Miért veszélyes a hidrogénbomba robbanása? A hidrogénbomba hatásmechanizmusa. Termonukleáris bomba "Kuzka anyja". Teremtés

20.09.2019

Atomenergia nemcsak a nehéz elemek atommagjainak hasadása során szabadul fel, hanem a könnyű atommagok nehezebb atommagokká való kombinálása (szintézise) során is.

Például a hidrogénatomok magjai egyesülnek a hélium atommagjaivá, és több energia szabadul fel egységnyi tömegű nukleáris üzemanyagra, mint az urán atommagok hasadásakor.

Ezeket a nagyon magas hőmérsékleten, több tízmillió fokban mérhető magfúziós reakciókat termonukleáris reakcióknak nevezzük. A termonukleáris reakció eredményeként azonnal felszabaduló energia felhasználásán alapuló fegyvereket nevezzük termonukleáris fegyverek.

A hidrogénizotópokat töltésként (nukleáris robbanóanyagként) használó termonukleáris fegyvereket gyakran ún. hidrogén fegyverek.

A hidrogénizotópok – deutérium és trícium – közötti fúziós reakció különösen sikeres.

A lítium-deutérium (deutérium és lítium vegyülete) hidrogénbomba töltetként is használható.

A deutérium vagy nehézhidrogén a természetben nyomokban fordul elő nehézvízben. BAN BEN közönséges víz 0,02% nehéz vizet tartalmaz szennyeződésként. 1 kg deutérium előállításához legalább 25 tonna vizet kell feldolgozni.

A trícium vagy a szupernehéz hidrogén gyakorlatilag soha nem található meg a természetben. Mesterségesen nyerik, például lítium neutronokkal történő besugárzásával. Az atomreaktorokban felszabaduló neutronok felhasználhatók erre a célra.

Gyakorlatilag készülék hidrogénbomba a következőképpen képzelhető el: egy nehéz és szupernehéz hidrogént (azaz deutériumot és tríciumot) tartalmazó hidrogéntöltet mellett két urán vagy plutónium (atomtöltés) félgömb található egymástól távol.

Ahhoz, hogy ezeket a félgömböket közelebb hozzák egymáshoz, hagyományos robbanóanyagból (TNT) származó tölteteket használnak. Egyszerre robbanva a TNT töltések közelebb hozzák egymáshoz az atomtöltet féltekéit. Csatlakozásuk pillanatában robbanás következik be, ezáltal feltételeket teremtve a termonukleáris reakcióhoz, és ennek következtében a hidrogéntöltet robbanása következik be. A hidrogénbomba robbanásának reakciója tehát két fázison megy keresztül: az első fázis az urán vagy plutónium hasadása, a második a fúziós fázis, melynek során héliummagok és szabad, nagy energiájú neutronok keletkeznek. Jelenleg léteznek tervek háromfázisú termonukleáris bomba megépítésére.

Egy háromfázisú bombában a héj urán-238-ból (természetes uránból) készül. Ebben az esetben a reakció három fázison megy keresztül: az első hasadási fázison (urán vagy plutónium a detonációhoz), a második termo nukleáris reakció lítium-hidritben, a harmadik fázis pedig az urán-238 hasadási reakciója. Az uránmagok hasadását neutronok okozzák, amelyek a fúziós reakció során erőteljes áramlás formájában szabadulnak fel.

Az urán-238-ból héj készítése lehetővé teszi a bomba erejének növelését a leginkább hozzáférhető atomi nyersanyagok felhasználásával. Külföldi sajtóértesülések szerint 10-14 millió tonna vagy annál nagyobb hozamú bombákat már teszteltek. Nyilvánvalóvá válik, hogy ez nem a határ. A nukleáris fegyverek további fejlesztése mind a különösen nagy teljesítményű bombák létrehozásával, mind pedig olyan új tervek kifejlesztésével történik, amelyek lehetővé teszik a bombák súlyának és kaliberének csökkentését. Különösen egy teljesen fúzión alapuló bomba létrehozásán dolgoznak. A külföldi sajtóban például arról számolnak be, hogy a termonukleáris bombák robbantására új módszert lehetne alkalmazni, amely hagyományos robbanóanyagok lökéshullámainak felhasználásán alapul.

