Yadro kallagi qanday ishlab chiqilgan va ishlaydi. Yadro (yadro) reaktor qanday ishlaydi?

Ammo bu biz ko'pincha bilmagan narsadir. Va nima uchun yadroviy bomba ham portlaydi...

Keling, uzoqdan boshlaylik. Har bir atomning yadrosi bor va yadro proton va neytronlardan iborat - ehtimol buni hamma biladi. Xuddi shunday, hamma davriy jadvalni ko'rdi. Lekin nima uchun kimyoviy elementlar unda shunday joylashtirilgan va boshqacha emas? Albatta, Mendeleev shuni xohlagani uchun emas. Tartib raqam Jadvaldagi har bir elementning soni ushbu element atomining yadrosida qancha proton borligini ko'rsatadi. Boshqacha qilib aytganda, temir jadvaldagi 26-raqam, chunki temir atomida 26 ta proton mavjud. Va agar ulardan 26 tasi bo'lmasa, u endi temir emas.

Ammo bir elementning yadrolarida neytronlarning soni har xil bo'lishi mumkin, ya'ni yadrolarning massasi har xil bo'lishi mumkin. Massalari har xil boʻlgan bir elementning atomlari izotoplar deyiladi. Uranda bir nechta shunday izotoplar mavjud: tabiatda eng keng tarqalgani uran-238 (uning yadrosida 92 proton va 146 neytron, jami 238 ta). Bu radioaktiv, lekin siz undan yadroviy bomba yasay olmaysiz. Ammo uran rudalarida oz miqdorda bo'lgan uran-235 izotopi yadro zaryadiga mos keladi.

O'quvchi "boyitilgan uran" va "tushgan uran" iboralariga duch kelgan bo'lishi mumkin. Boyitilgan uran tarkibida tabiiy uranga qaraganda ko'proq uran-235 mavjud; tükenmiş holatda, mos ravishda, kamroq. Boyitilgan uran yadroviy bomba uchun mos keladigan yana bir element (u tabiatda deyarli uchramaydi) plutoniyni ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin. Uran qanday boyitilganligi va undan plutoniy qanday olinishi boshqa muhokama mavzusi.

Xo'sh, nima uchun yadroviy bomba portlaydi? Gap shundaki, ba'zi og'ir yadrolar neytron bilan urilsa, parchalanishga moyil bo'ladi. Va bepul neytronni uzoq kutishingizga to'g'ri kelmaydi - ularning ko'pi atrofida uchib ketishadi. Shunday qilib, bunday neytron uran-235 yadrosiga uriladi va shu bilan uni "bo'laklarga" ajratadi. Bu yana bir nechta neytronlarni chiqaradi. Agar atrofida bir xil element yadrolari bo'lsa, nima bo'lishini taxmin qila olasizmi? To'g'ri, zanjirli reaktsiya sodir bo'ladi. Bu shunday sodir bo'ladi.

IN yadro reaktori, bu erda uran-235 barqarorroq uran-238da "erigan" bo'lsa, normal sharoitda portlash sodir bo'lmaydi. Parchalangan yadrolardan uchib chiqqan neytronlarning aksariyati uran-235 yadrolarini topmasdan sutga uchib ketadi. Reaktorda yadrolarning parchalanishi "sekin" sodir bo'ladi (lekin bu reaktorni energiya bilan ta'minlash uchun etarli). Uran-235 ning bir bo'lagida, agar u yetarli massaga ega bo'lsa, neytronlar yadrolarni parchalashi kafolatlanadi, zanjir reaktsiyasi ko'chki sifatida boshlanadi va ... To'xtang! Axir, agar siz portlash uchun zarur bo'lgan massaga ega uran-235 yoki plutoniy bo'lagini qilsangiz, u darhol portlaydi. Gap bu emas.

Va agar siz ikkita bo'lak subkritik massani olsangiz va ularni mexanizm yordamida bir-biriga qarshi tursangiz masofaviy boshqarish? Misol uchun, ikkalasini ham naychaga joylashtiring va biriga kukun zaryadini qo'shing, shunda to'g'ri vaqtda bitta bo'lak, xuddi snaryad kabi, ikkinchisiga otiladi. Mana muammoning yechimi.

Siz buni boshqacha qilishingiz mumkin: plutoniyning sharsimon qismini oling va uning butun yuzasiga portlovchi zaryadlarni biriktiring. Bu zaryadlar tashqaridan buyruq bo'yicha portlaganda, ularning portlashi plutoniyni har tomondan siqadi, uni kritik zichlikka siqib chiqaradi va zanjirli reaktsiya sodir bo'ladi. Biroq, bu erda aniqlik va ishonchlilik muhim: barcha portlovchi zaryadlar bir vaqtning o'zida o'tishi kerak. Agar ularning ba'zilari ishlasa, ba'zilari ishlamasa yoki ba'zilari kech ishlasa, yadroviy portlash sodir bo'lmaydi: plutoniy kritik massaga siqilmaydi, balki havoda tarqaladi. Yadro bombasi o'rniga siz "iflos" deb ataladigan bomba olasiz.

Portlash tipidagi yadroviy bomba shunday ko'rinadi. Yo'naltirilgan portlashni yaratishi kerak bo'lgan zaryadlar plutoniy sferasi yuzasini iloji boricha mahkam yopish uchun ko'p yuzli shaklda qilingan.

Birinchi turdagi qurilma to'p qurilmasi, ikkinchi turi - portlash moslamasi deb ataldi.
Xirosimaga tashlangan "Kichik bola" bombasi uran-235 zaryadiga va to'p tipidagi qurilmaga ega edi. Nagasaki ustida portlatilgan Fat Man bombasi plutoniy zaryadini olib yurgan va portlovchi qurilma portlagan. Hozirgi kunda qurol tipidagi qurilmalar deyarli ishlatilmaydi; portlashlar yanada murakkabroq, lekin ayni paytda ular yadro zaryadining massasini tartibga solishga va uni yanada oqilona sarflashga imkon beradi. Va plutoniy yadroviy portlovchi sifatida uran-235 o'rnini egalladi.

Oradan bir necha yil o'tdi va fiziklar harbiylarga yanada kuchliroq bomba - termoyadro bombasini yoki, shuningdek, vodorod bombasini taklif qilishdi. Ma'lum bo'lishicha, vodorod plutoniydan ko'ra kuchliroq portlaydi?

Vodorod haqiqatan ham portlovchi, lekin u qadar portlovchi emas. Biroq, vodorod bombasida "oddiy" vodorod yo'q, u o'zining izotoplarini - deyteriy va tritiyni ishlatadi. "Oddiy" vodorod yadrosida bitta neytron, deyteriyda ikkita va tritiyda uchta neytron mavjud.

Yadro bombasida og'ir elementning yadrolari engilroq yadrolarga bo'linadi. Termoyadroviy sintezda teskari jarayon sodir bo'ladi: engil yadrolar bir-biri bilan og'irroqlarga birlashadi. Deyteriy va tritiy yadrolari, masalan, geliy yadrolarini (aks holda alfa zarralari deb ataladi) hosil qilish uchun birlashadi va "qo'shimcha" neytron "erkin parvoz" ga yuboriladi. Bu plutoniy yadrolarining parchalanishiga qaraganda sezilarli darajada ko'proq energiya chiqaradi. Aytgancha, Quyoshda aynan shunday jarayon sodir bo'ladi.

Ammo termoyadroviy reaktsiya faqat o'ta yuqori haroratlarda mumkin (shuning uchun u termoyadro deb ataladi). Deyteriy va tritiy qanday reaksiyaga kirishadi? Ha, bu juda oddiy: siz yadroviy bombani detonator sifatida ishlatishingiz kerak!

Deyteriy va tritiyning o'zi barqaror bo'lgani uchun ularning termoyadroviy bombadagi zaryadi o'zboshimchalik bilan katta bo'lishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, termoyadroviy bomba "oddiy" yadroviy bombadan beqiyos kuchliroq bo'lishi mumkin. Xirosimaga tashlangan "chaqaloq" trotil ekvivalenti 18 kilotonga teng edi va eng kuchlisi H-bomba("Tsar Bomba" deb ataladigan, "Kuzkaning onasi" deb ham ataladi) - allaqachon 58,6 megaton, bu "Baby" dan 3255 baravar kuchliroq!


Tsar Bombasidan "qo'ziqorin" buluti 67 kilometr balandlikka ko'tarildi va portlash to'lqini dunyoni uch marta aylanib chiqdi.

Biroq, bunday ulkan kuch aniq haddan tashqari. Megaton bombalar bilan "etarlicha o'ynagan" harbiy muhandislar va fiziklar boshqa yo'lni - yadroviy qurolni miniatyura qilish yo'lini tanladilar. An'anaviy shaklda yadroviy qurollar havo bombalari kabi strategik bombardimonchi samolyotlardan tashlab yuborilishi yoki ballistik raketalardan uchirilishi mumkin; agar siz ularni kichraytirsangiz, siz kilometrlar bo'ylab hamma narsani yo'q qilmaydigan va artilleriya snaryadiga yoki havo-yer raketasiga joylashtiriladigan ixcham yadroviy zaryadga ega bo'lasiz. Mobillik kuchayadi va hal qilinishi kerak bo'lgan vazifalar doirasi kengayadi. Strategik yadroviy qurollardan tashqari, biz taktik qurollarni ham olamiz.

