A hidrogénbomba (hidrogénbomba, HB, WB) tömegpusztító fegyver, amely hihetetlen romboló hatású (teljesítményét megatonokkal becsülik TNT egyenértékben). A bomba működésének és a strukturális séma elve a hidrogénmagok termonukleáris szintézisének energiáján alapul. A robbanás során előforduló folyamatok, hasonlóak a csillagokon (beleértve a Napot is). A hosszú távú szállításra alkalmas WB első próbáját (A. Szaharov projektje) a Szovjetunióban végezték a Semipalatinsk közelében.
Termonukleáris reakció
A nap óriási hidrogén tartalékot tartalmaz, amely az ultrahang nyomás és hőmérséklet állandó hatása alatt van (kb. 15 millió Kelvin). Ilyen szélsőséges sűrűség és plazma hőmérséklet esetén a hidrogénatomok magjai véletlenszerűen ütköznek egymással. Az ütközések eredménye egy nukleáris fúzió, és ennek következtében egy nehezebb elem - hélium - magjainak kialakulása. Az ilyen típusú reakciókat termonukleáris fúziónak nevezik, melyeket hatalmas mennyiségű energia felszabadulása jellemez.
A fizika törvényei a termonukleáris reakció során az energia felszabadulást magyarázzák: a nehezebb elemek kialakulásában résztvevő könnyű magok tömegének egy része felhasználatlan marad, és óriási mennyiségben tiszta energiává alakul. Éppen ezért égi testünk másodpercenként elveszít mintegy 4 millió tonna anyagot, miközben egy folyamatos energiaáramlást szabadít fel a világűrbe.
Hidrogén izotópok
Az összes létező atom közül a legegyszerűbb a hidrogénatom. Csak egy protonból áll, amely a magot képezi, és az egyetlen elektron körül forog. A víz (H2O) tudományos tanulmányainak eredményeként kiderült, hogy az úgynevezett „nehéz” víz kis mennyiségben jelen van benne. Tartalmaz hidrogén (2H vagy deutérium) „nehéz” izotópjait, amelyek magjai egy protonon kívül egy neutronot is tartalmaznak (egy részecske közel van a protonhoz, de nincs töltés).
A tudomány is ismeri a tríciumot, a hidrogén harmadik izotópját, amelynek magja 1 protont és 2 neutronot tartalmaz egyszerre. A tritiumot instabilitás és állandó spontán bomlás jellemzi az energia (sugárzás) kibocsátásával, amelynek eredményeként héliumizotóp keletkezik. A trícium nyomai a Föld légkörének felső rétegében találhatók: a kozmikus sugárzás hatására ott vannak a levegőt képező gázok molekulái hasonló változásokon. A trícium megszerzése egy nukleáris reaktorban is lehetséges a lítium-6 izotóp erős sugárzásával.
A hidrogénbomba fejlesztése és első tesztjei
Egy alapos elméleti elemzés eredményeként a Szovjetunió és az USA szakemberei arra a következtetésre jutottak, hogy a deutérium és a trícium keveréke megkönnyíti a termonukleáris fúzió reakciójának megkezdését. Ezzel a tudással az Egyesült Államok tudósai a múlt század ötvenes éveiben hidrogénbombát hoztak létre. 1951 tavaszán tesztet végeztünk az Enyvetok telephelyén (atoll a Csendes-óceánon), de csak részleges termonukleáris fúzió érhető el.
Egy kicsit több mint egy év telt el, és 1952 novemberében a TNT-ben körülbelül 10 Mt-os teljesítményű hidrogénbomba második vizsgálatát végezték. Ez a robbanás azonban aligha nevezhető a termikus nukleáris bomba robbanásának a modern értelemben: valójában az eszköz egy nagy konténer (egy három emeletes ház mérete), tele folyékony deutériummal.
Oroszországban is az atomfegyverek fejlesztését, az A.D. Szaharovot a Semipalatinsk teszthelyén tesztelték 1953. augusztus 12-én. RDS-6 (ez a fajta tömegpusztító fegyver Szaharov „puffjának” nevezték, mivel a rendszer a töltő-iniciátort körülvevő deutériumrétegek sorozatos bevezetését vonta maga után) 10 Mt erővel rendelkezett. Az amerikai „háromemeletes épületnek” ellentétben azonban a szovjet bomba tömör volt, és egy stratégiai bombázón az ellenség területére irányuló támadás helyére azonnal szállítható.
