne jest, aby zawartość 235 U w „wypełnieniu” bomby wynosiła co najmniej 80%. Dlatego uran jest produkowany sztucznie wzbogacać . W tym celu mieszaninę izotopów uranu dzieli się na dwie części, tak aby jedna z nich zawierała więcej niż 235 U.

Zazwyczaj separacja izotopów pozostawia po sobie dużo zubożonego uranu, który nie może przejść reakcji łańcuchowej — ale istnieje sposób, aby to zrobić. Faktem jest, że pluton-239 nie występuje w przyrodzie. Można go jednak uzyskać bombardując 238 U neutronami.

Jak mierzona jest ich moc?

​Moc ładunku jądrowego i termojądrowego mierzy się w ekwiwalencie TNT – ilości trinitrotoluenu, którą należy zdetonować, aby uzyskać podobny wynik. Mierzy się ją w kilotonach (kt) i megatonach (Mt). Wydajność ultramałej broni nuklearnej wynosi mniej niż 1 kt, podczas gdy superpotężne bomby dają ponad 1 t.

Moc radzieckiej „bomby carskiej” wynosiła, według różnych źródeł, od 57 do 58,6 megaton w przeliczeniu na trotyl, moc bomby termojądrowej, którą KRLD testowała na początku września, wynosiła około 100 kiloton.

Kto stworzył broń nuklearną?

Amerykański fizyk Robert Oppenheimer i generał Leslie Groves

W latach trzydziestych XX wieku włoski fizyk Enrico Fermi wykazało, że pierwiastki bombardowane przez neutrony można przekształcić w nowe pierwiastki. Efektem tej pracy było odkrycie powolne neutrony , a także odkrycie nowych elementów, które nie zostały przedstawione układ okresowy. Wkrótce po odkryciu Fermiego niemieccy naukowcy Otto Hahna I Fritza Strassmanna bombardował uran neutronami, w wyniku czego powstał radioaktywny izotop baru. Doszli do wniosku, że neutrony o małej prędkości powodują rozpad jądra uranu na dwie mniejsze części.

Ta praca poruszyła umysły całego świata. Na Uniwersytecie Princeton Nielsa Bohra pracować z Johna Wheelera opracować hipotetyczny model procesu rozszczepienia. Zasugerowali, że uran-235 ulega rozszczepieniu. Mniej więcej w tym samym czasie inni naukowcy odkryli, że w procesie rozszczepienia powstało jeszcze więcej neutronów. To skłoniło Bohra i Wheelera do zadania pytania ważne pytanie: Czy wolne neutrony powstałe w wyniku rozszczepienia mogą zapoczątkować reakcję łańcuchową, która uwolniłaby ogromne ilości energii? Jeśli tak jest, możliwe jest stworzenie broni o niewyobrażalnej mocy. Ich przypuszczenia potwierdził francuski fizyk Fryderyk Joliot-Curie . Jego wniosek stał się impulsem do rozwoju w tworzeniu broni nuklearnej.

Fizycy z Niemiec, Anglii, USA i Japonii pracowali nad stworzeniem broni atomowej. Przed wybuchem II wojny światowej Alberta Einsteina napisał do prezydenta USA Franklina Roosevelta że nazistowskie Niemcy planują oczyścić uran-235 i stworzyć bombę atomową. Teraz okazuje się, że Niemcy byli dalecy od reakcji łańcuchowej: pracowali nad „brudną”, silnie radioaktywną bombą. Tak czy inaczej, rząd USA dołożył wszelkich starań, aby jak najszybciej stworzyć bombę atomową. Uruchomiono Projekt Manhattan, kierowany przez amerykańskiego fizyka Roberta Oppenheimera i ogólne Lesliego Grovesa . Wzięli w nim udział wybitni naukowcy, którzy wyemigrowali z Europy. Do lata 1945 r. Stworzono broń atomową opartą na dwóch rodzajach materiałów rozszczepialnych - uranie-235 i plutonie-239. Jedna bomba, plutonowa „Thing”, została zdetonowana podczas testów, a dwie kolejne, uranowa „Baby” i plutonowa „Fat Man”, zrzucono na japońskie miasta Hiroszima i Nagasaki.

Jak działa bomba termojądrowa i kto ją wynalazł?

Bomba termojądrowa opiera się na reakcji fuzja nuklearna . W przeciwieństwie do rozszczepienia jądrowego, które może nastąpić samoistnie lub wymuszonym, synteza jądrowa nie jest możliwa bez dostarczenia energii zewnętrznej. Jądra atomowe są naładowane dodatnio - więc odpychają się. Sytuację tę nazywa się barierą Coulomba. Aby pokonać odpychanie, cząstki te muszą zostać rozpędzone do szalonych prędkości. Można tego dokonać w bardzo wysokich temperaturach – rzędu kilku milionów Kelvinów (stąd nazwa). Wyróżnia się trzy rodzaje reakcji termojądrowych: samopodtrzymujące (zachodzące w głębinach gwiazd), kontrolowane i niekontrolowane oraz wybuchowe - stosowane są w bombach wodorowych.

Pomysł bomby z syntezą termojądrową inicjowaną ładunkiem atomowym zaproponował swojemu koledze Enrico Fermi Edwarda Tellera już w 1941 roku, na samym początku Projektu Manhattan. Jednak pomysł ten nie był wówczas pożądany. Rozwój Tellera został poprawiony Stanisław Ulam , dzięki czemu pomysł bomby termojądrowej staje się wykonalny w praktyce. W 1952 roku podczas operacji Ivy Mike na atolu Enewetak przetestowano pierwszy termojądrowy ładunek wybuchowy. Była to jednak próbka laboratoryjna, nienadająca się do walki. Rok później związek Radziecki eksplodowała pierwsza na świecie bomba termojądrowa, zmontowana według projektu fizyków Andriej Sacharow I Julia Kharitona . Urządzenie przypominało tort, dlatego potężną broń nazwano „Puff”. W trakcie dalszego rozwoju narodziła się najpotężniejsza bomba na Ziemi, „Car Bomba”, czyli „Matka Kuzki”. W październiku 1961 roku został przetestowany na archipelagu Nowa Ziemia.