Taktik yadro qurollari uchun eng ko'p turli xil vositalar yetkazib berish - yadroviy to'plar, minomyotlar, orqaga qaytariluvchi miltiqlar (masalan, amerikalik Devy Crockett). SSSRda hatto yadroviy o'q loyihasi ham bor edi. To'g'ri, undan voz kechish kerak edi - yadro o'qlari shunchalik ishonchsiz, ishlab chiqarish va saqlash juda murakkab va qimmat ediki, ulardan hech qanday foyda yo'q edi.

"Devy Krokett." Ushbu yadroviy qurollarning bir qismi AQSh Qurolli Kuchlarida xizmat qilgan va G'arbiy Germaniya mudofaa vaziri Bundesverni ular bilan qurollantirishga urinib ko'rdi.

Kichik yadroviy qurollar haqida gapirganda, yadro qurolining yana bir turi - neytron bombasini eslatib o'tish kerak. Undagi plutoniy zaryadi kichik, ammo bu kerak emas. Agar termoyadro bombasi portlash kuchini oshirish yo'lidan borsa, neytron bombasi boshqa zararli omil - radiatsiyaga tayanadi. Radiatsiyani kuchaytirish uchun neytron bombasi portlash paytida juda ko'p miqdorda berilliy izotopini o'z ichiga oladi. tez neytronlar.

Yaratuvchilarning fikriga ko'ra, neytron bombasi dushman xodimlarini o'ldirishi kerak, ammo jihozni buzilmasdan qoldirishi kerak, keyin esa hujum paytida qo'lga olinishi mumkin. Amalda, bu biroz boshqacha bo'lib chiqdi: nurlangan uskunalar yaroqsiz bo'lib qoladi - uni sinab ko'rishga jur'at etgan har bir kishi tez orada nurlanish kasalligini "ishlab oladi". Bu neytron bomba portlashi tank zirhlari orqali dushmanga zarba berishga qodir ekanligini o'zgartirmaydi; neytron o'q-dorilari Amerika Qo'shma Shtatlari tomonidan Sovet tank tuzilmalariga qarshi qurol sifatida ishlab chiqilgan. Biroq, tez orada tez neytronlar oqimidan qandaydir himoyani ta'minlovchi tank zirhlari ishlab chiqildi.

Yana bir turdagi yadroviy qurol 1950 yilda ixtiro qilingan, ammo hech qachon (ma'lum bo'lishicha) ishlab chiqarilmagan. Bu kobalt bombasi deb ataladigan narsa - kobalt qobig'i bo'lgan yadroviy zaryad. Portlash paytida neytronlar oqimi bilan nurlangan kobalt o'ta radioaktiv izotopga aylanadi va butun hudud bo'ylab tarqalib, uni ifloslantiradi. Etarli kuchga ega bo'lgan bitta bomba butun dunyoni kobalt bilan qoplashi va butun insoniyatni yo'q qilishi mumkin. Yaxshiyamki, bu loyiha loyiha bo'lib qoldi.

Xulosa qilib nima deyishimiz mumkin? Yadro bombasi chinakam dahshatli quroldir va shu bilan birga u (qanday paradoks!) super kuchlar o‘rtasida nisbatan tinchlikni saqlashga yordam berdi. Agar sizning dushmaningiz yadro quroliga ega bo'lsa, unga hujum qilishdan oldin o'n marta o'ylab ko'rasiz. Yadro arsenaliga ega bo‘lgan birorta davlatga hech qachon tashqaridan hujum qilinmagan va 1945-yildan beri dunyoda yirik davlatlar o‘rtasida urushlar bo‘lmagan. Umid qilamizki, hech qanday bo'lmaydi.

Bu eng hayratlanarli, sirli va dahshatli jarayonlardan biridir. Yadro qurollarining ishlash printsipi zanjirli reaktsiyaga asoslanadi. Bu jarayon davom etishi bilan boshlanadi. Vodorod bombasining ishlash printsipi termoyadroviyga asoslangan.

Atom bombasi

Radioaktiv elementlarning ba'zi izotoplarining yadrolari (plutoniy, kaliforniy, uran va boshqalar) neytronni tutib, parchalanishga qodir. Shundan so'ng yana ikki yoki uchta neytron chiqariladi. Ideal sharoitda bitta atom yadrosining buzilishi yana ikki yoki uchta atomning parchalanishiga olib kelishi mumkin, bu esa o'z navbatida boshqa atomlarni boshlashi mumkin. Va hokazo. Ko'chkiga o'xshash halokat jarayoni sodir bo'ladi Ko'proq yadrolar atom aloqalarini uzish uchun katta miqdorda energiya chiqaradi. Portlash paytida juda qisqa vaqt ichida juda katta energiya chiqariladi. Bu bir nuqtada sodir bo'ladi. Shuning uchun atom bombasining portlashi juda kuchli va halokatli.

Zanjirli reaktsiyani boshlash uchun radioaktiv moddaning miqdori kritik massadan oshishi kerak. Shubhasiz, siz uran yoki plutoniyning bir nechta qismini olishingiz va ularni birlashtirishingiz kerak. Biroq, bu atom bombasini portlatish uchun etarli emas, chunki etarli energiya ajralib chiqmasdan oldin reaksiya to'xtaydi yoki jarayon asta-sekin davom etadi. Muvaffaqiyatga erishish uchun nafaqat moddaning kritik massasidan oshib ketish, balki buni juda qisqa vaqt ichida qilish kerak. Bir nechtasini ishlatish eng yaxshisidir, bu boshqalardan foydalanish va tez va sekin portlovchi moddalarni almashtirish orqali erishiladi.

Birinchi yadroviy sinov 1945 yil iyul oyida AQShda Almogordo shahri yaqinida o'tkazildi. O'sha yilning avgust oyida amerikaliklar bu qurollarni Xirosima va Nagasakiga qarshi ishlatishdi. Shaharda atom bombasining portlashi dahshatli halokatga va ko'pchilik aholining o'limiga olib keldi. SSSRda atom qurollari 1949 yilda yaratilgan va sinovdan o'tkazilgan.

H-bomba

Bu juda katta halokatli kuchga ega qurol. Uning ishlash printsipi engilroq vodorod atomlaridan og'irroq geliy yadrolarining sinteziga asoslanadi. Bu juda katta miqdorda energiya chiqaradi. Bu reaktsiya Quyosh va boshqa yulduzlarda sodir bo'ladigan jarayonlarga o'xshaydi. Termoyadroviy sintez vodorod (tritiy, deyteriy) va litiy izotoplari yordamida eng oson sodir bo'ladi.

Amerikaliklar 1952 yilda birinchi vodorod kallaklarini sinovdan o'tkazdilar. Zamonaviy tushunchada ushbu qurilmani bomba deb atash qiyin. Bu suyuq deyteriy bilan to'ldirilgan uch qavatli bino edi. SSSRda birinchi vodorod bombasi portlashi olti oydan keyin amalga oshirildi. Sovet termoyadroviy o'q-dori RDS-6 1953 yil avgustda Semipalatinsk yaqinida portlatilgan. SSSR 1961 yilda 50 megaton (Tsar Bomba) hosildorligi bilan eng katta vodorod bombasini sinovdan o'tkazdi. O'q-dorilar portlashidan keyin to'lqin sayyorani uch marta aylanib chiqdi.

Shimoliy Koreya AQShni juda kuchli vodorod bombasi sinovlari bilan tahdid qilmoqda tinch okeani. Sinovlar natijasida zarar ko'rishi mumkin bo'lgan Yaponiya Shimoliy Koreyaning rejalarini mutlaqo nomaqbul deb atadi. Prezidentlar Donald Tramp va Kim Chen In intervyularida ochiq harbiy mojaro haqida gapirishadi. Yadro qurolini tushunmaydigan, ammo bilishni istaganlar uchun The Futurist qo'llanma tuzdi.

Yadro qurollari qanday ishlaydi?

Oddiy dinamit tayoqchasi singari, yadroviy bomba ham energiya sarflaydi. Faqat ibtidoiy davrda chiqarilmaydi kimyoviy reaksiya, lekin murakkab yadro jarayonlarida. Atomdan yadro energiyasini olishning ikkita asosiy usuli mavjud. IN yadro parchalanishi atom yadrosi neytron bilan ikkita kichik bo'lakka parchalanadi. Yadro sintezi - Quyosh energiya ishlab chiqarish jarayoni - kattaroq atomni hosil qilish uchun ikkita kichik atomning qo'shilishini o'z ichiga oladi. Har qanday jarayonda bo'linish yoki sintez, katta miqdorda issiqlik energiyasi va radiatsiya chiqariladi. Yadro parchalanishi yoki termoyadroviy ishlatilishiga qarab, bombalar quyidagilarga bo'linadi yadroviy (atom) Va termoyadroviy .

Yadro parchalanishi haqida ko'proq ma'lumot bera olasizmi?

Xirosima ustidagi atom bombasining portlashi (1945)

Esingizda bo'lsa, atom uch turdagi subatomik zarralardan iborat: protonlar, neytronlar va elektronlar. Atomning markazi deyiladi yadro , proton va neytronlardan iborat. Protonlar musbat zaryadlangan, elektronlar manfiy zaryadlangan, neytronlar esa umuman zaryadga ega emas. Proton-elektron nisbati har doim birga birdir, shuning uchun butun atom neytral zaryadga ega. Masalan, uglerod atomida oltita proton va oltita elektron mavjud. Zarrachalar asosiy kuch bilan birga ushlab turiladi - kuchli yadro kuchi .

