В 1949 году физик Андрей Сахаров предложил основной принцип советской водородной бомбы — слойку. Наша статья посвящена истории создания и общим принципам синтеза такого устройства, как термоядерная бомба, иногда называемой водородной. Водородная бомба, известная также как Hydrogen Bomb или HB — оружие невероятной разрушительной силы, чья мощность исчисляется мегатоннами в тротиловом эквиваленте. На это Теллер ответил: «Главный принцип излучательного обжатия был разработан в связи с термоядерной программой и был изложен на конференции по H-бомбе весной 1946 года.
Атомная, водородная и нейтронная бомбы
| Цунами высотой в 50 метров. Как работала «ядерная торпеда» Сахарова - Hi-Tech | Непосредственная работа по изготовлению первой водородной бомбы началась в 1950 году. |
| Как работает водородная бомба » Вестник К | Информация о работах американцев над термоядерной бомбой и ее испытании поступала в Советский Союз очень оперативно: над ее добычей работал специальный отдел научно-технической разведки в структуре внешней разведки НКВД. |
Какая бомба мощнее: ядерная или водородная
А Западная Европа начала отгораживаться железным занавесом. Главным камнем преткновения в советско-американских отношениях стал ядерный арсенал США. По сути, уже в этот момент набирала обороты гонка вооружений. Сегодня о нём всё чаще говорят на международной арене «Дитя не плачет — мать не разумеет» СССР отставал от Запада в сфере создания ядерного оружия. Несмотря на то что исследования в области физики ядра успешно развивались в нашей стране в 1930-е годы, они были прерваны войной. Осознав из донесений разведки всю опасность отставания в этой области, осенью 1942 года руководство СССР приняло решение о возобновлении работ по урану. Научным руководителем советского атомного проекта стал 40-летний физик Игорь Курчатов, в команду которого вошли Юлий Харитон, Исаак Кикоин, Яков Зельдович и ряд других ученых. Но в условиях жесточайшей войны достаточное финансирование проекта было невозможным. И именно американцы продемонстрировали всю его разрушительную силу летом 1945-го: 6 августа на Хиросиму сбросили бомбу под кодовым названием «Малыш», а 9 августа на Нагасаки — «Толстяк».
Правда, американские газеты пестрели яркими заголовками, в которых акцент делался на мощности оружия. Некоторые издания обвиняли руководство Японии в том, что оно вынудило США пойти на такие меры. Иосиф Сталин собрал совещание, на котором поручил ускорить работы по созданию советской атомной бомбы. Куратором от правительства стал Лаврентий Берия. Просите всё что угодно! Отказа не будет.
Огненный шар. В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное хотя и вторичное последствие взрыва — это радиоактивное заражение окружающей среды. Радиоактивные осадки.
Как они образуются. При взрыве бомбы возникший огненный шар наполняется огромным количеством радиоактивных частиц. Обычно эти частицы настолько малы, что, попав в верхние слои атмосферы, могут оставаться там в течение долгого времени. Но если огненный шар соприкасается с поверхностью Земли, все, что на ней находится, он превращает в раскаленные пыль и пепел и втягивает их в огненный смерч. В вихре пламени они перемешиваются и связываются с радиоактивными частицами. Радиоактивная пыль, кроме самой крупной, оседает не сразу. Более мелкая пыль уносится возникшим в результате взрыва облаком и постепенно выпадает по мере движения его по ветру. Непосредственно в месте взрыва радиоактивные осадки могут быть чрезвычайно интенсивными — в основном это оседающая на землю крупная пыль. В сотнях километров от места взрыва и на более далеких расстояниях на землю выпадают мелкие, но все еще видимые глазом частицы пепла. Часто они образуют похожий на выпавший снег покров, смертельно опасный для всех, кто окажется поблизости.