Z czego wykonane są bomby termojądrowe?

Jeśli tak myślałeś wodór i bomby termojądrowe to dwie różne rzeczy, myliłeś się. Te słowa są synonimami. To wodór (a raczej jego izotopy - deuter i tryt) jest wymagany do przeprowadzenia termo reakcja nuklearna. Jest jednak pewna trudność: aby zdetonować bombę wodorową, należy najpierw uzyskać wysoką temperaturę podczas konwencjonalnego wybuchu jądrowego – dopiero wtedy jądra atomowe zaczną reagować. Dlatego w przypadku bomby termojądrowej dużą rolę odgrywa konstrukcja.

Powszechnie znane są dwa schematy. Pierwszym z nich jest „ciasto francuskie” Sacharowa. Pośrodku znajdował się detonator jądrowy, który był otoczony warstwami deuterku litu zmieszanego z trytem, ​​przeplatanych warstwami wzbogaconego uranu. Taka konstrukcja umożliwiła osiągnięcie mocy w granicach 1 Mt. Drugi to amerykański schemat Tellera-Ulama, w którym bomba atomowa i izotopy wodoru znajdowały się osobno. Wyglądało to tak: poniżej znajdował się pojemnik z mieszaniną ciekłego deuteru i trytu, w środku którego znajdowała się „świeca zapłonowa” - pręt plutonowy, a na górze zwykły ładunek jądrowy, a wszystko to w skorupa ciężkiego metalu(na przykład zubożony uran). Szybkie neutrony powstałe podczas eksplozji powodują reakcje rozszczepienia atomu w powłoce uranu i dodają energię do całkowitej energii eksplozji. Dodanie dodatkowych warstw deuterku litowo-uranu-238 umożliwia tworzenie pocisków o nieograniczonej mocy. W 1953 radziecki fizyk Wiktor Dawidenko przypadkowo powtórzył pomysł Tellera-Ulama i na jego podstawie Sacharow wymyślił wieloetapowy plan, który umożliwił stworzenie broni o niespotykanej mocy. „Matka Kuzki” działała dokładnie według tego schematu.

Jakie są inne bomby?

Są też neutronowe, ale generalnie jest to przerażające. Zasadniczo bomba neutronowa jest bombą termojądrową o małej mocy, której 80% energii wybuchu stanowi promieniowanie (promieniowanie neutronowe). Wygląda jak zwykły ładunek jądrowy małej mocy, do którego dodano blok z izotopem berylu, będącym źródłem neutronów. Kiedy ładunek jądrowy eksploduje, wyzwalana jest reakcja termojądrowa. Ten typ broni opracował amerykański fizyk Samuela Cohena . Uważano, że broń neutronowa niszczy wszystkie żywe istoty, nawet w schronach, ale zasięg zniszczenia takiej broni jest niewielki, ponieważ atmosfera rozprasza strumienie szybkich neutronów, a fala uderzeniowa jest silniejsza na dużych odległościach.

A co z bombą kobaltową?

Nie, synu, to jest fantastyczne. Oficjalnie żaden kraj nie ma bomb kobaltowych. Teoretycznie jest to bomba termojądrowa z powłoką kobaltową, która zapewnia silne skażenie radioaktywne terenu nawet przy stosunkowo słabym wybuchu nuklearnym. 510 ton kobaltu może zainfekować całą powierzchnię Ziemi i zniszczyć całe życie na planecie. Fizyk Leon Szilard , który opisał ten hipotetyczny projekt w 1950 roku, nazwał go „Maszyną Zagłady”.

Co jest fajniejsze: bomba atomowa czy termojądrowa?

Pełnowymiarowy model „Cara Bomby”

Bomba wodorowa jest znacznie bardziej zaawansowana i zaawansowana technologicznie niż bomba atomowa. Jego siła wybuchowa znacznie przewyższa siłę atomową i jest ograniczona jedynie liczbą dostępnych komponentów. W reakcji termojądrowej na każdy nukleon (tzw. jądra składowe, protony i neutrony) uwalnia się znacznie więcej energii niż w reakcji jądrowej. Na przykład rozszczepienie jądra uranu wytwarza 0,9 MeV (megaelektronowolt) na nukleon, a fuzja jądra helu z jąder wodoru uwalnia energię 6 MeV.

Jak bomby dostarczaćdo celu?

Początkowo zrzucano je z samolotów, jednak systemy obrony powietrznej były stale udoskonalane, a dostarczanie broni nuklearnej w ten sposób okazało się nierozsądne. Wraz ze wzrostem produkcji rakiet wszelkie prawa do dostarczania broni nuklearnej zostały przeniesione na rakiety balistyczne i manewrujące różnych baz. Dlatego bomba nie oznacza teraz bomby, ale głowicę bojową.

Uważa się, że północnokoreańska bomba wodorowa jest zbyt duża, aby można ją było zamontować na rakiecie – dlatego jeśli KRLD zdecyduje się zrealizować groźbę, zostanie przetransportowana statkiem na miejsce eksplozji.

Jakie są skutki wojny nuklearnej?

Hiroszima i Nagasaki są sprawiedliwe mała część możliwa apokalipsa. Znana jest na przykład hipoteza „zimy nuklearnej”, wysunięta przez amerykańskiego astrofizyka Carla Sagana i radzieckiego geofizyka Georgija Golicyna. Zakłada się, że eksplozja kilku głowic nuklearnych (nie na pustyni czy w wodzie, ale na obszarach zaludnionych) spowoduje wiele pożarów, a do atmosfery przedostanie się duża ilość dymu i sadzy, co doprowadzi do globalnego ochłodzenia. Hipoteza jest krytykowana poprzez porównanie efektu z aktywność wulkaniczna, co ma niewielki wpływ na klimat. Ponadto część naukowców zauważa, że ​​bardziej prawdopodobne jest globalne ocieplenie niż ochłodzenie – choć obie strony mają nadzieję, że nigdy się tego nie dowiemy.