Atomning xossalari uning tarkibida qancha turli zarrachalar mavjudligiga qarab sezilarli darajada o'zgarishi mumkin. Agar siz protonlar sonini o'zgartirsangiz, siz boshqa kimyoviy elementga ega bo'lasiz. Agar siz neytronlar sonini o'zgartirsangiz, olasiz izotop sizning qo'lingizda bo'lgan bir xil element. Masalan, uglerod uchta izotopga ega: 1) uglerod-12 (olti proton + olti neytron), bu elementning barqaror va keng tarqalgan shakli, 2) uglerod-13 (olti proton + etti neytron), barqaror, ammo kam uchraydi. , va 3) uglerod -14 (oltita proton + sakkiz neytron), bu kamdan-kam uchraydigan va beqaror (yoki radioaktiv).

Ko'pgina atom yadrolari barqaror, ammo ba'zilari beqaror (radioaktiv). Bu yadrolar olimlar radiatsiya deb ataydigan zarrachalarni o'z-o'zidan chiqaradi. Bu jarayon deyiladi radioaktiv parchalanish . Chirishning uch turi mavjud:

Alfa parchalanishi : Yadro alfa zarrachani chiqaradi - ikkita proton va ikkita neytron bir-biriga bog'langan. Beta parchalanishi : Neytron proton, elektron va antineytrinoga aylanadi. Chiqarilgan elektron beta zarradir. Spontan bo'linish: yadro bir necha qismlarga parchalanadi va neytronlarni chiqaradi, shuningdek, elektromagnit energiya pulsi - gamma nurlarini chiqaradi. Bu yadroviy bombada ishlatiladigan parchalanishning oxirgi turi. Bo'linish natijasida chiqariladigan erkin neytronlar boshlanadi zanjir reaktsiyasi , bu juda katta miqdorda energiya chiqaradi.

Yadro bombalari nimadan yasalgan?

Ular uran-235 va plutoniy-239 dan tayyorlanishi mumkin. Uran tabiatda uchta izotop aralashmasi sifatida uchraydi: 238 U (99,2745% tabiiy uran), 235 U (0,72%) va 234 U (0,0055%). Eng keng tarqalgan 238 U zanjirli reaktsiyani qo'llab-quvvatlamaydi: bunga faqat 235 U qodir, maksimal portlash kuchiga erishish uchun bombani "to'ldirish" dagi 235 U miqdori kamida 80% bo'lishi kerak. Shuning uchun uran sun'iy ravishda ishlab chiqariladi boyitish . Buning uchun uran izotoplari aralashmasi ikki qismga bo'linadi, shunda ularning birida 235 U dan ortiq bo'ladi.

Odatda, izotoplarning ajralishi zanjirli reaksiyaga kirisha olmaydigan ko'p sonli uranni qoldiradi, ammo buni amalga oshirishning bir yo'li bor. Gap shundaki, plutoniy-239 tabiatda uchramaydi. Ammo uni 238 U ni neytronlar bilan bombardimon qilish orqali olish mumkin.

Ularning kuchi qanday o'lchanadi?

Yadro va termoyadro zaryadining kuchi TNT ekvivalentida o'lchanadi - shunga o'xshash natijaga erishish uchun portlash kerak bo'lgan trinitrotoluol miqdori. U kiloton (kt) va megaton (Mt) bilan o'lchanadi. O'ta kichik yadroviy qurollarning rentabelligi 1 kt dan kam, o'ta kuchli bombalar esa 1 mt dan ortiq.

Sovet "Tsar bombasi" ning kuchi, turli manbalarga ko'ra, trotil ekvivalentida 57 dan 58,6 megatongacha bo'lgan, KXDR sentyabr oyi boshida sinovdan o'tkazgan termoyadroviy bombaning kuchi 100 kilotonni tashkil etgan.

Yadro qurolini kim yaratgan?

Amerikalik fizik Robert Oppengeymer va general Lesli Groves

1930-yillarda italyan fizigi Enriko Fermi neytronlar tomonidan bombardimon qilingan elementlar yangi elementlarga aylanishi mumkinligini ko'rsatdi. Ushbu ishning natijasi kashfiyot bo'ldi sekin neytronlar , shuningdek, taqdim etilmagan yangi elementlarning kashfiyoti davriy jadval. Fermi kashfiyotidan ko'p o'tmay nemis olimlari Otto Xan Va Fritz Strassmann uranni neytronlar bilan bombardimon qildi, natijada bariyning radioaktiv izotopi hosil bo'ldi. Ular past tezlikdagi neytronlar uran yadrosini ikkita kichik bo'lakka bo'linishiga olib keladi degan xulosaga kelishdi.

Bu ish butun dunyo ongini hayajonga soldi. Prinston universitetida Nils Bor bilan ishlagan Jon Uiler parchalanish jarayonining faraziy modelini ishlab chiqish. Ular uran-235 parchalanishini taxmin qilishdi. Taxminan bir vaqtning o'zida boshqa olimlar bo'linish jarayoni yanada ko'proq neytronlarni ishlab chiqarishini aniqladilar. Bu Bor va Uilerni so'rashga undadi muhim savol: Bo'linish natijasida hosil bo'lgan erkin neytronlar juda katta miqdorda energiya chiqaradigan zanjir reaktsiyasini boshlashi mumkinmi? Agar shunday bo'lsa, unda tasavvur qilib bo'lmaydigan kuchga ega qurollarni yaratish mumkin. Ularning taxminlarini frantsuz fizigi tasdiqladi Frederik Joliot-Kyuri . Uning xulosasi yadro qurolini yaratish bo'yicha ishlanmalarga turtki bo'ldi.

Germaniya, Angliya, AQSh va Yaponiya fiziklari atom qurolini yaratish ustida ishladilar. Ikkinchi jahon urushi boshlanishidan oldin Albert Eynshteyn AQSh prezidentiga yozgan Franklin Ruzvelt fashistlar Germaniyasi uran-235 ni tozalash va atom bombasini yaratishni rejalashtirmoqda. Ma'lum bo'lishicha, Germaniya zanjirli reaktsiyani amalga oshirishdan uzoq edi: ular "iflos", yuqori radioaktiv bomba ustida ishlagan. Qanday bo'lmasin, AQSh hukumati imkon qadar tezroq atom bombasini yaratish uchun bor kuchini sarfladi. Amerikalik fizik boshchiligidagi Manxetten loyihasi ishga tushirildi Robert Oppenxaymer va umumiy Lesli Groves . Unda Yevropadan hijrat qilgan taniqli olimlar ishtirok etdi. 1945 yilning yoziga kelib atom qurollari ikki xil bo'linuvchi material - uran-235 va plutoniy-239 asosida yaratildi. Sinov paytida bitta bomba, plutoniy "Thing" portlatilgan va yana ikkitasi - uran "Baby" va plutoniy "Semiz odam" Yaponiyaning Xirosima va Nagasaki shaharlariga tashlangan.

Termoyadroviy bomba qanday ishlaydi va uni kim ixtiro qilgan?

Termoyadro bombasi reaksiyaga asoslangan yadroviy sintez . O'z-o'zidan yoki majburiy ravishda sodir bo'lishi mumkin bo'lgan yadro parchalanishidan farqli o'laroq, yadroviy sintez tashqi energiyasiz mumkin emas. Atom yadrolari musbat zaryadlangan - shuning uchun ular bir-birini qaytaradilar. Bu holat Kulon to'sig'i deb ataladi. Repulsiyani engish uchun bu zarralarni aqldan ozgan tezlikka tezlashtirish kerak. Bu juda yuqori haroratlarda - bir necha million Kelvin (shuning uchun nomi) tartibida amalga oshirilishi mumkin. Termoyadro reaktsiyalarining uch turi mavjud: o'z-o'zidan (yulduzlar chuqurligida sodir bo'ladi), boshqariladigan va boshqarilmaydigan yoki portlovchi - ular vodorod bombalarida qo'llaniladi.

Atom zaryadi bilan boshlangan termoyadro termoyadroviy termoyadroviy bomba g'oyasini Enriko Fermi o'z hamkasbiga taklif qilgan. Edvard Teller 1941 yilda, Manxetten loyihasining boshida. Biroq, keyin bu g'oya talabga ega emas edi. Tellerning ishlanmalari yaxshilandi Stanislav Ulam , termoyadroviy bomba g'oyasini amalda amalga oshirish. 1952 yilda Ayvi Mayk operatsiyasi davomida Enewetak atollida birinchi termoyadroviy portlovchi qurilma sinovdan o'tkazildi. Biroq, bu laboratoriya namunasi bo'lib, jang qilish uchun yaroqsiz edi. Bir yildan keyin Sovet Ittifoqi fiziklarning loyihasi bo'yicha yig'ilgan dunyodagi birinchi termoyadro bombasini portlatib yubordi Andrey Saxarov Va Yuliya Xaritona . Qurilma qatlamli tortga o'xshardi, shuning uchun dahshatli qurol "Puff" laqabini oldi. Keyingi rivojlanish jarayonida Yerdagi eng kuchli bomba - "Tsar Bomba" yoki "Kuzkaning onasi" tug'ildi. 1961 yil oktyabr oyida u Novaya Zemlya arxipelagida sinovdan o'tkazildi.

Termoyadro bombalari nimadan yasalgan?