Еще более мелкие и невидимые частицы, прежде чем они осядут на землю, могут странствовать в атмосфере месяцами и даже годами, много раз огибая земной шар. К моменту выпадения их радиоактивность значительно ослабевает. Наиболее опасным остается излучение стронция-90 с периодом полураспада 28 лет. Его выпадение четко наблюдается повсюду в мире. Оседая на листве и траве, он попадает в пищевые цепи, включающие и человека. Как следствие этого, в костях жителей большинства стран обнаружены заметные, хотя и не представляющие пока опасности, количества стронция-90. Накопление стронция-90 в костях человека в долгосрочной перспективе весьма опасно, так как приводит к образованию костных злокачественных опухолей. Длительное заражение местности радиоактивными осадками.
Расчёты показали, что разлёт не прореагировавшего материала препятствует увеличению мощности свыше 750 килотонн. После проведения США испытания « Иви Майк » в ноябре 1952, которые доказали возможность создания мегатонных бомб, Советский Союз стал разрабатывать другой проект. Как упоминал в своих мемуарах Андрей Сахаров, «вторая идея» была выдвинута Харитоном ещё в ноябре 1948 года и предлагала использовать в бомбе дейтерид лития, который при облучении нейтронами образует тритий и высвобождает дейтерий. В конце 1953 года физик Виктор Давиденко предложил располагать первичный деление и вторичный синтез заряды в отдельных объёмах, повторив таким образом схему Теллера — Улама. Следующий большой шаг был предложен и развит Франк-Каменецким , Трутневым , Сахаровым и Зельдовичем в 1953 году. А именно, был выполнен «Проект 49», предполагающий использование рентгеновского излучения реакции деления для сжатия дейтерида лития перед синтезом, то есть была разработана идея радиационной имплозии. Дальнейшее развитие этой идеи подтвердило практическое отсутствие принципиальных ограничений на мощность термоядерных зарядов. Советский Союз продемонстрировал это испытаниями в октябре 1961 года, когда на Новой Земле была взорвана бомба мощностью 58 мегатонн «мощного» изделия [12] , доставленная бомбардировщиком Ту-95. Однако такой вариант отвергли, так как он бы привёл к сильнейшему загрязнению полигона осколками деления, и урановая оболочка была заменена на свинцовую [8]. Это было самое мощное взрывное устройство, когда-либо разработанное и испытанное на Земле. Великобритания[ править править код ] В Великобритании разработки термоядерного оружия были начаты в 1954 году в Олдермастоне группой под руководством сэра Уильяма Пеннея, ранее участвовавшего в Манхэттенском проекте в США. В целом информированность британской стороны по термоядерной проблеме находилась на зачаточном уровне, так как Соединённые Штаты не делились информацией, ссылаясь на закон об Атомной энергии 1946 года. Тем не менее британцам разрешали вести наблюдения, и они использовали самолёт для отбора проб в ходе проведения американцами ядерных испытаний , что давало информацию о продуктах ядерных реакций, получавшихся во вторичной стадии лучевой имплозии. Из-за этих трудностей в 1955 британский премьер-министр Энтони Иден согласился с секретным планом, предусматривавшим разработку очень мощной атомной бомбы в случае неудачи Олдермастонского проекта или больших задержек в его реализации. В 1957 году Великобритания провела серию испытаний на островах Рождества в Тихом океане под общим наименованием «Operation Grapple» Операция Схватка. Первым под наименованием «Short Granite» Хрупкий Гранит было испытано опытное термоядерное устройство мощностью около 300 килотонн, оказавшееся значительно слабее советских и американских аналогов. Тем не менее, британское правительство объявило об успешном испытании термоядерного устройства. В ходе испытания «Orange Herald» Оранжевый вестник была взорвана усовершенствованная атомная бомба мощностью 700 килотонн — самая мощная из когда-либо созданных на Земле атомных не термоядерных бомб.