Czy broń nuklearna jest dozwolona?

Po wyścigu zbrojeń w XX wieku kraje opamiętały się i postanowiły ograniczyć użycie broni nuklearnej. ONZ przyjęła traktaty o nierozprzestrzenianiu broni nuklearnej i zakazie prób nuklearnych (ten ostatni nie został podpisany przez młode potęgi nuklearne Indie, Pakistan i KRLD). W lipcu 2017 r. przyjęto nowy traktat o zakazie broni jądrowej.

„Każde Państwo-Strona zobowiązuje się, że nigdy, pod żadnym pozorem nie będzie opracowywać, testować, produkować, wytwarzać, nabywać, posiadać ani gromadzić broni nuklearnej lub innych nuklearnych urządzeń wybuchowych” – stwierdza pierwszy artykuł traktatu.

Dokument wejdzie jednak w życie dopiero, gdy ratyfikuje go 50 państw.

Setki tysięcy znanych i zapomnianych rusznikarzy starożytności walczyło w poszukiwaniu idealnej broni, zdolnej do odparowania armii wroga jednym kliknięciem. Od czasu do czasu ślady tych poszukiwań można odnaleźć w baśniach, które mniej lub bardziej przekonująco opisują cudowny miecz lub łuk, który trafia bez chybienia.

Na szczęście postęp technologiczny przez długi czas postępował tak wolno, że prawdziwe ucieleśnienie niszczycielskiej broni pozostało w snach i ustnych opowieściach, a później na kartach książek. Skok naukowy i technologiczny XIX wieku stworzył warunki do powstania głównej fobii XX wieku. Bomba atomowa, stworzona i przetestowana w rzeczywistych warunkach, zrewolucjonizowała zarówno sprawy wojskowe, jak i polityczne.

Historia tworzenia broni

Przez długi czas wierzono, że najpotężniejszą broń można stworzyć jedynie przy użyciu materiałów wybuchowych. Odkrycia naukowców, którzy pracowali z najmniejszymi cząsteczkami, dostarczyły naukowych dowodów na to, że z pomocą cząstki elementarne można wygenerować ogromną energię. Pierwszym z szeregu badaczy można nazwać Becquerela, który w 1896 roku odkrył radioaktywność soli uranu.

Sam uran był znany od 1786 roku, ale wówczas nikt nie podejrzewał jego radioaktywności. Prace naukowców nad przełomie XIX i XX wieku i XX wieki okazały się nie tylko wyjątkowe właściwości fizyczne, ale także możliwość pozyskiwania energii z substancji radioaktywnych.

Możliwość wytwarzania broni na bazie uranu została po raz pierwszy szczegółowo opisana, opublikowana i opatentowana przez francuskich fizyków Joliot-Curies w 1939 roku.

Pomimo jego wartości dla broni, sami naukowcy stanowczo sprzeciwiali się stworzeniu tak niszczycielskiej broni.

Po przejściu II wojny światowej w ruchu oporu, w latach pięćdziesiątych małżeństwo (Fryderyk i Irena), zdając sobie sprawę z niszczycielskiej siły wojny, opowiadało się za powszechnym rozbrojeniem. Wspierają ich Niels Bohr, Albert Einstein i inni wybitni fizycy tamtych czasów.

Tymczasem, gdy Joliot-Curies zajęci byli problemem nazistów w Paryżu, po drugiej stronie planety, w Ameryce, opracowywano pierwszy na świecie ładunek nuklearny. Kierujący pracami Robert Oppenheimer otrzymał najszersze uprawnienia i ogromne zasoby. Koniec 1941 roku był początkiem Projektu Manhattan, który ostatecznie doprowadził do stworzenia pierwszej bojowej głowicy nuklearnej.

W mieście Los Alamos w Nowym Meksyku powstały pierwsze zakłady produkcyjne uranu do celów wojskowych. W przyszłości to samo ośrodków nuklearnych pojawiają się na terenie całego kraju, m.in. w Chicago, w Oak Ridge w stanie Tennessee, a badania prowadzono w Kalifornii. Do stworzenia bomby wrzucono najlepsze siły profesorów amerykańskich uniwersytetów, a także fizyków, którzy uciekli z Niemiec.

W samej „Trzeciej Rzeszy” w charakterystyczny dla Führera sposób rozpoczęto prace nad stworzeniem nowego rodzaju broni.

Ponieważ „Besnovaty” bardziej interesował się czołgami i samolotami, a im więcej, tym lepiej, nie widział dużej potrzeby nowej cudownej bomby.

W związku z tym projekty nie wspierane przez Hitlera posuwały się w najlepszym razie w ślimaczym tempie.

Kiedy zrobiło się gorąco i okazało się, że czołgi i samoloty zostały pochłonięte przez front wschodni, nowa cudowna broń otrzymała wsparcie. Ale było już za późno, w warunkach bombardowań i ciągłego strachu przed klinami sowieckich czołgów nie było możliwe stworzenie urządzenia z elementem nuklearnym.

Związek Radziecki był bardziej uważny na możliwość stworzenia nowego rodzaju niszczycielskiej broni. W okresie przedwojennym fizycy gromadzili i utrwalali ogólną wiedzę na temat energetyki jądrowej i możliwości wytworzenia broni jądrowej. Wywiad pracował intensywnie przez cały okres tworzenia bomby atomowej zarówno w ZSRR, jak i w USA. Wojna odegrała znaczącą rolę w spowolnieniu tempa rozwoju, ponieważ ogromne zasoby powędrowały na front.

To prawda, że ​​akademik Igor Wasiljewicz Kurczatow ze swoją charakterystyczną wytrwałością promował pracę wszystkich podległych mu wydziałów w tym kierunku. Patrząc trochę w przyszłość, to właśnie on otrzyma zadanie przyspieszenia rozwoju broni w obliczu groźby amerykańskiego uderzenia na miasta ZSRR. To on, stojący w żwirze ogromnej machiny setek i tysięcy naukowców i robotników, otrzyma honorowy tytuł ojca radzieckiej bomby atomowej.

