используют ядерное деление. В отличие от атомной бомбы, при взрыве которой энергия выделяется в результате деления атомного ядра, в водородной бомбе идет термоядерная реакция, подобная той, которая происходит на Солнце. Действие водородной бомбы основано на выделении энергии при реакциях термоядерного синтеза. Популярная лекция о том, как устроено термоядерное оружие и о том какова роль математиков в его создании.
Последствия обогащения
- Истинное происхождение советской водородной бомбы
- Водородная бомба - состав и принцип действий
- Д.т.н. И.И.Никитчук. Термоядерный прорыв. К истории создания водородной бомбы в СССР
- Атомная, водородная, нейтронная… Чем отличаются и как работают
- Водородная бомба. История создания мощного оружия
- «Ничего подобного у США не было»: какую роль в истории СССР сыграло появление водородного оружия
Термоядерная бомба: устройство. Первая термоядерная бомба. Испытание термоядерной бомбы
Принцип действия термоядерного оружия Разрушительная сила термоядерного оружия основана на применении энергии, возникающей в процессе синтеза лёгких ядер гелия из изотопов водорода — дейтерия и трития. Запустить процесс термоядерного синтеза только с использованием данных веществ современные достижения научно-технического прогресса не позволяют. Поэтому в качестве первой ступени водородной бомбы используется обычная ядерная бомба, а в качестве компонентов или материала ряда последующих ступеней используются изотопы урана. Конструкция простейшей водородной бомбы: Триггер — маломощный инициирующий ядерный заряд несколько килотонн тротила. Контейнер, содержащий термоядерное топливо с полым запальным стержнем из урана или плутония. Материал оболочки контейнера — свинец или уран 238.
Пластиковый наполнитель, которым заливают триггер и контейнер. Корпус бомбы, выполненный из стальных или алюминиевых сплавов. В него помещают наполнитель с основными элементами бомбы. При взрыве инициирующего ядерного заряда возникает поток рентгеновского излучения, приводящий к мгновенному испарению оборочки контейнера с термоядерным топливом. При её испарении происходит мощное обжатие находящегося внутри термоядерного топлива и запального стержня.
Запальный стержень переходит в сверхкритическое состояние, тем самым инициируя цепную реакцию деления, следствием которой является выделение огромного количества тепла. В разогретом и сжатом термоядерном топливе происходит реакция синтеза ядер гелия из ядер водорода с выделением большого количества энергии электромагнитной энергии различного спектра, а также потока нейтронов.
Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно "Счастливый дракон", а другая покрыла остров Ронгелап. Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную примерно 15 Мт авиабомбу. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу. Слайд 6 Описание слайда: Механизм действия водородной бомбы. Механизм действия водородной бомбы.
Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы: Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HБ заряд-инициатор термоядерной реакции небольшая атомная бомба , в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития - соединения дейтерия с литием используется изотоп лития с массовым числом 6. Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Слайд 7 Описание слайда: Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе. Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода.
Испускаемые плутониевым стержнем в результате деления ядер плутония нейтроны взаимодействуют с ядрами лития-6, в результате чего получается тритий, который далее взаимодействует с дейтерием.
Если оболочка контейнера была изготовлена из природного урана, то быстрые нейтроны, образующиеся в результате реакции синтеза, вызывают в ней реакции деления атомов урана-238, добавляющие свою энергию в общую энергию взрыва. Подобным образом создается термоядерный взрыв практически неограниченной мощности, так как за оболочкой могут располагаться еще другие слои дейтерида лития и слои урана-238 слойка. Подробнее об этом можно прочитать здесь. Кстати, в нашей стране во времена СССР было взорвано немало водородных бомб в качестве испытаний термоядерного оружия. Во время испытаний в радиусе 1000 километров от эпицентра взрыва не раз было зафиксировано нарушение радиосвязи. В пределах 100 км от взрыва здания были полностью уничтожены. Ударная волна, создаваемая водородной бомбой, три раза проходила вокруг всего Земного шара, заставив весь мир содрогнуться, посеяв беспрецедентный страх.
Ядерные бомбы идеальным образом уравновешивают мир на Земле. Также ядерное вооружение, которым владеют многие страны, позволяет избегать крупномасштабных военных действий между государствами. Хотя сила ядерного оружия чрезвычайно ужасна, нашей стране ядерное вооружение позволяет чувствовать себя в безопасности. Долгое время наличие ядерного арсенала России удерживало другие страны от соблазна напасть на наши территории. К сожалению, в последние годы некоторые страны как-то позабыли о нашем большом арсенале, считая, что многое вооружение устарело. Но это не так.