Если это так, то можно создать оружие невообразимой силы. Их предположения подтвердил французский физик Фредерик Жолио-Кюри. Его заключение стало толчком для разработок по созданию ядерного оружия. Перед началом Второй мировой войны Альберт Эйнштейн написал президенту США Франклину Рузвельту о том, что нацистская Германия планирует очистить уран-235 и создать атомную бомбу. Сейчас выяснилось, что Германия была далека от проведения цепной реакции: они работали над «грязной», сильно радиоактивной бомбой. Как бы то ни было, правительство США бросило все силы на создание атомной бомбы в кратчайшие сроки. Был запущен «Манхэттенский проект», которым руководили американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс. В нем участвовали крупные ученые, эмигрировавшие из Европы. К лету 1945 года было создано атомное оружие, основанное на двух видах делящегося материала — урана-235 и плутония-239. Одну бомбу, плутониевую «Штучку», взорвали на испытаниях, а еще две, уранового «Малыша» и плутониевого «Толстяка» сбросили на японские города Хиросиму и Нагасаки. Как работает термоядерная бомба и кто ее изобрел? Термоядерная бомба основана на реакции ядерного синтеза. В отличие от ядерного деления, которое может проходить как самопроизвольно, так и вынужденно, ядерный синтез невозможен без подвода внешней энергии. Атомные ядра заряжены положительно — поэтому они отталкиваются друг от друга. Эта ситуация называется кулоновским барьером. Чтобы преодолеть отталкивание, необходимо разогнать эти частицы до сумасшедших скоростей. Это можно осуществить при очень высокой температуре — порядка нескольких миллионов кельвинов отсюда и название. Термоядерные реакции бывают трех видов: самоподдерживающиеся проходят в недрах звезд , управляемые и неуправляемые или взрывные — они используются в водородных бомбах. Статья по теме Северная Корея опубликовала видео успешных испытаний баллистической ракеты Идею бомбы с термоядерным синтезом, инициируемым атомным зарядом, предложил Энрико Ферми своему коллеге Эдварду Теллеру еще в 1941 году, в самом начале Манхэттенского проекта. Однако тогда эта идея оказалась не востребована. Разработки Теллера усовершенствовал Станислав Улам, сделав идею термоядерной бомбы осуществимой на практике. В 1952 году на атолле Эниветок в ходе операции Ivy Mike испытали первое термоядерное взрывное устройство. Однако это был лабораторный образец, непригодный в боевых действиях. Год спустя Советский Союз взорвал первую в мире термоядерную бомбу, собранную по конструкции физиков Андрея Сахарова и Юлия Харитона. Устройство напоминало слоёный пирог, поэтому грозное оружие прозвали «Слойкой». В ходе дальнейших разработок на свет появилась самая мощная бомба на Земле, «Царь-бомба» или «Кузькина мать». В октябре 1961 года ее испытали на архипелаге Новая Земля. Из чего делают термоядерные бомбы?
60 лет назад водородная бомба помогла СССР достичь ядерного паритета с США
После детонации наблюдается стремительное повышение температуры до 2000-3000 градусов. Для сравнения: температура в крематории составляет чуть более 1000 градусов. Облако топливовоздушной смеси обладает дисковидной формой, что позволяет направить ударную волну в стороны и, соответственно, усилить поражающий эффект. Последняя впервые была продемонстрирована осенью 2007 года, однако опыт её дальнейшего применения неизвестен. Её эффективность поражения сопоставима с ядерным оружием. Действительно, тротиловый эквивалент в 44 тонны слабым не назовёшь. Однако применение такой бомбы не сказывается на радиационном фоне, в отличие от боеприпаса с ядерной начинкой. В горах такие бомбы отличаются особой эффективностью: скальная поверхность способствуют значительному усилению ударной волны благодаря переотражениям. В теории, используя ударный беспилотник "Сириус" или С-70 "Охотник" российская армия может поразить цель в любом уголке Украины.
Вероятность использования такого оружия по целям в черте города крайне низка — слишком высок шанс поражения мирного населения.
После взрыва образуется облако, которое, увеличиваясь в размерах, может проникать в убежища и уже там взрываться. Американские же боеголовки начиняются обыкновенным тротилом, поэтому разрушают здания.