Pierwsze na świecie testy

Wróćmy jednak do amerykańskiego programu nuklearnego. Latem 1945 roku amerykańskim naukowcom udało się stworzyć pierwszą na świecie bombę atomową. Każdy chłopiec, który sam zrobił lub kupił w sklepie potężną petardę, doświadcza niezwykłej męki, chcąc ją jak najszybciej wysadzić. W 1945 roku setki amerykańskich żołnierzy i naukowców doświadczyło tego samego.

16 czerwca 1945 roku na pustyni Alamogordo w Nowym Meksyku miał miejsce pierwszy w historii test broni nuklearnej i jedna z najpotężniejszych eksplozji w historii.

Naoczni świadkowie obserwujący eksplozję z bunkra byli zdumieni siłą, z jaką ładunek eksplodował na szczycie 30-metrowej stalowej wieży. Początkowo wszystko było zalane światłem, kilkakrotnie silniejszym od słońca. Następnie kula ognia wzniosła się w niebo, zamieniając się w kolumnę dymu, która przybrała kształt słynnego grzyba.

Gdy tylko opadł kurz, badacze i twórcy bomb rzucili się na miejsce eksplozji. Obserwowali następstwa z inkrustowanych ołowiem czołgów Sherman. To, co zobaczyli, zadziwiło ich, żadna broń nie była w stanie wyrządzić takich szkód. W niektórych miejscach piasek stopił się i zmienił w szkło.

Znaleziono także drobne pozostałości wieży, w kraterze o ogromnej średnicy okaleczone i zmiażdżone konstrukcje wyraźnie ilustrowały niszczycielską moc.

Czynniki szkodliwe

Eksplozja ta dostarczyła pierwszych informacji o sile nowej broni, o tym, czego może ona użyć do zniszczenia wroga. Jest to kilka czynników:

• promieniowanie świetlne, błysk, mogące oślepić nawet chronione narządy wzroku;
• fala uderzeniowa, gęsty strumień powietrza napływający z centrum, niszczący większość budynków;
• impuls elektromagnetyczny, który wyłącza większość sprzętu i nie pozwala na korzystanie z komunikacji po raz pierwszy po eksplozji;
• przede wszystkim promieniowanie przenikliwe niebezpieczny czynnik dla tych, którzy schronili się przed innymi szkodliwymi czynnikami, dzieli się je na napromieniowanie alfa-beta-gamma;
• skażenie radioaktywne, które może negatywnie wpłynąć na zdrowie i życie przez dziesiątki, a nawet setki lat.

Dalsze użycie broni nuklearnej, w tym w walce, pokazało wszystkie osobliwości jej wpływu na żywe organizmy i przyrodę. 6 sierpnia 1945 r. był ostatnim dniem dla dziesiątek tysięcy mieszkańców małego miasta Hiroszima, znanego wówczas z kilku ważnych obiektów wojskowych.

Wynik wojny na Pacyfiku był przesądzony, ale Pentagon uważał, że operacja na japońskim archipelagu będzie kosztować życie ponad miliona amerykańskich żołnierzy piechoty morskiej. Postanowiono upiec kilka ptaków na jednym ogniu, wyciągnąć Japonię z wojny, oszczędzając na operacji desantowej, przetestować nową broń i ogłosić ją całemu światu, a przede wszystkim ZSRR.

O pierwszej w nocy samolot z bombą atomową „Baby” wystartował z misją.

Bomba zrzucona nad miastem eksplodowała na wysokości około 600 metrów o godzinie 8:15. Wszystkie budynki znajdujące się w odległości 800 metrów od epicentrum zostały zniszczone. Przetrwały ściany tylko kilku budynków, które zostały zaprojektowane tak, aby wytrzymać trzęsienie ziemi o sile 9 w skali Richtera.

Z dziesięciu osób, które w momencie wybuchu bomby znajdowały się w promieniu 600 metrów, tylko jedna mogła przeżyć. Promieniowanie świetlne zamieniało ludzi w węgiel, pozostawiając na kamieniu cienie, ciemny ślad miejsca, w którym znajdowała się dana osoba. Powstała fala uderzeniowa była tak silna, że ​​mogła rozbić szkło w odległości 19 kilometrów od miejsca eksplozji.

Jeden z nastolatków został wyrzucony z domu przez okno przez gęsty strumień powietrza, a po wylądowaniu facet zobaczył, że ściany domu składają się jak karty. Po fali uderzeniowej nastąpiło tornado pożarowe, niszcząc tych nielicznych mieszkańców, którzy przeżyli eksplozję i nie zdążyli opuścić strefy pożaru. Osoby znajdujące się w odległości od wybuchu zaczęły odczuwać silne złe samopoczucie, którego przyczyna była początkowo niejasna dla lekarzy.

Znacznie później, kilka tygodni później, ogłoszono termin „zatrucie popromienne”, obecnie znany jako choroba popromienna.

Ofiarami tylko jednej bomby było ponad 280 tysięcy osób, zarówno bezpośrednio w wyniku eksplozji, jak i w wyniku kolejnych chorób.

Na tym nie zakończyło się bombardowanie Japonii bronią nuklearną. Zgodnie z planem miało zostać trafionych tylko cztery do sześciu miast, ale warunki pogodowe pozwoliły tylko na trafienie w Nagasaki. W tym mieście ofiarami bomby Grubas było ponad 150 tysięcy osób.

Obietnice rządu amerykańskiego dotyczące przeprowadzania takich ataków do czasu kapitulacji Japonii doprowadziły do ​​zawieszenia broni, a następnie podpisania porozumienia kończącego II wojnę światową. Ale w przypadku broni nuklearnej był to dopiero początek.

Najpotężniejsza bomba na świecie

Okres powojenny upłynął pod znakiem konfrontacji bloku ZSRR i jego sojuszników z USA i NATO. W latach czterdziestych Amerykanie poważnie rozważali możliwość uderzenia w Związek Radziecki. Aby powstrzymać byłego sojusznika, należało przyspieszyć prace nad stworzeniem bomby i już w 1949 r., 29 sierpnia, skończył się monopol USA na broń nuklearną. Podczas wyścigu zbrojeń największą uwagę zasługują na dwie próby nuklearne.