Авторы изделия предусмотрели для нее трехступенчатую конструкцию: ядерный заряд первой ступени расчетный вклад в мощность взрыва — 1,5 мегатонны запускал термоядерную реакцию во второй ступени вклад в мощность взрыва — 50 мегатонн. Она же в свою очередь инициировала так называемую ядерную реакцию Джекила — Хайда деление ядер в блоках урана-238 под действием быстрых нейтронов, образующихся в результате реакции термоядерного синтеза в третьей ступени еще 50 мегатонн мощности. Так что общая расчетная мощность АН602 должна была составить 101,5 мегатонны. Такое оружие устрашило даже разработчиков — они пришли к выводу, что взрыв подобной конструкции вызовет чрезвычайно мощное радиационное загрязнение. В итоге конструкторский коллектив, в который входили Виктор Адамский, Андрей Сахаров, Юрий Бабаев, Юрий Смирнов и Юрий Трутнев, решил отказаться от реакции Джекила — Хайда в третьей ступени бомбы и заменить урановые компоненты на их свинцовый эквивалент. Это должно было уменьшить расчетную общую мощность взрыва почти вдвое до 51,5 мегатонны. Я решил, что это изделие будет испытываться в "чистом варианте" — с искусственно уменьшенной мощностью, но тем не менее существенно большей, чем у какого-либо испытанного ранее кем-либо изделия. Даже в этом варианте его мощность превосходила бомбу Хиросимы в несколько тысяч раз! Подготовка к испытанию "Царь-бомбы" АН602 было решено испытать в конце октября 1961 года на полигоне на Новой Земле. Супербомбу собирали в первом советском ядерном центре, родине отечественного ядерного оружия Конструкторском бюро — 11 в Арзамасе-16, прямо на специальной железнодорожной платформе. Для этого даже пришлось проложить железнодорожную ветку внутрь цеха. В двадцатых числах октября вагон с бомбой выглядевший снаружи как совершенно обычный вагон в составе литерного поезда под усиленной охраной отправился к месту своего назначения — станции Оленьей на Кольском полуострове. Тот поезд состоял из нескольких вагонов, расположенных спереди и сзади вагона с бомбой. Любые неожиданности были исключены.
Как работает водородная бомба
| Водородная бомба и ядерная бомба отличия | Принцип действия водородной бомбы РДС-6С "СЛОЙКА". |
| 3. Водородная бомба: кто выдал её секрет. Оружие, которое себя исчерпало | Принцип действия водородной бомбы РДС-6С "СЛОЙКА". |
| Как устроена водородная бомба — Старый Русский Топ | В 1949 году физик Андрей Сахаров предложил основной принцип советской водородной бомбы — слойку. Во внешнем слое — взрывчатое вещество, в середине между слоями — термоядерное горючее, в центре — ядерный заряд. |
Принцип работы водородной бомбы
Водородная бомба — ядерное оружие, которое использует процесс термоядерного синтеза для создания огромного количества энергии. Водородная бомба — ядерное оружие, которое использует процесс термоядерного синтеза для создания огромного количества энергии. В 1949 году физик Андрей Сахаров предложил основной принцип советской водородной бомбы — слойку. Во внешнем слое — взрывчатое вещество, в середине между слоями — термоядерное горючее, в центре — ядерный заряд. Американская термоядерная бомба основана на принципе Теллера-Улама. С известной долей условности ее можно представить в виде прочного корпуса, внутри которого находится инициирующий триггер и контейнер с термоядерным горючим.
Чем отличается водородная бомба от ядерной
- "Царь-бомба": как СССР показал миру "Кузькину мать" - ТАСС
- Последствия обогащения
- Водородная бомба и ядерная бомба отличия
- Читайте также
- Истинное происхождение советской водородной бомбы
Состоялось испытание первой Советской водородной бомбы
Водородная бомба типа Super получила индекс РДС-6т, а водородная бомба слоеной конфигурации — индекс РДС-6с. Водородная или термоядерная бомба является на сегодняшний день самым мощным оружием массового поражения. Кобальтовая бомба — это в сущности та же водородная бомба, но в качестве материала для корпуса, внутри которого находятся активные вещества, вместо стали, превращающейся при взрыве в слабо радиоактивное облако пара, используется кобальт. Водородная бомба типа Super получила индекс РДС-6т, а водородная бомба слоеной конфигурации — индекс РДС-6с.