Agar shunday deb o'ylasangiz vodorod va termoyadroviy bombalar har xil narsalar, siz xato qildingiz. Bu so'zlar sinonimdir. Bu vodorod (to'g'rirog'i, uning izotoplari - deyteriy va tritiy) termoprotsessorni amalga oshirish uchun zarurdir. yadro reaktsiyasi. Biroq, qiyinchilik bor: vodorod bombasini portlatish uchun, avvalambor, oddiy yadro portlashi paytida yuqori haroratni olish kerak - shundan keyingina atom yadrolari reaksiyaga kirisha boshlaydi. Shuning uchun termoyadroviy bomba holatida dizayn katta rol o'ynaydi.

Ikki sxema keng tarqalgan. Birinchisi - Saxarovning "puf pastry". Markazda yadroviy detonator bo'lib, u tritiy bilan aralashtirilgan litiy deuterid qatlamlari bilan o'ralgan bo'lib, ular boyitilgan uran qatlamlari bilan kesishgan. Ushbu dizayn 1 Mt ichida quvvatga erishish imkonini berdi. Ikkinchisi - Amerika Teller-Ulam sxemasi, bu erda yadro bombasi va vodorod izotoplari alohida joylashgan. Bu shunday ko'rinardi: quyida suyuq deyteriy va tritiy aralashmasi bo'lgan idish bor edi, uning markazida "uchqun" - plutoniy tayog'i va tepasida - oddiy yadro zaryadi va bularning barchasi ning qobig'i og'ir metall(masalan, kamaygan uran). Portlash paytida hosil bo'lgan tez neytronlar uran qobig'ida atom parchalanish reaktsiyalarini keltirib chiqaradi va portlashning umumiy energiyasiga energiya qo'shadi. Litiy uran-238 deuteridning qo'shimcha qatlamlarini qo'shish cheksiz quvvatga ega raketalarni yaratishga imkon beradi. 1953 yilda sovet fizigi Viktor Davidenko tasodifan Teller-Ulam g'oyasini takrorladi va uning asosida Saxarov misli ko'rilmagan kuch qurollarini yaratishga imkon beradigan ko'p bosqichli sxemani ishlab chiqdi. "Kuzkaning onasi" aynan shu sxema bo'yicha ishlagan.

Yana qanday bombalar bor?

Neytronlar ham bor, lekin bu odatda qo'rqinchli. Asosan, neytron bomba - bu kam quvvatli termoyadro bombasi bo'lib, portlash energiyasining 80% radiatsiya (neytron nurlanishi). Bu oddiy kam quvvatli yadro zaryadiga o'xshaydi, unga neytronlar manbai bo'lgan berilliy izotopi bo'lgan blok qo'shilgan. Yadro zaryadi portlaganda termoyadro reaksiyasi boshlanadi. Ushbu turdagi qurol amerikalik fizik tomonidan ishlab chiqilgan Samuel Koen . Neytron qurollari barcha tirik mavjudotlarni hatto boshpanalarda ham yo'q qiladi, deb ishonishgan, ammo bunday qurollarni yo'q qilish diapazoni kichik, chunki atmosfera tez neytronlar oqimini va zarba to'lqinini tarqatadi. uzoq masofalar kuchliroq bo'lib chiqadi.

Kobalt bombasi haqida nima deyish mumkin?

Yo'q, o'g'lim, bu ajoyib. Rasmiy ravishda, hech bir mamlakatda kobalt bombasi yo'q. Nazariy jihatdan, bu kobalt qobig'i bo'lgan termoyadroviy bomba bo'lib, u nisbatan zaif yadro portlashi bilan ham hududning kuchli radioaktiv ifloslanishini ta'minlaydi. 510 tonna kobalt Yerning butun yuzasiga zarar etkazishi va sayyoradagi barcha hayotni yo'q qilishi mumkin. Fizik Leo Szilard 1950 yilda ushbu faraziy dizaynni tasvirlab bergan , uni "Qiyomat kuni mashinasi" deb atagan.

Qaysi biri sovuqroq: yadroviy yoki termoyadroviy bomba?

"Tsar Bomba" ning to'liq o'lchamli modeli

Vodorod bombasi atom bombasiga qaraganda ancha rivojlangan va texnologik jihatdan rivojlangan. Uning portlash kuchi atom quvvatidan ancha yuqori va faqat mavjud komponentlar soni bilan cheklangan. Termoyadroviy reaksiyada har bir nuklon (yadro, proton va neytron deb ataladigan) uchun yadro reaksiyasiga qaraganda ko'proq energiya ajralib chiqadi. Masalan, uran yadrosining boʻlinishi natijasida har bir nuklonda 0,9 MeV (megaelektronvolt), geliy yadrosining vodorod yadrolaridan qoʻshilishi natijasida 6 MeV energiya ajralib chiqadi.

Bombalar kabi yetkazib berishmaqsadga?

Avvaliga ular samolyotdan tushirildi, ammo havo hujumidan mudofaa tizimlari doimiy ravishda takomillashtirildi va yadroviy qurollarni shu tarzda etkazib berish oqilona emas edi. Raketa ishlab chiqarishning o'sishi bilan yadroviy qurollarni etkazib berish bo'yicha barcha huquqlar turli bazalarning ballistik va qanotli raketalariga o'tkazildi. Shuning uchun, bomba endi bomba emas, balki jangovar kallak degan ma'noni anglatadi.

Taxminlarga ko‘ra, Shimoliy Koreyaning vodorod bombasi raketaga o‘rnatish uchun juda katta – shuning uchun KXDR tahdidni amalga oshirishga qaror qilsa, u kemada portlash sodir bo‘lgan joyga yetkaziladi.

Yadro urushining oqibatlari qanday?

Xirosima va Nagasaki adolatli kichik qismi mumkin bo'lgan apokalipsis. Masalan, amerikalik astrofizik Karl Sagan va sovet geofiziki Georgiy Golitsin tomonidan ilgari surilgan "yadro qishi" gipotezasi ma'lum. Taxminlarga ko'ra, agar bir nechta yadro kallaklari portlasa (cho'lda yoki suvda emas, balki aholi punktlari) ko'plab yong'inlar sodir bo'ladi va atmosferaga katta miqdorda tutun va kuyik chiqadi, bu esa global sovutishga olib keladi. bilan ta'sirni solishtirish orqali gipoteza tanqid qilinadi vulqon faolligi, bu iqlimga kam ta'sir qiladi. Bundan tashqari, ba'zi olimlarning ta'kidlashicha, global isish sovutishdan ko'ra ko'proq sodir bo'ladi - garchi ikkala tomon ham biz hech qachon bilmaymiz deb umid qilmoqda.

Yadro quroliga ruxsat beriladimi?

20-asrdagi qurollanish poygasidan so'ng davlatlar o'zlariga kelib, yadro qurolidan foydalanishni cheklashga qaror qilishdi. Birlashgan Millatlar Tashkiloti yadro qurolini tarqatmaslik va yadroviy sinovlarni taqiqlash to'g'risidagi shartnomalarni qabul qildi (ikkinchisi Hindiston, Pokiston va KXDR yosh yadroviy davlatlar tomonidan imzolanmagan). 2017 yil iyul oyida yadro qurolini taqiqlash bo'yicha yangi shartnoma qabul qilindi.

Shartnomaning birinchi moddasida “Har bir ishtirokchi davlat hech qachon yadro qurolini yoki boshqa yadroviy portlovchi qurilmalarni ishlab chiqish, sinovdan o‘tkazish, ishlab chiqarish, ishlab chiqarish, boshqa yo‘l bilan sotib olish, egalik qilish yoki to‘plash majburiyatini olmaydi”.

Biroq hujjat 50 ta davlat uni ratifikatsiya qilmaguncha kuchga kirmaydi.

Antik davrning yuz minglab mashhur va unutilgan qurol ustalari bir marta bosish bilan dushman qo'shinini bug'lashga qodir bo'lgan ideal qurolni izlash uchun kurashdilar. Vaqti-vaqti bilan bu izlanishlar izini ertaklarda uchratish mumkin, ular kammi-ko'p ishonarli tarzda mo''jizaviy qilich yoki kamonni qo'ldan boy bermasdan tasvirlaydi.

Yaxshiyamki, texnologik taraqqiyot uzoq vaqt davomida shunchalik sekin harakat qildiki, halokatli qurolning haqiqiy timsoli tushlarda va og'zaki hikoyalarda, keyinroq esa kitob sahifalarida qoldi. 19-asrning ilmiy va texnologik sakrashi 20-asrning asosiy fobiyasini yaratish uchun sharoit yaratdi. Haqiqiy sharoitlarda yaratilgan va sinovdan o'tgan yadroviy bomba harbiy ishlarda ham, siyosatda ham inqilob qildi.

Qurollarning yaratilish tarixi

Uzoq vaqt eng kuchli qurollarni faqat portlovchi moddalar yordamida yaratish mumkinligiga ishonishgan. Eng kichik zarrachalar bilan ishlagan olimlarning kashfiyotlari buning yordami bilan ekanligini ilmiy isbotladi elementar zarralar katta energiya ishlab chiqarish mumkin. Bir qator tadqiqotchilarning birinchisini 1896 yilda uran tuzlarining radioaktivligini kashf etgan Bekkerel deb atash mumkin.

Uranning o'zi 1786 yildan beri ma'lum, ammo o'sha paytda hech kim uning radioaktivligiga shubha qilmagan. Olimlarning ishi 19-asr boshi va yigirmanchi asrlar nafaqat maxsus ochib berdi jismoniy xususiyatlar, balki radioaktiv moddalardan energiya olish imkoniyati ham mavjud.