Atol Bikini, znany przede wszystkim z frywolnych strojów kąpielowych, dosłownie zrobił furorę na całym świecie w 1954 roku dzięki testowaniu szczególnie potężnego ładunku nuklearnego.

Amerykanie, decydując się na przetestowanie nowej konstrukcji broni atomowej, nie obliczyli ładunku. W rezultacie eksplozja była 2,5 razy silniejsza niż planowano. Atakowano mieszkańców pobliskich wysp, a także wszechobecnych japońskich rybaków.

Ale to nie była najpotężniejsza amerykańska bomba. W 1960 roku oddano do użytku bombę atomową B41, która jednak ze względu na swoją moc nigdy nie przeszła pełnych testów. Siłę ładunku obliczono teoretycznie, w obawie przed eksplozją tak niebezpiecznej broni na poligonie.

Związek Radziecki, który lubił być pierwszy we wszystkim, doświadczył w 1961 roku, inaczej zwanego „matką Kuzki”.

W odpowiedzi na szantaż nuklearny Ameryki radzieccy naukowcy stworzyli najpotężniejszą bombę na świecie. Testowany na Nowej Ziemi, pozostawił ślad w niemal wszystkich zakątkach globu. Według wspomnień, w chwili eksplozji w najbardziej odległych zakątkach odczuwalne było lekkie trzęsienie ziemi.

Fala uderzeniowa, oczywiście, utraciwszy całą swoją niszczycielską moc, była w stanie okrążyć Ziemię. Do chwili obecnej jest to najpotężniejsza bomba atomowa na świecie stworzona i przetestowana przez ludzkość. Oczywiście, gdyby miał wolne ręce, bomba atomowa Kim Dzong-una byłaby potężniejsza, ale on nie ma Nowej Ziemi, aby ją przetestować.

Urządzenie do bomby atomowej

Rozważmy bardzo prymitywne, wyłącznie do zrozumienia, urządzenie bomby atomowej. Istnieje wiele klas bomb atomowych, ale rozważmy trzy główne:

• uran na bazie uranu 235 eksplodował po raz pierwszy nad Hiroszimą;
• pluton na bazie plutonu 239 eksplodował po raz pierwszy nad Nagasaki;
• termojądrowy, czasami nazywany wodorem, oparty na ciężkiej wodzie z deuterem i trytem, ​​na szczęście nie stosowany przeciwko ludności.

Pierwsze dwie bomby opierają się na efekcie rozszczepienia ciężkich jąder na mniejsze w wyniku niekontrolowanej reakcji jądrowej, uwalniając ogromna ilość energia. Trzeci polega na fuzji jąder wodoru (a raczej jego izotopów deuteru i trytu) z utworzeniem helu, który jest cięższy w stosunku do wodoru. Przy tej samej masie bomby niszczycielski potencjał bomby wodorowej jest 20 razy większy.

Jeśli dla uranu i plutonu wystarczy zgromadzić masę większą od krytycznej (przy której rozpoczyna się reakcja łańcuchowa), to dla wodoru to nie wystarczy.

Aby niezawodnie połączyć kilka kawałków uranu w jeden, stosuje się efekt armaty, w którym mniejsze kawałki uranu są wstrzeliwane w większe. Można również użyć prochu, ale dla niezawodności stosuje się materiały wybuchowe o małej mocy.

W bombie plutonowej, aby stworzyć warunki niezbędne do reakcji łańcuchowej, wokół wlewków zawierających pluton umieszcza się materiały wybuchowe. Ze względu na efekt kumulacji, a także inicjator neutronów umieszczony w samym środku (beryl z kilkoma miligramami polonu) niezbędne warunki zostają osiągnięte.

Posiada ładunek główny, który nie może sam eksplodować, oraz zapalnik. Aby stworzyć warunki do stopienia jąder deuteru i trytu, potrzebujemy niewyobrażalnych ciśnień i temperatur w przynajmniej jednym punkcie. Następnie nastąpi reakcja łańcuchowa.

Aby uzyskać takie parametry, bomba zawiera konwencjonalny, ale małej mocy, ładunek jądrowy, który jest zapalnikiem. Jego detonacja stwarza warunki do rozpoczęcia reakcji termojądrowej.

Do oszacowania mocy bomby atomowej stosuje się tzw. „równoważnik trotylu”. Eksplozja to wyzwolenie energii, najsłynniejszym materiałem wybuchowym na świecie jest TNT (TNT – trinitrotoluen) i z nim utożsamiane są wszystkie nowe rodzaje materiałów wybuchowych. Bomba „Baby” – 13 kiloton trotylu. To równowartość 13 000.

Bomba „Fat Man” – 21 kiloton, „Car Bomba” – 58 megaton trotylu. Aż strach pomyśleć o 58 milionach ton materiałów wybuchowych skupionych w masie 26,5 tony – tyle waży ta bomba.

Niebezpieczeństwo wojny nuklearnej i katastrof nuklearnych

Pojawiające się w środku straszna wojna XX wieku broń nuklearna stała się największym zagrożeniem dla ludzkości. Zaraz po II wojnie światowej rozpoczęła się zimna wojna, która kilkakrotnie przerodziła się niemal w pełnoprawny konflikt nuklearny. Dyskusja na temat zagrożenia użyciem bomb i rakiet nuklearnych przez co najmniej jedną stronę zaczęła się już w latach pięćdziesiątych XX wieku.

Wszyscy zrozumieli i rozumieją, że w tej wojnie nie może być zwycięzców.

Wielu naukowców i polityków podejmowało i nadal podejmuje wysiłki, aby go powstrzymać. University of Chicago, korzystając z opinii zaproszonych naukowców zajmujących się energią nuklearną, m.in Laureaci Nobla, ustawia Zegar Zagłady na kilka minut przed północą. Północ oznacza kataklizm nuklearny, początek nowej wojny światowej i zniszczenie starego świata. W różne lata Wskazówki zegara wahały się od 17 do 2 minut do północy.