Термоядерное оружие
| Самая мощная бомба в мире сильнее ядерной | ВОДОРОДНАЯ БОМБА, оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. |
| Принцип водородной бомбы | Как советские физики делали водородную бомбу, какие плюсы и минусы несло в себе это страшное оружие, читайте в рубрике «История науки». |
| Уроки водородной бомбы для мирного термоядерного синтеза | ВОДОРОДНАЯ БОМБА оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. |
| Самая мощная бомба в мире сильнее ядерной | Принцип действия этого типа оружия основан на высвобождении огромного количества энергии при синтезе легких химических элементов в более тяжелые. |
| Термоядерная бомба: устройство. Первая термоядерная бомба. Испытание термоядерной бомбы :: | Соответственно, поскольку мы выбираем водородную бомбу в качестве отправной точки для разработки термоядерных реакторов — включая с трудом полученные физические знания, лежащие в основе бомбы, — необходимо найти замену спусковому механизму деления. |
Термоядерная бомба: устройство. Первая термоядерная бомба. Испытание термоядерной бомбы
Работы по созданию советской водородной бомбы начались в 1950 году, однако первыми «к столу» успели американцы. Действие водородной бомбы основано на выделении энергии при реакциях термоядерного синтеза. По похожему принципу, что и водородная бомба, работает и наше Солнце (предположительно, как и любая другая звезда). Водородная бомба типа Super получила индекс РДС-6т, а водородная бомба слоеной конфигурации — индекс РДС-6с. Конструктив водородной бомбы сформирован на использовании энергии, выделяемой в процессе реакции термоядерного синтеза лёгких ядер.
Термоядерное оружие: защита суверенитета или угроза человечеству
Чем ближе друг к другу будут обе части, тем больше будут они нагреваться и в конце концов расплавятся сами и расплавят всю конструкцию бомбы. Нам же необходимо получить взрывной рост плотности энергии. Этого можно достичь только при очень быстром сближении частей — таком быстром, чтобы возрастание потока нейтронов не успевало бы за скоростью сближения. Данный метод именуется «пушечной схемой» и описан весьма условно. Ныне этот метод не применяется, а используются более сложные схемы… Водородная бомба Увеличение мощности обычной ядерной бомбы упирается в некий потолок, ограниченной мощностью в несколько десятков килотонн. Дело в том, что цепная реакция при большой сверхкритической массе не успевает затронуть всё вещество — начавшееся практически мгновенно выделение энергии успевает разбросать большую часть вещества до того, как оно вступит в цепную реакцию. Необходимо повысить мощность взрыва другим методом. И решение было найдено: в дело вступил термоядерный синтез, на сегодняшний день самый мощный тип энергии.
Управляемый синтез нам не подвластен до сих пор, а неуправляемый взрыв — уже давно освоен. Первая в мире водородная бомба была взорвана СССР на Семипалатинском полигоне в 1953 году… Термоядерный синтез можно наблюдать в любой горячей звезде: в условиях чудовищных температур и давления легкие ядра водорода приобретают такую огромную кинетическую энергию движения, что объединяются друг с другом, образуя, естественно, более тяжелые ядра — ядра гелия. При этом часть ядер водорода испускается в виде потока высокой энергии. В водородной бомбе применяется не чистый водород, а дейтерид лития-6, содержащий в себе изотоп водорода дейтерий и изотоп лития, служащий для выделения еще одного изотопа водорода — трития. Вот такая сложная схема. Но дальше будет еще сложнее. Дейтерид лития-6 помещают в контейнер, изготовленный из урана-238, а рядом размещают обычный ядерный заряд небольшой мощности.
Этот заряд нужен для инициации термоядерной реакции. Ядерный заряд подрывается, контейнер мгновенно превращается в плазму, обеспечивая необходимые нам давления и температуру. Нейтроны, излучаемые ураном-238, вступают в реакцию с дейтеридом лития-6, в результате чего получается тритий. Дейтерий и тритий взаимодействуют между собой, образуя более тяжелые ядра с высвобождением гигантской энергии.
Триггером, или по-нашему детонатором, служит небольшой плутониевый заряд, задача которого сводится к созданию начальных условий для запуска термоядерной реакции — высокой температуры и давления. Сам контейнер может изготавливаться как из урана-238, так и из свинца покрыт соединениями бора для защиты содержимого от преждевременного разогрева потоком нейтронов от триггера. Точность взаимного расположения триггера и контейнера чрезвычайно важна, по этому, после сборки изделия, внутреннее пространство заливается специальным пластиком, проводящим излучение, но при этом обеспечивающим надежную фиксацию во время хранения и до этапа подрыва.