Uran asosida qurol yasash varianti birinchi marta 1939 yilda frantsuz fiziklari Joliot-Kyuri tomonidan batafsil tavsiflangan, nashr etilgan va patentlangan.

Qurol uchun qimmatli bo'lishiga qaramay, olimlarning o'zlari bunday halokatli qurolning yaratilishiga keskin qarshi edilar.

Ikkinchi jahon urushini qarshilik ko'rsatishda boshdan kechirgan 1950-yillarda er-xotin (Fridrix va Irene) urushning halokatli kuchini anglab, umumiy qurolsizlanish tarafdori bo'lishdi. Ular Niels Bor, Albert Eynshteyn va o'sha davrning boshqa taniqli fiziklari tomonidan qo'llab-quvvatlanadi.

Ayni paytda, Joliot-Kyurilar Parijda fashistlar muammosi bilan band bo'lgan bir paytda, sayyoramizning boshqa tomonida, Amerikada, dunyodagi birinchi yadro zaryadi ishlab chiqilmoqda. Ishga rahbarlik qilgan Robert Oppengeymerga eng keng vakolatlar va ulkan resurslar berildi. 1941 yil oxiri Manxetten loyihasining boshlanishi bo'ldi, bu oxir-oqibat birinchi jangovar yadro kallagining yaratilishiga olib keldi.

Nyu-Meksiko shtatining Los-Alamos shahrida qurol-yarog' uchun mo'ljallangan uran uchun birinchi ishlab chiqarish ob'ektlari qurildi. Kelajakda ham xuddi shunday yadro markazlari Butun mamlakat bo'ylab paydo bo'lmoqda, masalan, Chikagoda, Oak Ridjda, Tennessi shtatida va Kaliforniyada tadqiqotlar olib borildi. Bomba yaratishga Amerika universitetlari professorlarining eng yaxshi kuchlari, shuningdek, Germaniyadan qochgan fiziklar tashlandi.

"Uchinchi Reyx" ning o'zida Fuhrerga xos tarzda yangi turdagi qurollarni yaratish bo'yicha ishlar boshlandi.

"Besnovaty" tanklar va samolyotlarga ko'proq qiziqqanligi sababli va qanchalik yaxshi bo'lsa, u yangi mo''jizaviy bombaga ehtiyoj sezmadi.

Shunga ko'ra, Gitler tomonidan qo'llab-quvvatlanmagan loyihalar eng yaxshi holatda salyangoz tezligida harakat qildi.

Vaziyat qizib keta boshlaganda va tanklar va samolyotlar Sharqiy front tomonidan yutib yuborilgani ma'lum bo'ldi, yangi mo''jizaviy qurol qo'llab-quvvatlandi. Ammo bombardimon va sovet tanklarining doimiy qo'rquvi sharoitida yadroviy komponentli qurilma yaratish mumkin emas edi;

Sovet Ittifoqi buzg'unchi qurolning yangi turini yaratish imkoniyatiga ko'proq e'tibor qaratdi. Urushdan oldingi davrda fiziklar yadro energetikasi va yadro qurolini yaratish imkoniyatlari haqida umumiy bilimlarni to'pladilar va mustahkamladilar. Razvedka SSSRda ham, AQShda ham yadroviy bomba yaratishning butun davri davomida jadal ishladi. Urush rivojlanish sur'atlarini sekinlashtirishda katta rol o'ynadi, chunki frontga katta resurslar ketdi.

To'g'ri, akademik Igor Vasilyevich Kurchatov o'ziga xos qat'iyatliligi bilan barcha quyi bo'limlarning ushbu yo'nalishdagi ishlarini olg'a surdi. Bir oz oldinga nazar tashlaydigan bo'lsak, u SSSR shaharlariga Amerika zarbasi tahdidiga qarshi qurol ishlab chiqarishni tezlashtirish vazifasini bajaradi. Aynan u yuzlab va minglab olimlar va ishchilardan iborat ulkan mashina shag'al ostida turib, Sovet yadro bombasining otasi faxriy unvoniga sazovor bo'lgan edi.

Dunyodagi birinchi sinovlar

Ammo keling, Amerika yadroviy dasturiga qaytaylik. 1945 yilning yoziga kelib amerikalik olimlar dunyodagi birinchi yadro bombasini yaratishga muvaffaq bo'lishdi. O'zini do'konda kuchli petarda yasagan yoki sotib olgan har qanday bola imkon qadar tezroq portlatib yuborishni xohlab, g'ayrioddiy azoblarni boshdan kechiradi. 1945 yilda yuzlab amerikalik askarlar va olimlar xuddi shunday voqeani boshdan kechirdilar.

1945 yil 16 iyunda Nyu-Meksiko shtatidagi Alamogordo cho'lida birinchi yadroviy qurol sinovi va eng kuchli portlashlardan biri bo'lib o'tdi.

Bunkerdan portlashni kuzatgan guvohlar 30 metrlik po'lat minora tepasida zaryad qanday kuch bilan portlaganidan hayratda qolishdi. Avvaliga hamma narsa quyoshdan bir necha baravar kuchli yorug'lik bilan to'ldirilgan edi. Keyin olovli shar osmonga ko'tarilib, mashhur qo'ziqorinni shakllantirgan tutun ustuniga aylandi.

Chang tushishi bilan tadqiqotchilar va bomba yaratuvchilari portlash joyiga shoshilishdi. Ular qo'rg'oshin bilan qoplangan Sherman tanklarining oqibatlarini tomosha qilishdi. Ular ko'rgan narsa ularni hayratda qoldirdi; hech qanday qurol bunday zarar keltira olmadi. Qum ba'zi joylarda erib shishaga aylandi.

Minoraning mayda qoldiqlari ham ulkan diametrli kraterda topilgan, buzilgan va ezilgan tuzilmalar halokatli kuchni aniq ko'rsatgan.

Zarar etkazuvchi omillar

Ushbu portlash yangi qurolning kuchi, dushmanni yo'q qilish uchun nimadan foydalanishi mumkinligi haqida birinchi ma'lumotni taqdim etdi. Bular bir nechta omillar:

• yorug'lik nurlanishi, chaqnash, hatto himoyalangan ko'rish organlarini ham ko'r qilishga qodir;
• zarba to'lqini, markazdan harakatlanadigan zich havo oqimi, aksariyat binolarni vayron qiladi;
• ko'pgina uskunalarni o'chirib qo'yadigan va portlashdan keyin birinchi marta kommunikatsiyalardan foydalanishga ruxsat bermaydigan elektromagnit impuls;
• penetratsion nurlanish, ko'pchilik xavfli omil boshqa zararli omillardan panoh topganlar uchun u alfa-beta-gamma nurlanishiga bo'linadi;
• o'nlab va hatto yuzlab yillar davomida salomatlik va hayotga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin bo'lgan radioaktiv ifloslanish.

Yadro qurolidan keyingi foydalanish, shu jumladan jangovar harakatlar, ularning tirik organizmlar va tabiatga ta'sirining barcha o'ziga xos xususiyatlarini ko'rsatdi. 1945 yil 6 avgust o'sha paytda bir qancha muhim harbiy ob'ektlar bilan mashhur bo'lgan kichik Xirosima shahrining o'n minglab aholisi uchun oxirgi kun edi.

Tinch okeanidagi urushning natijasi oldindan aytib bo'lingan xulosa edi, ammo Pentagon Yaponiya arxipelagidagi operatsiya AQSh dengiz piyodalarining milliondan ortiq hayotini talab qiladi, deb hisobladi. Bir tosh bilan bir nechta qushlarni o'ldirish, Yaponiyani urushdan olib chiqish, qo'nish operatsiyasini tejash, yangi qurolni sinab ko'rish va uni butun dunyoga, birinchi navbatda, SSSRga e'lon qilishga qaror qilindi.

Ertalab soat birlarda “Baby” yadro bombasini olib ketayotgan samolyot topshiriq bilan havoga ko‘tarildi.

Shahar ustiga tashlangan bomba taxminan 600 metr balandlikda ertalab soat 8.15 da portlagan. Zilzila o'chog'idan 800 metr uzoqlikda joylashgan barcha binolar vayron bo'lgan. 9 balli zilzilaga bardosh berishga mo‘ljallangan bir necha binolarning devorlarigina omon qolgan.

Bomba portlashi paytida 600 metr radiusda bo'lgan har o'n kishidan faqat bittasi omon qolishi mumkin edi. Yengil nurlanish odamlarni ko'mirga aylantirib, toshda soya izlarini, odam turgan joyning qorong'i izini qoldirdi. Keyingi portlash to'lqini shunchalik kuchli ediki, u portlash joyidan 19 kilometr uzoqlikdagi oynani sindirishi mumkin edi.

Bir o'smirni uydan zich havo oqimi derazadan urib yubordi, yigit uyning devorlari kartochkalar kabi katlanayotganini ko'rdi. Portlash to'lqinidan keyin yong'in tornadosi kelib, portlashdan omon qolgan va yong'in zonasini tark etishga ulgurmagan bir necha aholini yo'q qildi. Portlashdan uzoqda bo'lganlar og'ir bezovtalikni boshdan kechira boshladilar, ularning sababi dastlab shifokorlarga noma'lum edi.

Ko'p vaqt o'tgach, bir necha hafta o'tgach, "radiatsiyaviy zaharlanish" atamasi e'lon qilindi, endi u radiatsiya kasalligi deb nomlanadi.

280 mingdan ortiq odam to'g'ridan-to'g'ri portlash natijasida va keyingi kasalliklardan faqat bitta bomba qurboni bo'ldi.