Znanych jest także kilka poważnych awarii, które miały miejsce w elektrowniach jądrowych. Katastrofy te mają pośredni związek z bronią, elektrownie jądrowe wciąż różnią się od bomb atomowych, ale doskonale pokazują skutki wykorzystania atomu do celów wojskowych. Największy z nich:

• 1957, wypadek w Kyshtym, w wyniku awarii systemu magazynowania w pobliżu Kyshtym nastąpiła eksplozja;
• 1957, Wielka Brytania, w północno-zachodniej Anglii, nie przeprowadzono kontroli bezpieczeństwa;
• 1979, USA, w wyniku przedwcześnie wykrytego wycieku nastąpiła eksplozja i uwolnienie z elektrowni jądrowej;
• 1986, tragedia w Czarnobylu, eksplozja 4. bloku energetycznego;
• 2011, wypadek na stacji Fukushima w Japonii.

Każda z tych tragedii odcisnęła piętno na losach setek tysięcy ludzi i zamieniła całe obszary w strefy niemieszkalne objęte specjalną kontrolą.

Doszło do incydentów, które prawie kosztowały początek katastrofy nuklearnej. Na pokładzie radzieckich atomowych okrętów podwodnych wielokrotnie dochodziło do wypadków związanych z reaktorami. Amerykanie zrzucili na pokład bombowiec Superfortress z dwiema bombami atomowymi Mark 39 o mocy 3,8 megaton. Aktywowany „system bezpieczeństwa” nie dopuścił jednak do detonacji ładunków i uniknięto katastrofy.

Broń nuklearna przeszłość i teraźniejszość

Dziś dla każdego jest jasne, że wojna nuklearna zniszczy współczesną ludzkość. Tymczasem chęć posiadania broni nuklearnej i wejścia do klubu nuklearnego, a raczej wdarcia się do niego poprzez wyważenie drzwi, wciąż podnieca umysły niektórych przywódców państw.

Indie i Pakistan stworzyły broń nuklearną bez pozwolenia, a Izraelczycy ukrywają obecność bomby.

Dla niektórych posiadanie bomby atomowej jest sposobem na pokazanie swojego znaczenia na arenie międzynarodowej. Dla innych jest to gwarancja nieingerencji ze strony skrzydlatej demokracji lub innych czynników zewnętrznych. Ale najważniejsze jest to, że rezerwy te nie wchodzą w działalność, dla której tak naprawdę zostały stworzone.

Wideo

Po zakończeniu II wojny światowej kraje koalicji antyhitlerowskiej szybko próbowali wyprzedzić się w opracowaniu potężniejszej bomby atomowej.

Pierwszy test, przeprowadzony przez Amerykanów na prawdziwych obiektach w Japonii, zaostrzył do granic możliwości sytuację między ZSRR a USA. Potężne eksplozje, które grzmiały po japońskich miastach i praktycznie zniszczyły w nich całe życie, zmusiły Stalina do porzucenia wielu roszczeń na arenie światowej. Większość radzieckich fizyków została pilnie „wrzucona” w rozwój broni nuklearnej.

Kiedy i jak pojawiła się broń nuklearna?

Za rok urodzenia bomby atomowej można uznać rok 1896. To wtedy francuski chemik A. Becquerel odkrył, że uran jest radioaktywny. Reakcja łańcuchowa form uranu potężna energia, co stanowi podstawę straszliwej eksplozji. Jest mało prawdopodobne, aby Becquerel wyobrażał sobie, że jego odkrycie doprowadzi do stworzenia broni nuklearnej - najstraszniejszej broni na całym świecie.

Koniec XIX i początek XX wieku był punktem zwrotnym w historii wynalezienia broni nuklearnej. To właśnie w tym okresie naukowcom z całego świata udało się odkryć następujące prawa, promienie i pierwiastki:

• Promienie alfa, gamma i beta;
• Odkryto wiele izotopów pierwiastki chemiczne posiadający właściwości radioaktywne;
• Odkryto prawo rozpadu promieniotwórczego, które określa czasową i ilościową zależność intensywności rozpadu promieniotwórczego w zależności od liczby atomów promieniotwórczych w badanej próbce;
• Narodziła się izometria jądrowa.

W latach trzydziestych XX wieku udało im się po raz pierwszy rozszczepić jądro atomowe uranu poprzez absorpcję neutronów. W tym samym czasie odkryto pozytony i neurony. Wszystko to dało potężny impuls do rozwoju broni wykorzystującej energię atomową. W 1939 roku opatentowano pierwszy na świecie projekt bomby atomowej. Dokonał tego fizyk z Francji, Frederic Joliot-Curie.

W wyniku dalszych badań i rozwoju w tej dziedzinie narodziła się bomba atomowa. Siła i zasięg rażenia współczesnych bomb atomowych jest tak wielka, że ​​kraj posiadający potencjał nuklearny praktycznie nie potrzebuje potężnej armii, gdyż jedna bomba atomowa może zniszczyć całe państwo.

Jak działa bomba atomowa?

Bomba atomowa składa się z wielu elementów, z których najważniejsze to:

• Korpus bomby atomowej;
• Układ automatyki sterujący procesem wybuchu;
• Ładunek nuklearny lub głowica bojowa.

Układ automatyki znajduje się w korpusie bomby atomowej wraz z ładunkiem jądrowym. Konstrukcja obudowy musi być na tyle niezawodna, aby chronić głowicę przed różnymi czynnikami czynniki zewnętrzne i uderzenia. Na przykład różne wpływy mechaniczne, temperaturowe lub podobne, które mogą doprowadzić do nieplanowanej eksplozji o ogromnej mocy, która może zniszczyć wszystko wokół.

Zadaniem automatyki jest pełna kontrola nad zapewnieniem, że wybuch nastąpi w odpowiednim momencie, dlatego na system składają się następujące elementy:

• Urządzenie odpowiedzialne za detonację awaryjną;
• Zasilanie układu automatyki;
• System czujników detonacji;
• urządzenie napinające;
• Urządzenie bezpieczeństwa.