Miután elfogadták a kihívást, az Egyesült Államok 1954 márciusában robbanást okozott egy erősebb légi bombát (15 Mt) a Bikini Atoll (Csendes-óceán) teszthelyén. A vizsgálat nagy mennyiségű radioaktív anyag atmoszférájába került, amelyek némelyike száz kilométeres csapadékkal esett a robbanás epicentrumától. A "Happy Dragon" japán hajó és a Rogelap szigetére telepített eszközök jelentősen megnövekedtek a sugárzásban.
Mivel a hidrogénbomba robbanása során fellépő folyamatok eredményeként stabil, biztonságos hélium keletkezik, várhatóan a radioaktív emisszió nem haladhatja meg a termonukleáris fúzió atomi detonátorának szennyeződését. A valós radioaktív kiáramlások számítása és mérése azonban nagymértékben változott, mind mennyiségben, mind összetételben. Ezért az amerikai vezetés úgy döntött, hogy ideiglenesen felfüggeszti a fegyver tervezését, amíg a környezetre és az emberre gyakorolt hatásának teljes körű vizsgálatára nem kerül sor.
Videó: tesztek a Szovjetunióban
Cár bomba - Szovjetunió hőmérő bomba
A hidrogénbombák láncának zsírpontját a Szovjetunió határozta meg, amikor 1961 október 30-án az 50-szeres (a legnagyobb történeti cári bomba) tesztet a Novaya Zemlyán végezték - az AD kutatócsoport hosszú távú munkájának eredménye. Szaharov. A robbanás 4 kilométeres magasságban zuhant, és a sokkhullámokat háromszor többször rögzítették a világ minden táján. Annak ellenére, hogy a teszt nem tárt fel hibát, a bomba soha nem lépett üzembe. De az a tény, hogy az ilyen fegyvereket a szovjetek birtokában tartották, kitörölhetetlen benyomást tett az egész világra, míg az Egyesült Államokban megállt a nukleáris arzenál űrtartalmának megszerzése. Oroszországban viszont úgy döntöttek, hogy elhagyják a harci kötelékek bevezetését a harci kötelékekért.
A hidrogén bomba elve
A hidrogénbomba a legösszetettebb technikai eszköz, amelynek robbanása számos folyamat szekvenciális áramlását igényli.
Először is, a WB (miniatűr atombomba) burkolatán belül az iniciátor töltés detonációja következik be, ami a neutronok hatékony kilökődését és a hőfúziós fúzió megkezdéséhez szükséges magas hőmérséklet kialakulását eredményezi. A lítium-deuterid bélés masszív neutronbombázása megkezdődik (deutérium és lítium-6 izotóp kombinálásával).
A neutronok hatására a lítium-6 tritiumra és héliumra bomlik. Ebben az esetben az atomi biztosíték olyan anyagforrássá válik, amely szükséges a termonukleáris fúzió előfordulásához magában.
A trícium és a deutérium keveréke termonukleáris reakciót vált ki, aminek következtében a bomba belsejében gyorsan emelkedik a hőmérséklet, és egyre több hidrogén vesz részt a folyamatban.
A hidrogénbomba működésének elve ezen folyamatok ultraszáras áramlását jelenti (a töltőberendezés és a fő elemek elrendezése ehhez hozzájárul), ami pillanatnyilag a megfigyelőnek néz ki.
Superbomb: felosztás, szintézis, felosztás
A fent leírt folyamatok szekvenciája a tríciummal való deutérium reakció megkezdése után következik be. Továbbá úgy döntöttek, hogy nukleáris hasadást használnak, nem pedig a nehezebbek szintézisét. A trícium és a deutérium magjainak fúziója után szabad hélium és gyors neutronok szabadulnak fel, amelyek elegendő energiával rendelkeznek az urán-238 hasadásának megkezdéséhez. A gyors neutronok szétoszthatják az atomokat egy szuperbomb uránhéjjából. Egy tonna urán felosztása 18 Mt nagyságú energiát termel. Ebben az esetben az energiát nemcsak robbanási hullám létrehozására, hanem egy hatalmas mennyiségű hő felszabadítására fordítják. Az urán minden atomja két radioaktív "fragmentumba" esik. Egy egész "csokor" alakul ki különböző kémiai elemekből (legfeljebb 36) és körülbelül kétszáz radioaktív izotópból. Emiatt számos radioaktív kiáramlás keletkezik, több száz kilométerre rögzítve a robbanás epicentrumától.
A „vasfüggöny” bukása után kiderült, hogy a Szovjetunió egy 100 Mt-os kapacitású „bomba királyát” tervez. Annak a ténynek köszönhetően, hogy abban az időben nem volt olyan repülőgép, amely képes ilyen hatalmas töltésre, az ötletet az 50 Mt-os bomba javára hagyták el.