Yaponiyani yadro quroli bilan bombardimon qilish shu bilan tugamadi. Rejaga ko'ra, atigi to'rt-oltita shahar zarba berishi kerak edi, ammo ob-havo sharoiti faqat Nagasakiga zarba berishga imkon berdi. Ushbu shaharda 150 mingdan ortiq odam Fat Man bombasining qurboni bo'ldi.

Va'dalar Amerika hukumati Yaponiya taslim bo'lishidan oldin bunday hujumlarni amalga oshirish sulhga, keyin esa tugatilgan bitim imzolanishiga olib keldi. Jahon urushi. Ammo yadroviy qurollar uchun bu faqat boshlanishi edi.

Dunyodagi eng kuchli bomba

Urushdan keyingi davr SSSR bloki va uning ittifoqchilarining AQSh va NATO bilan qarama-qarshiligi bilan ajralib turdi. 1940-yillarda amerikaliklar Sovet Ittifoqiga zarba berish imkoniyatini jiddiy ko'rib chiqdilar. Sobiq ittifoqchini ushlab turish uchun bomba yaratish bo'yicha ishlarni tezlashtirish kerak edi va 1949 yil 29 avgustda AQShning yadro qurolidagi monopoliyasi tugatildi. Qurollanish poygasi paytida eng katta e'tibor ikkita yadroviy sinovga loyiqdir.

Bikini atolli, birinchi navbatda, bema'ni suzish kiyimlari bilan mashhur bo'lib, 1954 yilda maxsus kuchli yadroviy zaryadning sinovi tufayli butun dunyo bo'ylab shov-shuvga sabab bo'ldi.

Amerikaliklar atom qurolining yangi dizaynini sinab ko'rishga qaror qilib, zaryadni hisoblamadilar. Natijada portlash rejalashtirilganidan 2,5 barobar kuchliroq bo‘lgan. Yaqin atrofdagi orollar aholisi, shuningdek, hamma joyda bo'lgan yapon baliqchilari hujumga uchradi.

Ammo bu eng kuchli Amerika bombasi emas edi. 1960 yilda B41 yadro bombasi foydalanishga topshirildi, ammo uning kuchi tufayli u hech qachon to'liq sinovdan o'tmadi. Sinov maydonida bunday xavfli qurolni portlatib yuborishdan qo'rqib, zaryadning kuchi nazariy jihatdan hisoblab chiqilgan.

Hamma narsada birinchi bo'lishni yaxshi ko'radigan Sovet Ittifoqi 1961 yilda boshdan kechirdi, aks holda "Kuzkaning onasi" laqabini oldi.

Amerikaning yadroviy shantajiga javoban sovet olimlari dunyodagi eng kuchli bombani yaratdilar. "Novaya Zemlya" da sinovdan o'tgan, u dunyoning deyarli barcha burchaklarida o'z izini qoldirgan. Xotiralarga ko'ra, portlash paytida eng chekka burchaklarda engil zilzila sezilgan.

Portlash to'lqini, albatta, butun halokatli kuchini yo'qotib, Yerni aylana oldi. Bugungi kunga kelib, bu insoniyat tomonidan yaratilgan va sinovdan o'tgan dunyodagi eng kuchli yadroviy bomba. Albatta, agar uning qo'llari bo'sh bo'lsa, Kim Chen Inning yadro bombasi kuchliroq bo'lardi, lekin uni sinab ko'rish uchun uning Yangi Yeri yo'q.

Atom bombasi qurilmasi

Keling, juda ibtidoiy, faqat tushunish uchun atom bombasi qurilmasini ko'rib chiqaylik. Atom bombalarining ko'p sinflari mavjud, ammo uchta asosiysini ko'rib chiqaylik:

• uran 235 asosidagi uran birinchi marta Xirosima ustida portladi;
• plutoniy 239 ga asoslangan plutoniy birinchi marta Nagasaki ustida portladi;
• deyteriy va tritiyli og'ir suvga asoslangan termoyadro, ba'zan vodorod deb ataladi, xayriyatki, aholiga qarshi ishlatilmaydi.

Birinchi ikkita bomba og'ir yadrolarning nazoratsiz yadro reaktsiyasi orqali kichikroqlarga bo'linishi ta'siriga asoslangan. katta miqdor energiya. Uchinchisi vodorod yadrolarining (aniqrog'i uning deyteriy va tritiy izotoplari) vodorodga nisbatan og'irroq bo'lgan geliy hosil bo'lishi bilan birlashishiga asoslangan. Xuddi shu bomba og'irligi uchun vodorod bombasining halokatli salohiyati 20 baravar katta.

Agar uran va plutoniy uchun kritikdan kattaroq massani (zanjir reaktsiyasi boshlanadigan) birlashtirish etarli bo'lsa, vodorod uchun bu etarli emas.

Bir nechta uran bo'laklarini ishonchli tarzda biriga ulash uchun to'p effekti qo'llaniladi, unda uranning kichik qismlari kattaroq bo'laklarga otiladi. Porox ham ishlatilishi mumkin, ammo ishonchliligi uchun kam quvvatli portlovchi moddalar qo'llaniladi.

Plutoniy bombasida zanjir reaktsiyasi uchun zarur shart-sharoitlarni yaratish uchun portlovchi moddalar plutoniy o'z ichiga olgan ingotlar atrofiga joylashtiriladi. Kümülatif ta'sir tufayli, shuningdek, neytron tashabbuskori eng markazda joylashgan (bir necha milligramm poloniyli berilliy) zarur shart-sharoitlar erishiladi.

U o'z-o'zidan portlamaydigan asosiy zaryadga va sug'urtaga ega. Deyteriy va tritiy yadrolarining birlashishi uchun sharoit yaratish uchun bizga hech bo'lmaganda bir nuqtada tasavvur qilib bo'lmaydigan bosim va harorat kerak. Keyinchalik, zanjirli reaktsiya paydo bo'ladi.

Bunday parametrlarni yaratish uchun bomba an'anaviy, ammo kam quvvatli yadroviy zaryadni o'z ichiga oladi, bu sug'urta hisoblanadi. Uning portlashi termoyadro reaksiyasining boshlanishi uchun sharoit yaratadi.

Atom bombasining kuchini baholash uchun "TNT ekvivalenti" deb nomlanadi. Portlash - bu energiya chiqishi, dunyodagi eng mashhur portlovchi TNT (TNT - trinitrotoluol) va barcha yangi turdagi portlovchi moddalar unga tenglashtirilgan. "Baby" bombasi - 13 kiloton TNT. Bu 13000 ga teng.

"Semiz odam" bombasi - 21 kiloton, "Tsar Bomba" - 58 megaton TNT. 26,5 tonnalik massada to'plangan 58 million tonna portlovchi moddalar haqida o'ylash qo'rqinchli, bu bombaning og'irligi shunchalik.

Yadro urushi va yadroviy falokatlar xavfi

O'rtasida paydo bo'ladi dahshatli urush XX asrda yadro quroli insoniyat uchun eng katta xavfga aylandi. Ikkinchi jahon urushidan so'ng darhol Sovuq urush boshlandi, u bir necha bor deyarli to'liq yadroviy mojaroga aylandi. Hech bo'lmaganda bir tomonning yadroviy bomba va raketalardan foydalanish tahdidi 1950-yillarda muhokama qilina boshladi.

Bu urushda g‘olib bo‘lishi mumkin emasligini hamma tushundi va tushundi.

Uni ushlab turish uchun ko'plab olimlar va siyosatchilar tomonidan harakatlar qilingan va qilinmoqda. Chikago universiteti, taklif etilgan yadro olimlarining, shu jumladan, fikrlaridan foydalangan holda Nobel mukofoti sovrindorlari, Yarim tundan bir necha daqiqa oldin Qiyomat soatini o'rnatadi. Yarim tun yadroviy kataklizmni, yangi jahon urushining boshlanishini va eski dunyoning yo'q qilinishini anglatadi. IN turli yillar Soat tillari 17-2 daqiqadan yarim tungacha o'zgarib turardi.

Atom elektr stantsiyalarida sodir bo'lgan bir qancha yirik avariyalar ham ma'lum. Bu falokatlar yadroviy bombalardan haligacha qurol bilan bilvosita bog'liq, ammo ular atomdan harbiy maqsadlarda foydalanish natijalarini mukammal ko'rsatmoqda. Ulardan eng kattasi:

• 1957 yil, Qishtim avariyasi, saqlash tizimidagi nosozlik tufayli Qishtim yaqinida portlash sodir bo'ldi;
• 1957 yil, Angliya, Angliyaning shimoli-g'arbiy qismida xavfsizlik tekshiruvlari o'tkazilmadi;
• 1979 yil, AQSh, o'z vaqtida aniqlanmagan qochqin tufayli atom elektr stantsiyasida portlash va chiqish sodir bo'ldi;
• 1986 yil, Chernobil fojiasi, 4-energetika blokining portlashi;
• 2011 yil, Fukusima stantsiyasida avariya, Yaponiya.

Bu fojialarning har biri yuz minglab odamlar taqdirida og‘ir iz qoldirdi va butun hududlarni alohida nazorat ostidagi noturar joylarga aylantirdi.

Yadro falokatining boshlanishiga deyarli qimmatga tushadigan hodisalar bo'ldi. Sovet yadroviy suv osti kemalari bortida bir necha bor reaktor bilan bog'liq avariyalarga uchragan. Amerikaliklar bortida ikkita Mark 39 yadro bombasi bo'lgan Superfortress bombardimonchi samolyotini tashladilar, rentabelligi 3,8 megaton. Ammo faollashtirilgan "xavfsizlik tizimi" zaryadlarning portlashiga imkon bermadi va falokatning oldini oldi.