Вакуумная бомба уничтожает определенный объект, так как обладает меньшим радиусом. Неважно, какая бомба самая мощная - любая из них наносит несопоставимый ни с чем разрушительный удар, поражающий все живое. Водородная бомба Водородная бомба - еще одно страшное ядерное оружие.
Соединение урана и плутония порождает не только энергию, но и температуру, которая повышается до миллиона градусов. Изотопы водорода соединяются в гелиевые ядра, что создает источник колоссальной энергии. Водородная бомба самая мощная - это неоспоримый факт.
Достаточно всего лишь представить, что взрыв ее равен взрывам 3000 атомных бомб в Хиросиме. Взрыв такого боеприпаса сопоставим с процессами, которые наблюдается внутри Солнца и звезд. Быстрые нейтроны с огромной скоростью расщепляют урановые оболочки самой бомбы.
Выделяется не только тепло, но и радиоактивные осадки. Насчитывают до 200 изотопов. Производство такого ядерного оружия дешевле, чем атомного, а его действие может быть усилено во сколько угодно раз.
Это самая мощная взорванная бомба, которую испытали в Советском Союзе 12 августа 1953 года.
Этот поток излучения испаряет тепловой экран и рентгеновское излучение начинает интенсивно поглощаться ураном контейнера термоядерного заряда. В результате так называемой абляции уноса массы с поверхности нагретого контейнера возникает реактивная сила, сжимающая контейнер в 10 раз. Этот эффект называется радиационной имплозией или обжатием излучением. При этом плотность термоядерного топлива обычно - дейтерид лития-6 возрастает в 1000 раз.
В результате колоссального давления радиационной имплозии центральный стержень-инициатор из урана-235 также подвергается обжатию, хотя и в меньшей степени, и переходит в надкритическое состояние. К этому времени термоядерный блок подвергается бомбардировке быстрыми нейтронами ядерного взрыва.
Здесь и разместили лаборатории. Андрей Сахаров с первой женой у своего дома на объекте. Начало 1950-х. Первая советская водородная бомба в секретных документах называлась «Изделие РДС-6». Источник: wikipedia.
Принцип действия термоядерного синтеза
Такой стереотип работы нейтронной бомбы возник еще во времена СССР из-за непонимания принципа ее работы. оружие невероятной разрушительной силы, чья мощность исчисляется мегатоннами в тротиловом эквиваленте. В принципе, водородная бомба основана на легком ядерном синтезе, также известном как термоядерный синтез. Принцип работы и преимущества вакуумной бомбы.
Какую роль в истории СССР сыграло появление водородного оружия
- Как создавали супермощную термоядерную бомбу
- Термоядерная тайна СССР: академик раскрыл секреты создания царь-бомбы - МК
- Принцип работы
- Немного о терминологии и принципах работы в картинках
- Следующие этапы советской программы
60 лет назад водородная бомба помогла СССР достичь ядерного паритета с США
Отстав на старте разработки водородной бомбы, СССР довольно быстро догнал соперника. Конструктив водородной бомбы сформирован на использовании энергии, выделяемой в процессе реакции термоядерного синтеза лёгких ядер. Принцип работы и преимущества вакуумной бомбы.
Принцип работы водородной бомбы
Когда мы увидели взрыв, то закричали: «Ура! Как нас грохнуло тогда! Кто попадал, кто остался стоять, кто лег и со страху лежал до конца… Я вскочил — и потом снова едва удержался на ногах, потому что пришла вторая волна, отразившаяся от земли. Ударная волна сопровождалась двукратным резким звуком, напоминающим грозовой разряд. Юрий Алексеевич не рассказывает про машины с погибшими козами и овцами, которых начали свозить после взрыва к командному пункту: животных держали на поле для изучения воздействия поражающих факторов на разных расстояниях от эпицентра. Тяжелое было зрелище, непросто вспоминать такие моменты, но у ученых выхода не было. Надо было изучать ядерное оружие, проводить экспериментальные взрывы, чтобы потом в роли подопытных животных не оказались тысячи мирных жителей нашей страны… Моему собеседнику было тогда всего 27 лет. На его груди после взрыва 1955 года появился орден Ленина. Потом, за последующие разработки, были другие награды: Золотая медаль им. А недавно, в день своего 90-летия, Юрий Алексеевич получил орден «За заслуги перед Отечеством» I степени, став, таким образом, полным кавалером этого ордена.