Kiedy przeprowadzono pierwsze testy, na samoloty, którym udało się opuścić dotknięty obszar, zrzucono bomby atomowe. Współczesne bomby atomowe są tak potężne, że można je dostarczyć wyłącznie za pomocą rakiet manewrujących, balistycznych lub przynajmniej przeciwlotniczych.

Stosowany w bombach atomowych różne systemy detonacja. Najprostszym z nich jest konwencjonalne urządzenie, które uruchamia się, gdy pocisk trafi w cel.

Jedną z głównych cech bomb nuklearnych i rakiet jest ich podział na kalibry, które są trzech typów:

• Mała, moc bomb atomowych tego kalibru odpowiada kilku tysiącom ton trotylu;
• Średnia (siła wybuchu – kilkadziesiąt tysięcy ton trotylu);
• Duży, którego moc ładowania mierzona jest w milionach ton trotylu.

Co ciekawe, najczęściej moc wszystkich bomb nuklearnych mierzy się dokładnie w ekwiwalencie trotylu, ponieważ broń atomowa nie ma własnej skali do pomiaru mocy eksplozji.

Algorytmy działania bomb nuklearnych

Każda bomba atomowa działa na zasadzie wykorzystania energii jądrowej, która uwalnia się podczas reakcji jądrowej. Procedura ta opiera się albo na podziale ciężkich jąder, albo na syntezie lekkich. Ponieważ podczas tej reakcji uwalniana jest ogromna ilość energii i najkrótszy czas, promień zniszczenia bomby atomowej jest imponujący. Ze względu na tę cechę broń nuklearna jest klasyfikowana jako broń masowego rażenia.

Podczas procesu zapoczątkowanego eksplozją bomby atomowej istnieją dwa główne punkty:

• Jest to bezpośrednie centrum eksplozji, w którym zachodzi reakcja jądrowa;
• Epicentrum eksplozji, które znajduje się w miejscu wybuchu bomby.

Energia jądrowa uwolniona podczas wybuchu bomby atomowej jest tak silna, że ​​na Ziemi zaczynają się wstrząsy sejsmiczne. Jednocześnie wstrząsy te powodują bezpośrednie zniszczenia dopiero w odległości kilkuset metrów (choć biorąc pod uwagę siłę eksplozji samej bomby, wstrząsy te nie mają już na nic wpływu).

Czynniki uszkodzeń podczas wybuchu jądrowego

Wybuch bomby atomowej powoduje nie tylko straszliwe, natychmiastowe zniszczenia. Konsekwencje tej eksplozji odczują nie tylko ludzie uwięzieni w dotkniętym obszarze, ale także ich dzieci urodzone po wybuchu atomowym. Rodzaje zniszczeń bronią atomową dzielą się na następujące grupy:

• Promieniowanie świetlne powstające bezpośrednio podczas eksplozji;
• Fala uderzeniowa rozprzestrzeniona przez bombę bezpośrednio po eksplozji;
• Puls elektromagnetyczny;
• Promieniowanie penetrujące;
• Skażenie radioaktywne, które może utrzymywać się przez dziesięciolecia.

Choć na pierwszy rzut oka rozbłysk światła wydaje się najmniej groźny, w rzeczywistości jest on wynikiem wyzwolenia ogromnych ilości ciepła i energii świetlnej. Jego moc i siła znacznie przewyższa moc promieni słonecznych, więc uszkodzenia spowodowane światłem i ciepłem mogą być śmiertelne w odległości kilku kilometrów.

Promieniowanie powstające podczas eksplozji jest również bardzo niebezpieczne. Chociaż nie działa długo, udaje mu się zainfekować wszystko wokół, ponieważ jego siła penetracji jest niewiarygodnie wysoka.

Fala uderzeniowa o godz eksplozja atomowa zachowuje się podobnie jak ta sama fala podczas zwykłych eksplozji, jedynie jej siła i promień rażenia są znacznie większe. W ciągu kilku sekund powoduje nieodwracalne szkody nie tylko dla ludzi, ale także dla sprzętu, budynków i otaczającego środowiska.

Promieniowanie przenikliwe powoduje rozwój choroby popromiennej, a impuls elektromagnetyczny stanowi zagrożenie tylko dla sprzętu. Połączenie wszystkich tych czynników plus siła eksplozji sprawia, że ​​bomba atomowa jest najniebezpieczniejszą bronią na świecie.

Pierwsze na świecie testy broni nuklearnej

Pierwszym krajem, który opracował i przetestował broń nuklearną, były Stany Zjednoczone Ameryki. To rząd USA przeznaczył ogromne dotacje finansowe na rozwój nowej obiecującej broni. Pod koniec 1941 r. do Stanów Zjednoczonych zaproszono wielu wybitnych naukowców w dziedzinie rozwoju atomowego, którzy do 1945 r. byli w stanie zaprezentować prototypową bombę atomową nadającą się do testów.

Pierwsze na świecie testy bomby atomowej wyposażonej w urządzenie wybuchowe przeprowadzono na pustyni w Nowym Meksyku. Bomba zwana „Gadżetem” została zdetonowana 16 lipca 1945 r. Wynik testu był pozytywny, choć wojsko zażądało przetestowania bomby atomowej w rzeczywistych warunkach bojowych.

Widząc, że do zwycięstwa w koalicji nazistowskiej pozostał już tylko krok i taka szansa może się nie powtórzyć, Pentagon podjął decyzję o przeprowadzeniu ataku nuklearnego na ostatniego sojusznika Niemcy hitlerowskie- Japonia. Ponadto użycie bomby atomowej miało rozwiązać kilka problemów jednocześnie:

• Aby uniknąć niepotrzebnego rozlewu krwi, który nieuchronnie miałby miejsce, gdyby wojska amerykańskie postawiły stopę na ziemi cesarskiej Japonii;
• Jednym ciosem rzuć na kolana nieustępliwych Japończyków, zmuszając ich do przyjęcia warunków korzystnych dla Stanów Zjednoczonych;
• Pokaż ZSRR (jako potencjalnemu rywalowi w przyszłości), że armia amerykańska dysponuje unikalną bronią zdolną zmieść z powierzchni ziemi każde miasto;
• I oczywiście zobaczyć w praktyce, do czego zdolna jest broń nuklearna w rzeczywistych warunkach bojowych.