Yadro qurollari o'tmish va hozirgi

Bugun bu hammaga ayon yadro urushi zamonaviy insoniyatni yo'q qiladi. Ayni paytda, yadroviy qurolga ega bo'lish va yadroviy klubga kirish, to'g'rirog'i, eshikni taqillatib, unga kirish istagi hamon ba'zi davlat rahbarlarini hayajonga solmoqda.

Hindiston va Pokiston ruxsatisiz yadro qurolini yaratgan, isroilliklar esa bomba borligini yashirmoqda.

Ba'zilar uchun yadroviy bombaga ega bo'lish ularning xalqaro maydondagi ahamiyatini isbotlash usulidir. Boshqalar uchun bu qanotli demokratiya yoki boshqa tashqi omillar aralashmaslik kafolatidir. Ammo asosiysi, bu zaxiralar biznesga kirmaydi, ular uchun ular haqiqatan ham yaratilgan.

Video

Ikkinchi jahon urushi tugaganidan keyin mamlakatlar Gitlerga qarshi koalitsiya tezroq kuchliroq yadroviy bomba yaratishda bir-biridan o'zib ketishga harakat qilishdi.

Amerikaliklar tomonidan Yaponiyadagi haqiqiy ob'ektlarda o'tkazilgan birinchi sinov SSSR va AQSh o'rtasidagi vaziyatni chegaragacha qizdirdi. Yaponiya shaharlarida momaqaldiroq bo'lgan va ulardagi butun hayotni deyarli yo'q qilgan kuchli portlashlar Stalinni jahon sahnasida ko'plab da'volardan voz kechishga majbur qildi. Aksariyat sovet fiziklari zudlik bilan yadro qurolini yaratishga "tashlandilar".

Yadro qurollari qachon va qanday paydo bo'lgan?

Atom bombasining tug'ilgan yilini 1896 yil deb hisoblash mumkin. O‘shanda fransuz kimyogari A.Bekkerel uranning radioaktiv ekanligini aniqlagan. Uranning zanjirli reaktsiyasi kuchli energiya, bu dahshatli portlash uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Bekkerel o'zining kashfiyoti butun dunyodagi eng dahshatli qurol - yadro qurolini yaratishga olib kelishini tasavvur qilgan bo'lishi dargumon.

19-asr oxiri - 20-asr boshlari yadro quroli ixtirosi tarixida burilish nuqtasi boʻldi. Aynan shu davrda butun dunyo olimlari quyidagi qonunlar, nurlar va elementlarni kashf qilishdi:

• Alfa, gamma va beta nurlari;
• Ko'plab izotoplar topilgan kimyoviy elementlar, radioaktiv xususiyatlarga ega;
• Sinov namunasidagi radioaktiv atomlar soniga qarab radioaktiv parchalanish intensivligining vaqt va miqdoriy bog'liqligini aniqlaydigan radioaktiv parchalanish qonuni ochildi;
• Yadro izometriyasi paydo bo'ldi.

1930-yillarda ular neytronlarni yutish orqali birinchi marta uranning atom yadrosini bo'lishga muvaffaq bo'lishdi. Shu bilan birga, pozitronlar va neyronlar kashf qilindi. Bularning barchasi atom energiyasidan foydalanadigan qurollarni yaratishga kuchli turtki berdi. 1939 yilda dunyodagi birinchi atom bombasi dizayni patentlangan. Buni frantsuz fizik Frederik Joliot-Kyuri amalga oshirdi.

Ushbu sohadagi keyingi tadqiqotlar va ishlanmalar natijasida yadroviy bomba tug'ildi. Zamonaviy atom bombalarini yo'q qilish kuchi va radiusi shunchalik kattaki, yadroviy salohiyatga ega bo'lgan mamlakat deyarli kuchli armiyaga muhtoj emas, chunki bitta atom bombasi butun davlatni yo'q qilishi mumkin.

Atom bombasi qanday ishlaydi?

Atom bombasi ko'plab elementlardan iborat bo'lib, asosiylari:

• Atom bombasi tanasi;
• Portlash jarayonini boshqaruvchi avtomatlashtirish tizimi;
• Yadro zaryadi yoki jangovar kallak.

Avtomatlashtirish tizimi yadro zaryadi bilan birga atom bombasining tanasida joylashgan. Uy-joy dizayni jangovar kallakni turli xil narsalardan himoya qilish uchun etarlicha ishonchli bo'lishi kerak tashqi omillar va ta'sirlar. Misol uchun, har xil mexanik, harorat yoki shunga o'xshash ta'sirlar, bu atrofdagi hamma narsani yo'q qiladigan ulkan quvvatning rejasiz portlashiga olib kelishi mumkin.

Avtomatlashtirish vazifasi portlashning to'g'ri vaqtda sodir bo'lishini ta'minlashni to'liq nazorat qilishdir, shuning uchun tizim quyidagi elementlardan iborat:

• Favqulodda portlash uchun mas'ul bo'lgan qurilma;
• Avtomatlashtirish tizimining elektr ta'minoti;
• Detonatsiya sensori tizimi;
• Xo'roz qurilmasi;
• Xavfsizlik qurilmasi.

Birinchi sinovlar o'tkazilganda, yadroviy bombalar zararlangan hududni tark etishga muvaffaq bo'lgan samolyotlarga yetkazildi. Zamonaviy atom bombalari shunchalik kuchliki, ularni faqat kruiz, ballistik yoki hech bo'lmaganda zenit raketalari yordamida etkazib berish mumkin.

Atom bombalarida ishlatiladi turli tizimlar portlash. Ulardan eng oddiyi an'anaviy qurilma bo'lib, u o'q nishonga tegsa, ishga tushadi.

Yadro bombalari va raketalarining asosiy xususiyatlaridan biri ularning kalibrlarga bo'linishi bo'lib, ular uch turga bo'linadi:

• Kichik, bu kalibrli atom bombalarining kuchi bir necha ming tonna TNTga teng;
• O'rtacha (portlash kuchi - bir necha o'n minglab tonna trotil);
• Katta, zaryad quvvati millionlab tonna TNT bilan o'lchanadi.

Qizig'i shundaki, ko'pincha barcha yadroviy bombalarning kuchi TNT ekvivalentida aniq o'lchanadi, chunki atom qurollarida portlash kuchini o'lchash uchun o'z shkalasi yo'q.

Yadro bombalarini ishlatish algoritmlari

Har qanday atom bombasi yadro reaktsiyasi paytida ajralib chiqadigan yadro energiyasidan foydalanish printsipi asosida ishlaydi. Ushbu protsedura og'ir yadrolarning bo'linishi yoki engil yadrolarning sinteziga asoslangan. Chunki bu reaksiya davomida katta miqdorda energiya ajralib chiqadi va ichida eng qisqa vaqt, yadroviy bombani yo'q qilish radiusi juda ta'sirli. Bu xususiyat tufayli yadro qurollari ommaviy qirg'in qurollari sifatida tasniflanadi.

Atom bombasining portlashi natijasida yuzaga keladigan jarayonda ikkita asosiy nuqta mavjud:

• Bu portlashning bevosita markazi bo'lib, u erda yadro reaktsiyasi sodir bo'ladi;
• Portlashning epitsentri bomba portlagan joyda joylashgan.

Atom bombasi portlashi paytida ajralib chiqadigan yadro energiyasi shunchalik kuchliki, yer yuzida seysmik silkinishlar boshlanadi. Shu bilan birga, bu silkinishlar faqat bir necha yuz metr masofada to'g'ridan-to'g'ri halokatga olib keladi (garchi siz bombaning o'zi portlash kuchini hisobga olsangiz, bu silkinishlar endi hech narsaga ta'sir qilmaydi).

Yadro portlashi paytidagi zarar omillari

Yadro bombasining portlashi nafaqat dahshatli lahzali halokatga olib keladi. Bu portlash oqibatlarini nafaqat jabrlangan hududda tutilgan odamlar, balki ularning atom portlashidan keyin tug‘ilgan farzandlari ham his qiladi. Atom qurollari bilan yo'q qilish turlari quyidagi guruhlarga bo'linadi:

• To'g'ridan-to'g'ri portlash paytida yuzaga keladigan yorug'lik nurlanishi;
• Portlashdan so'ng darhol bomba tomonidan tarqalgan zarba to'lqini;
• Elektromagnit impuls;
• Penetratsion nurlanish;
• O'nlab yillar davom etishi mumkin bo'lgan radioaktiv ifloslanish.

Bir qarashda yorug'lik chaqnashi eng kam tahdidli bo'lib ko'rinsa-da, aslida bu juda katta miqdordagi issiqlik va yorug'lik energiyasini chiqarish natijasidir. Uning kuchi va kuchi quyosh nurlarining kuchidan ancha yuqori, shuning uchun yorug'lik va issiqlikning shikastlanishi bir necha kilometr masofada halokatli bo'lishi mumkin.

Portlash paytida chiqadigan radiatsiya ham juda xavflidir. Garchi u uzoq vaqt harakat qilmasa ham, u atrofdagi hamma narsani yuqtirishga muvaffaq bo'ladi, chunki uning kirib borish kuchi nihoyatda yuqori.