A hidrogénbomba robbanásának következményei
Sokk hullám
A hidrogénbomba robbanás nagyszabású pusztítást és következményeket jelent, és az elsődleges (közvetlen, közvetlen) hatás háromszoros. A közvetlen hatások közül a legnyilvánvalóbb az ultra-nagy intenzitású sokkhullám. Romboló képessége a robbanás epicentrumától való távolsággal csökken, és attól is függ, hogy maga a bomba és a töltés magassága áll-e.
Hőhatás
A robbanásból származó hő hatása ugyanolyan tényezőktől függ, mint a sokkhullám ereje. De még egy még hozzá is adódik - a légtömeg átláthatóságának mértéke. A köd vagy akár enyhe felhősség drasztikusan csökkenti a sérülés sugárát, amelyben a hőhullám súlyos égési sérüléseket és látásvesztést okozhat. A hidrogénbomba robbanás (több mint 20 Mt) hihetetlen mennyiségű hőenergiát termel, ami elegendő ahhoz, hogy 5 km távolságban betonolódjon, majd 10 km-re elpárologjon egy kis tóból a vizet, elpusztítsa az ellenség ellenséges munkatársait, berendezéseit és épületeit ugyanazon a távolságon . A közepén 1-2 km átmérőjű, 50 m mélységű tölcsér képződik vastag üveges tömeggel (több méternyi homoktartalmú sziklák szinte azonnal megolvadnak, üvegre váltva).
A tényleges vizsgálatok során kapott számítások szerint az emberek 50% -os esélyt kapnak arra, hogy életben maradjanak, ha:
- Ezek a betonházak (földalatti), a robbanás epicentrumától 8 km-re találhatóak;
- Lakóépületekben, az EV-től 15 km-re található;
- Az EV-től 20 km-nél nagyobb távolságban nyílt területen fognak találkozni, rossz láthatóság mellett („tiszta” légkörben ebben az esetben a minimális távolság 25 km).
Az EV-től való távolságtól függően drámaian megnő az a valószínűség, hogy élők maradjanak a nyitott területen. Tehát 32 km-re 90-95% lesz. A robbanás elsődleges hatásának határértéke 40-45 km.
tűzgömb
A hidrogénbomba robbanás egy másik nyilvánvaló hatása az önfenntartó tűzoltók (hurrikánok), amelyek az éghető anyagok óriási tömegéből származnak a tűzgolyóba. Ennek ellenére a robbanás hatásának mértéke szerint a legveszélyesebb a környezet tíz kilométeres körüli környezetszennyezése.
csapadék
A robbanás után megjelenő tűzgolyó nagy mennyiségben (nehéz magok bomlástermékei) gyorsan tele van radioaktív részecskékkel. A részecskeméret olyan kicsi, hogy a felső légkörben nagyon hosszú ideig ott maradhatnak. Minden, amit a tűzgolyó a föld felszínén elérte, azonnal hamvává és porokká alakul, majd a tűz oszlopába húzódik. A lángvortexek ezeket a részecskéket feltöltött részecskékkel keverik, ami a radioaktív por veszélyes keverékét képezi, melynek során a granulátumok hosszú időre elmerülnek.
A durva por elég gyorsan leülepedik, de a finom por a levegőn nagy távolságokra terjed, fokozatosan kiszorulva az újonnan kialakult felhőből. Az EV közvetlen közelében a legnagyobb és leginkább feltöltött részecskék lerakódnak, és a szem által látható hamu részecskék még száz kilométerre találhatók. Halálos burkolatot alkotnak, több centiméter vastag. Aki közel áll hozzá, veszélyes sugárzási dózist szerezhet.
A kisebb és megkülönböztethetetlen részecskék sok éven át úszhatnak a légkörben, és sokszor hajlanak a Föld körül. Mire a felszínre esnek, elég radioaktivitást veszítenek. A legveszélyesebb stroncium-90, amelynek felezési ideje 28 év, és stabil sugárzást hoz létre ebben az időben. A megjelenését világszerte a műszerek határozzák meg. "A leszállás" a füvön és a lombokon, az élelmiszerláncokban vesz részt. Ebből kifolyólag a vizsgálat során több ezer kilométerre lévő emberek találták a csontokban felhalmozódott stroncium-90-et. Még ha rendkívül kicsi a tartalma, a „radioaktív hulladék tárolásának helyszíne” lehetőség nem jó egy személy számára, ami a csont malignus daganatok kialakulásához vezet. Oroszország (és más országok) régióiban a hidrogénbombák próbaindításának helyszíneihez képest még megnövekedett radioaktív háttér figyelhető meg, ami ismét bizonyítja, hogy ez a fajta fegyver jelentős következményekkel járhat.