6 sierpnia 1945 roku na japońskie miasto Hiroszima zrzucono pierwszą na świecie bombę atomową, która została wykorzystana w operacjach wojskowych. Bombę tę nazwano „Baby”, ponieważ ważyła 4 tony. Zrzucenie bomby zostało starannie zaplanowane i uderzyło dokładnie tam, gdzie zaplanowano. Domy, które nie zostały zniszczone przez falę uderzeniową, spłonęły, gdyż zawalone w nich piece wzniecały pożary, a całe miasto stanęło w płomieniach.

Po jasnym błysku nastąpiła fala upałów, która spaliła całe życie w promieniu 4 kilometrów, a kolejna fala uderzeniowa zniszczyła większość budynków.

Ci, którzy doznali udaru cieplnego w promieniu 800 metrów, zostali spaleni żywcem. Fala uderzeniowa wielu osobom zdarła spaloną skórę. Kilka minut później zaczął padać dziwny czarny deszcz składający się z pary i popiołu. Ci, którzy złapali czarny deszcz, doznali nieuleczalnych oparzeń skóry.

Ci nieliczni, którzy mieli szczęście przeżyć, cierpieli na chorobę popromienną, która w tamtym czasie była nie tylko nieznana, ale także zupełnie nieznana. U ludzi zaczęła pojawiać się gorączka, wymioty, nudności i ataki osłabienia.

9 sierpnia 1945 roku na miasto Nagasaki zrzucono drugą amerykańską bombę, zwaną „Fat Man”. Bomba ta miała w przybliżeniu taką samą moc jak pierwsza, a skutki jej eksplozji były równie niszczycielskie, chociaż zginęło o połowę mniej osób.

Dwie bomby atomowe zrzucone na japońskie miasta były pierwszym i jedynym przypadkiem użycia broni atomowej na świecie. W pierwszych dniach po zamachu zginęło ponad 300 000 ludzi. Około 150 tysięcy więcej zmarło z powodu choroby popromiennej.

Po bombardowaniu nuklearnym japońskich miast Stalin doznał prawdziwego szoku. Stało się dla niego jasne, że kwestia rozwoju broni nuklearnej w Rosji Radzieckiej jest kwestią bezpieczeństwa całego kraju. Już 20 sierpnia 1945 r. rozpoczęła pracę specjalna komisja do spraw energii atomowej, którą w trybie pilnym utworzył I. Stalin.

Chociaż badania z zakresu fizyki jądrowej były prowadzone przez grupę entuzjastów już w Rosja carska, w czasach sowieckich nie zwracano na to należytej uwagi. W 1938 r. całkowicie wstrzymano wszelkie badania w tej dziedzinie, a wielu naukowców zajmujących się energią jądrową było represjonowanych jako wrogowie ludu. Po wybuchy nuklearne w Japonii władza radziecka gwałtownie zaczął przywracać przemysł nuklearny w kraju.

Istnieją dowody na to, że rozwój broni nuklearnej prowadzono w nazistowskich Niemczech i to niemieccy naukowcy zmodyfikowali „surową” amerykańską bombę atomową, więc rząd USA usunął z Niemiec wszystkich specjalistów nuklearnych i wszystkie dokumenty związane z rozwojem broni nuklearnej bronie.

Radziecka szkoła wywiadu, która podczas wojny była w stanie ominąć wszystkie zagraniczne służby wywiadowcze, już w 1943 roku przekazała ZSRR tajne dokumenty związane z rozwojem broni nuklearnej. W tym samym czasie radzieccy agenci przeniknęli do wszystkich głównych amerykańskich ośrodków badań nuklearnych.

W wyniku tych wszystkich działań już w 1946 roku gotowe były specyfikacje techniczne produkcji dwóch radzieckich bomb nuklearnych:

• RDS-1 (z ładunkiem plutonu);
• RDS-2 (z dwiema częściami ładunku uranu).

Skrót „RDS” oznaczał „Rosja robi to sama”, co było niemal całkowitą prawdą.

Wiadomość o gotowości ZSRR do wypuszczenia broni nuklearnej zmusiła rząd USA do podjęcia drastycznych kroków. W 1949 roku opracowano plan trojański, według którego 70 największe miasta ZSRR planował zrzucić bomby atomowe. Jedynie obawa przed atakiem odwetowym uniemożliwiła realizację tego planu.

Te niepokojące informacje pochodzą z Oficerowie wywiadu sowieckiego zmusiło naukowców do pracy w trybie awaryjnym. Już w sierpniu 1949 roku odbyły się testy pierwszej bomby atomowej wyprodukowanej w ZSRR. Kiedy Stany Zjednoczone dowiedziały się o tych testach, plan trojana został odroczony na czas nieokreślony. Rozpoczęła się era konfrontacji dwóch supermocarstw, znana w historii jako zimna wojna.

Najpotężniejsza bomba atomowa na świecie, znana jako „car bomba”, należy właśnie do okresu „ Zimna wojna" Naukowcy ZSRR stworzyli najpotężniejszą bombę w historii ludzkości. Jego moc wynosiła 60 megaton, chociaż planowano stworzyć bombę o mocy 100 kiloton. Bomba ta została przetestowana w październiku 1961 r. Średnica kuli ognia podczas eksplozji wynosiła 10 kilometrów, a fala uderzeniowa okrążyła kulę ziemską trzykrotnie. To właśnie ten test zmusił większość krajów świata do podpisania porozumienia o zaprzestaniu testów nuklearnych nie tylko w atmosferze ziemskiej, ale nawet w kosmosie.

Chociaż broń atomowa jest doskonałym środkiem zastraszania agresywnych krajów, z drugiej strony jest w stanie zdusić każdy konflikt zbrojny w zarodku, ponieważ eksplozja atomowa może zniszczyć wszystkie strony konfliktu.