Еще в 1954 году Эдвард Теллер высказывал идею о возможности создания термоядерных зарядов неограниченной мощности — до тысяч мегатонн. В СССР же задались реальной целью создании сверхбомбы. Ученые работали, не жалея времени и сил, что позволило Хрущеву в 1959 году сказать, обращаясь к вице-президенту США Ричарду Никсону, свою коронную фразу: «В нашем распоряжении имеются средства, которые будут иметь для вас тяжелые последствия. Мы вам покажем кузькину мать! Конечно, названия у будущей царь-бомбы тогда еще не было, однако американцы поняли перевод слов первого секретаря ЦК КПСС буквально: новое секретное оружие русских будет называться «Мать Кузьмы». С тех пор за изделием так и закрепилось шутливое неофициальное: «Кузькина мать». В 1961 году проект под кодовым названием «Иван», или «Изделие-602», был реализован с учетом разработок Сахарова, Трутнева и еще нескольких ученых. Супербомбу взорвали в октябре над Новой Землей. Ее масса составляла 26 тонн, она не помещалась в отсек самолета, а потому была подвешена под его бортом.
Она могла обеспечить взрыв мощностью в 100 мегатонн в тротиловом эквиваленте то есть стать в 10 тысяч раз мощнее атомной бомбы, взорванной над Хиросимой , однако по настоянию академика Сахарова, который был убежден, что подобный взрыв может привести к необратимым климатическим последствиям из-за рассеивания радиоактивных изотопов или, того хуже, сдвигу земной оси, сила бомбы была снижена до 50 мегатонн. Но даже после этого она осталась самым мощным смертельным оружием, которое когда-либо испытывало человечество. Как вспоминали после летчики, у которых было всего 30 с небольшим секунд, чтобы уйти от царь-бомбы на безопасное расстояние, их самолет просел на полкилометра под действием догнавшей их ударной волны, а белая краска, которой был выкрашен их Ту-95-В для отражения светового облучения, полностью обгорела… Если бы на расстоянии 50 километров от эпицентра взрыва находились люди, все бы они получили ожоги третьей степени. Царь-бомба могла бы полностью уничтожить такой город, как Лос-Анджелес. Связи не было в течение 40 минут. Огненный шар взрыва накрыл землю своей тенью в радиусе почти пяти километров, а ядерный гриб поднялся на высоту 67 км, чуть не достав до ближнего космоса. Ощутимая волна атмосферного давления, возникшая в результате взрыва, три раза обогнула земной шар. Свидетели того события почувствовали удар и «раскаты грома» от него на расстоянии тысячи километров. Пульт управления первой атомной бомбой.
Так СССР доказал всем, что наращивание мощи бомб возможно, но абсолютно бессмысленно. Кстати, Никита Хрущев долго сопротивлялся снижению силы заряда, и лишь доводы Сахарова о том, что мы сильно навредим прежде всего себе, а затем — скандинавским странам, в конце концов пересилили. Бывают ли «чистые» бомбы? Параллельно с созданием сокрушительных ядерных зарядов для обороны страны ученые думали о том, как использовать их энергию в мирных целях. Ликвидировать радиоактивность или сильно уменьшить мощность заряда? Взрыв этой бомбы оказался чище аналогичного американского взрыва, произведенного в 1962 году.
Андрей Сахаров, начало 1950-х. А ведь среди физиков-ядерщиков он был самым молодым и наименее именитым. Здесь и разместили лаборатории. Андрей Сахаров с первой женой у своего дома на объекте. Начало 1950-х.