Atom portlashi paytida zarba to'lqini an'anaviy portlashlar paytida xuddi shu to'lqinga o'xshaydi, faqat uning kuchi va yo'q qilish radiusi ancha katta. Bir necha soniya ichida u nafaqat odamlarga, balki jihozlar, binolar va atrof-muhitga tuzatib bo'lmaydigan zarar etkazadi.

Penetratsion nurlanish radiatsiya kasalligining rivojlanishiga olib keladi va elektromagnit impuls faqat jihozlar uchun xavf tug'diradi. Bu omillarning barchasi va portlash kuchining kombinatsiyasi atom bombasini dunyodagi eng xavfli qurolga aylantiradi.

Dunyodagi birinchi yadroviy qurol sinovlari

Yadro qurolini ishlab chiqqan va sinovdan o'tkazgan birinchi davlat Amerika Qo'shma Shtatlari edi. Aynan AQSh hukumati yangi istiqbolli qurollarni ishlab chiqish uchun katta moliyaviy subsidiyalar ajratdi. 1941 yil oxiriga kelib, atomni rivojlantirish sohasidagi ko'plab taniqli olimlar Qo'shma Shtatlarga taklif qilindi, ular 1945 yilga kelib sinov uchun mos bo'lgan atom bombasi prototipini taqdim etishga muvaffaq bo'lishdi.

Portlovchi moslama bilan jihozlangan atom bombasining dunyodagi birinchi sinovlari Nyu-Meksiko shtatidagi cho'lda o'tkazildi. "Gadjet" deb nomlangan bomba 1945 yil 16 iyulda portlatilgan. Harbiylar yadro bombasini haqiqiy jangovar sharoitda sinab ko‘rishni talab qilgan bo‘lsa-da, sinov natijasi ijobiy bo‘ldi.

Natsistlar koalitsiyasida g'alabaga bir qadam qolganini va bunday imkoniyat boshqa paydo bo'lmasligi mumkinligini ko'rib, Pentagon oxirgi ittifoqdoshiga yadroviy zarba berishga qaror qildi. Gitler Germaniyasi- Yaponiya. Bundan tashqari, yadroviy bombadan foydalanish bir vaqtning o'zida bir nechta muammolarni hal qilishi kerak edi:

• Agar AQSh qo'shinlari Yaponiya imperatorlik tuprog'iga qadam qo'ysa, muqarrar ravishda yuzaga keladigan keraksiz qon to'kilishini oldini olish uchun;
• Bir zarba bilan bo'ysunmaydigan yaponlarni tiz cho'ktiring va ularni Qo'shma Shtatlar uchun qulay shartlarni qabul qilishga majbur qiling;
• SSSRga (kelajakda mumkin bo'lgan raqib sifatida) AQSh armiyasi har qanday shaharni yer yuzidan qirib tashlashga qodir noyob qurolga ega ekanligini ko'rsating;
• Va, albatta, haqiqiy jangovar sharoitlarda yadroviy qurol nimaga qodirligini amalda ko'rish.

1945-yil 6-avgustda Yaponiyaning Xirosima shahriga harbiy harakatlarda qoʻllanilgan dunyodagi birinchi atom bombasi tashlandi. Ushbu bomba og'irligi 4 tonna bo'lgani uchun "Baby" deb nomlangan. Bombani tashlash puxta rejalashtirilgan edi va u rejalashtirilgan joyga to'g'ri keldi. Portlash toʻlqini vayron boʻlmagan uylar yonib ketdi, chunki uylarga tushgan pechlar yongʻin keltirib chiqardi va butun shahar alangaga aylandi.

Yorqin chaqnashdan keyin 4 kilometr radiusda butun hayotni yoqib yuboradigan issiqlik to'lqini paydo bo'ldi va keyingi zarba to'lqini ko'pchilik binolarni vayron qildi.

800 metr radiusda issiq urishdan aziyat chekkanlar tiriklayin yondirilgan. Portlash to‘lqini ko‘pchilikning kuygan terisini yirtib tashladi. Bir necha daqiqadan so'ng bug' va kuldan iborat g'alati qora yomg'ir yog'a boshladi. Qora yomg‘ir ostida qolganlarning terisi davolab bo‘lmas kuyishlar oldi.

Omon qolish uchun omadli bo'lganlar o'sha paytda nafaqat o'rganilmagan, balki umuman noma'lum bo'lgan nurlanish kasalligidan aziyat chekdilar. Odamlarda isitma, qusish, ko'ngil aynishi va zaiflik xurujlari paydo bo'la boshladi.

1945 yil 9 avgustda Nagasaki shahriga "Semiz odam" deb nomlangan ikkinchi Amerika bombasi tashlandi. Ushbu bomba birinchisi bilan bir xil kuchga ega edi va uning portlashi oqibatlari xuddi shunday halokatli edi, garchi odamlarning yarmi o'lgan.

Yaponiya shaharlariga tashlangan ikkita atom bombasi dunyodagi atom qurolidan foydalanishning birinchi va yagona holatlari edi. Bombadan keyingi dastlabki kunlarda 300 000 dan ortiq odam halok bo'ldi. Yana 150 mingga yaqin odam nurlanish kasalligidan vafot etdi.

Yaponiya shaharlarining yadroviy bombardimonidan so'ng Stalin haqiqiy zarbani boshdan kechirdi. Sovet Rossiyasida yadro qurolini yaratish masalasi butun mamlakat xavfsizligi masalasi ekanligi unga ayon bo'ldi. 1945 yil 20 avgustda zudlik bilan I. Stalin tomonidan tuzilgan atom energiyasi masalalari bo'yicha maxsus qo'mita ish boshladi.

Yadro fizikasi bo'yicha tadqiqotlar bir guruh ishqibozlar tomonidan olib borilgan bo'lsa-da Chor Rossiyasi, V Sovet davri unga etarlicha e'tibor berilmagan. 1938 yilda bu boradagi barcha tadqiqotlar butunlay to'xtatildi, ko'plab yadro olimlari xalq dushmani sifatida qatag'on qilindi. Keyin yadroviy portlashlar Yaponiyada Sovet hokimiyati mamlakatda atom sanoatini keskin tiklay boshladi.

Yadro qurolini yaratish fashistlar Germaniyasida amalga oshirilganligi va Amerikaning "xom" atom bombasini o'zgartirgan nemis olimlari bo'lganligi haqida dalillar mavjud, shuning uchun AQSh hukumati Germaniyadan barcha yadro mutaxassislarini va yadroviy qurolni ishlab chiqish bilan bog'liq barcha hujjatlarni olib tashladi. qurollar.

Urush paytida barcha xorijiy razvedka xizmatlarini chetlab o'tishga muvaffaq bo'lgan Sovet razvedka maktabi 1943 yilda yadro qurolini ishlab chiqish bilan bog'liq maxfiy hujjatlarni SSSRga topshirgan. Shu bilan birga, sovet agentlari Amerikaning barcha yirik yadroviy tadqiqot markazlariga kirib bordilar.

Ushbu barcha chora-tadbirlar natijasida, 1946 yilda Sovet Ittifoqida ishlab chiqarilgan ikkita yadroviy bomba ishlab chiqarish uchun texnik shartlar tayyor edi:

• RDS-1 (plutoniy zaryadi bilan);
• RDS-2 (uran zaryadining ikki qismi bilan).

"RDS" qisqartmasi "Rossiya buni o'zi bajaradi" degan ma'noni anglatadi, bu deyarli to'g'ri edi.

SSSR yadro qurolini chiqarishga tayyorligi haqidagi xabar AQSH hukumatini keskin choralar koʻrishga majbur qildi. 1949 yilda troyan rejasi ishlab chiqildi, unga ko'ra 70 ta eng yirik shaharlar SSSR atom bombalarini tashlashni rejalashtirgan. Faqat javob zarbasi qo'rquvi bu rejaning amalga oshishiga to'sqinlik qildi.

Bu xavotirli ma'lumotlar kelib chiqadi Sovet razvedka zobitlari, olimlarni favqulodda rejimda ishlashga majbur qildi. 1949 yil avgust oyida SSSRda ishlab chiqarilgan birinchi atom bombasining sinovlari bo'lib o'tdi. Qo'shma Shtatlar ushbu sinovlar haqida bilib olgach, troyan rejasi noma'lum muddatga qoldirildi. Tarixda "sovuq urush" nomi bilan mashhur bo'lgan ikki super kuch o'rtasidagi qarama-qarshilik davri boshlandi.

"Tsar Bomba" nomi bilan tanilgan dunyodagi eng kuchli yadroviy bomba aynan "davrga" tegishli. Sovuq urush" SSSR olimlari insoniyat tarixidagi eng kuchli bombani yaratdilar. Uning kuchi 60 megatonni tashkil etdi, garchi u 100 kiloton quvvatga ega bomba yaratish rejalashtirilgan edi. Ushbu bomba 1961 yil oktyabr oyida sinovdan o'tkazildi. Portlash paytida olov sharining diametri 10 kilometrni tashkil etgan va portlash to'lqini yer sharini uch marta aylangan. Aynan shu sinov dunyoning aksariyat mamlakatlarini nafaqat yer atmosferasida, balki koinotda ham yadroviy sinovlarni to'xtatish to'g'risida shartnoma imzolashga majbur qildi.

Garchi atom qurollari tajovuzkor mamlakatlarni qo'rqitishning ajoyib vositasi bo'lsa-da, boshqa tomondan ular har qanday harbiy to'qnashuvlarni bartaraf etishga qodir, chunki atom portlashi mojaroning barcha tomonlarini yo'q qilishi mumkin.