По ходу процесса и то и другое превращается в высокотемпературную плазму, находящуюся под большим давлением, и обжимающую содержимое контейнера до объема, составляющего менее чем тысячную долю от исходного. Тем самым плутониевый стержень переходит в надкритическое состояние, становясь источником собственной ядерной реакции. Разрушение ядер плутония создает нейтронный поток, который, взаимодействуя с ядрами лития-6, высвобождает тритий. Он уже вступает во взаимодействие с дейтерием и начинается та самая реакция синтеза, выделяющая основную энергию взрыва. Вот вам схема: A: Боеголовка перед взрывом; первая ступень вверху, вторая ступень внизу. Оба компонента термоядерной бомбы. B: Взрывчатое вещество подрывает первую ступень, сжимая ядро плутония до сверхкритического состояния и инициируя цепную реакцию расщепления.
C: В процессе расщепления в первой ступени происходит импульс рентгеновского излучения, который распространяется вдоль внутренней части оболочки, проникая через наполнитель из пенополистирола. D: Вторая ступень сжимается вследствие абляции испарения под воздействием рентгеновского излучения, и плутониевый стержень внутри второй ступени переходит в сверхкритическое состояние, инициируя цепную реакцию, выделяя огромное количество тепла. E: В сжатом и разогретом дейтериде лития-6 происходит реакция слияния, испускаемый нейтронный поток является инициатором реакции расщепления тампера. В носовом обтекателе — управляющая электроника. За ним отсек с зарядом, внешне выглядящим как совершенно неброский металлический цилиндр. Потом еще относительно небольшой отсек с электроникой и хвостовик с жестко закрепленными стабилизаторами, содержащий тормозной стабилизирующий парашют, для замедления скорости падения, чтобы сбросивший бомбу самолет получил время уйти из зоны воздействия взрыва. Кстати, на авиабазе Рамштайн в Германии лежит 12 штук бомб В61.
Общий объём производства всех модификаций B61 составляет примерно 3155 изделий, из которых на вооружении находится около 150 стратегических бомб плюс около 400 нестратегических, и ещё около 200 нестратегических бомб хранится в резерве — итого около 750 изделий.
Поэтому в дальнейшем серийное производство термоядерного оружия осуществлялось с использованием твёрдого топлива - дейтерида лития-6. В 1954 году США испытали устройство на его основе на атолле Бикини, а в 1955 году на Семипалатинском полигоне была испытана новая советская термо ядерная бомба. В 1957 году испытания водородной бомбы провели в Великобритании. В октябре 1961 года в СССР на Новой Земле была взорвана термоядерная бомба мощностью 58 мегатонн - самая мощная бомба из когда-либо испытанных человечеством, вошедшая в историю под названием «Царь-бомба».
На Западе советскую бомбу называют не водородной, а атомной с использованием бустерного усиления. Испытания 1952 года представляли собой, скорее, лабораторный эксперимент. Энерговыделение при взрыве на испытания «Касл Браво» составило 15 мегатонн, что является самым мощным взрывом, проведенным в США. Испытания были проведены на архипелаге Новая Земля. Термоядерное оружие в других странах В 1954 году испытания и разработки термоядерного оружия были развернуты в Великобритании. Работы начались под руководством Уильяма Пеннея, который ранее занимался Манхэттенским проектом. США мало делились информацией об атомном оружии, ссылаясь на одноименный закон от 1946 года, однако все же позволили проводить наблюдения во время ядерных испытаний. Для сбора проб использовался самолет, а впоследствии был начат Олдермастонский проект. В 1957 году Великобритания провела серию испытаний под названием Operation Grapple. Первым испытанием стал взрыв Short Granite мощностью 300 килотонн, а уже в ходе операции Orange Herald британцы испытали атомную бомбу мощностью 700 килотонн. Она до сих пор является самой мощной среди атомных бомб, когда либо созданных человеком. Впоследствии проведены испытания Purple Granite, мощность взрыва составила 150 килотонн. В 1957 году Великобритания также взорвала двухступенчатое устройство мощностью 1,8 мегатонны, а 28 апреля 1958 года над островом Рождества взорвали термоядерную бомбу мощностью 3 мегатонны — крупнейший успех британских ученых. Китай взорвал свою термоядерную бомбу в 1967 году. Заряд был произведен по принципу Теллера-Улама, его мощность составила 3,36 мегатонны. Примечательно, что взрыв водородной бомбы в КНР был произведен через 32 месяца после испытаний атомной бомбы — очень короткий срок для развивающегося в то время Китая. Франция провела испытание под названием «Канопус» в 1968 году. Термоядерная бомба мощностью 2,6 мегатонны была произведена по принципу Теллера-Улама.