Еще не успело человечество прийти в себя от взрывов атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки, как ученые взялись за новые эксперименты. Теперь было решено использовать реакции, которые наблюдаются на Солнце и других звездах. Именно небесные светила невольно подали идею водородной бомбы. Еще в 1941 году Энрико Ферми выдвинул идею термоядерного синтеза, катализатором которого должен был стать атомный заряд. В самом начале Манхэттенского проекта Ферми поделился своими соображениями с коллегой Эдвардом Теллером, которого заинтересовала такая идея. Теллер посвятил приличное количество своего времени на обдумывание замысла Ферми. Чуть позже команда Эдварда Теллера стала предлагать практические идеи реализации термоядерного синтеза. Некий Станислав Улам выработал основные принципы, предложив разместить отдельно термоядерный заряд и атомный заряд-катализатор, при этом сжимая термоядерное топливо до начала его нагрева. Такие умозаключения позволили приступить к практическим исследованиям. Известно, что ученые в Германии также плотно занимались возможностью подобных зарядов, но, к счастью, прикладных успехов они не достигли. Начало 50-х годов охарактеризовалось динамичными успехами с водородным зарядом у американских и советских ученых. Уже в 1952 году американцы провели первое испытание термоядерной реакции. Однако устройство заняло двухэтажное строение, что очень удаленно навевало практическое применение. Исследователи бросили весь свой интеллектуальный запал на уменьшение габаритов и веса водородного заряда. Уже в 70-х годах американские баллистические ракеты могли нести более 10 термоядерных боеголовок одновременно. Отстав на старте разработки водородной бомбы, СССР довольно быстро догнал соперника.
Заключение и предложения главных специалистов были готовы 5 мая 1948 года. Предложения Б. Ванникова, И. Курчатова и Ю. В постановлении, в частности, ставилась задача проверить возможность создания водородной бомбы, которой был присвоен индекс РДС-6. Берии материалы К. Фукса направляются в КБ-11 Ю. Харитону для использования в работе. Кроме Ю. В июне 1948 года приступила к работе специальная группа И. Тамма, в состав которой вошли С. Беленький и А. Вскоре к работе группы примкнули В. Гинзбург и Ю. Группа не имела доступа к разведданным. Участвуя в анализе расчетов группы Я. Зельдовича, А. Теллера, он приходит к схеме, аналогичной схеме «будильника». Предложенная А. Лежащий в ее основе принцип ионизационного сжатия термоядерного горючего назвали «сахаризацией». Правда, надо заметить, что до предложения А. Сахарова в журнале «Science New Letter» от 17 июля 1948 года, в статье W. Сахаров выпустил свой первый отчет по «слойке». А пока Ю. Харитон, ознакомившись с результатами расчетов группы И.
Как действует водородная бомба и каковы последствия взрыва? Инфографика
В конструкции фон Неймана-Фукса уже заложено то, что стало основным принципом действия водородной бомбы: «радиационная имплозия». В свою очередь, в водородной бомбе энергия высвобождается в результате реакции термоядерного синтеза тяжёлого водорода — дейтерия и трития — и получения более тяжёлых элементов. или почему при термоядерном взрыве не начинается самоподдерживающаяся термоядерная реакция в воде и в воздухе В своё время Нильс Бор говорил, что теоретически возможно запустить такой мощности, такого объема термоядерную реакцию. Принцип их работы немного отличается: если к взрыву атомной бомбы приводит распад ядра, то водородная бомба взрывается благодаря синтезу элементов с выделением колоссального количества энергии. Принцип работы. В 1949 году физик Андрей Сахаров предложил основной принцип советской водородной бомбы — слойку.
История создания первой водородной бомбы: последствия термоядерного взрыва
В современной (а, насколько можно судить по открытым источникам, базовые принципы конструкции с конца пятидесятых годов практически не изменились) водородной бомбе роль термоядерной «взрывчатки» выполняет гидрид лития – твердое белое вещество. Лаврентьев описал принцип действия водородной бомбы, где в качестве горючего использовался твердый дейтерид лития. Водородная бомба содержит корпус осесимметричной формы с хвостовыми стабилизаторами, внутри которого смонтирован термоядерный заряд, и систему управления с датчиком инициирования взрыва.