A hidrogénbomba robbanása által felszabaduló energia több ezerszer nagyobb lehet, mint egy atombomba robbanás energiája. A pusztulási sugár azonban nem lehet annyiszor nagyobb, mint az atombomba robbanása által okozott pusztulási sugár.

A 10 millió tonnás TNT-nek megfelelő hidrogénbomba légi robbanása során fellépő lökéshullám hatássugara körülbelül 8-szor nagyobb, mint egy TNT-egyenértékű atombomba robbanása során keletkező lökéshullám hatássugara. 20 000 tonna, miközben a bomba ereje 500-szor nagyobb, azaz 500 köbgyökével tonnával. Ennek megfelelően a pusztítási terület körülbelül 64-szeresére nő, vagyis a növekedési együttható köbgyökével arányosan. a bomba ereje négyzetes.

Külföldi szerzők szerint egy 20 millió tonnás kapacitású nukleáris robbanásnál a közönséges földi építmények teljes megsemmisítésének területe amerikai szakértők szerint elérheti a 200 km 2-t, a jelentős pusztítás zónája pedig az 500 km-t. 2 és részleges - 2580 km 2 -ig.

Külföldi szakértők szerint ez azt jelenti, hogy egyetlen hasonló erejű bomba felrobbanása elegendő egy modern nagyváros elpusztításához. Mint tudják, Párizs megszállt területe 104 km2, London - 300 km2, Chicago - 550 km2, Berlin - 880 km2.

A 20 millió tonna kapacitású nukleáris robbanás okozta károk és megsemmisítés mértéke sematikusan a következő formában ábrázolható:

Vidék halálos adagok kezdeti sugárzás legfeljebb 8 km sugarú körben (legfeljebb 200 km 2 területen);

Fénysugárzás által okozott károk területe (égések)] legfeljebb 32 km sugarú körben (körülbelül 3000 km 2 területen).

A lakóépületek károsodása (üvegtörés, vakolat omladozó stb.) a robbanás helyétől akár 120 km távolságban is megfigyelhető.

A nyílt külföldi forrásból származó adatok tájékoztató jellegűek, kisebb hozamú nukleáris fegyverek tesztelése során, illetve számítások során nyertük. Az ezektől az adatoktól való eltérések egy vagy másik irányban különböző tényezőktől függenek, elsősorban a tereptől, a fejlődés jellegétől, a meteorológiai viszonyoktól, a növénytakarótól stb.

A kársugár nagymértékben megváltoztatható bizonyos feltételek mesterséges megteremtésével, amelyek csökkentik a robbanás károsító tényezőinek hatását. Például csökkenteni lehet a fénysugárzás káros hatását, csökkenteni azt a területet, ahol az embereken égési sérülések keletkezhetnek, és a tárgyak meggyulladhatnak egy füstháló kialakításával.

Az Egyesült Államokban 1954-1955 között nukleáris robbanásokhoz füstszűrők létrehozására irányuló kísérletek. kimutatta, hogy 440-620 liter olaj/1 km 2 fogyasztás mellett kapott függöny sűrűség (olajköd) mellett a nukleáris robbanás fénysugárzásának hatása az epicentrum távolságától függően 65-kal gyengülhet. 90%.

Más füstök is gyengítik a fénysugárzás káros hatásait, amelyek nemhogy nem rosszabbak, de bizonyos esetekben jobbak is, mint az olajköd. Különösen az ipari füst, amely csökkenti a légköri láthatóságot, ugyanolyan mértékben csökkentheti a fénysugárzás hatását, mint az olajköd.

A nukleáris robbanások károsító hatásának csökkentése nagyban lehetséges a szétszórt településépítéssel, erdőterületek kialakításával stb.

Különösen figyelemre méltó az emberek megsemmisítési sugarának meredek csökkenése bizonyos védőfelszerelések használatától függően. Ismeretes például, hogy a robbanás epicentrumától viszonylag kis távolságra is megbízható menedéket jelent a fénysugárzás és a behatoló sugárzás hatásai ellen egy 1,6 m vastag földréteggel vagy betonréteggel ellátott menedék. 1 m vastag.

A világos típusú óvóhely hatszorosára csökkenti az érintett terület sugarát a nyílt helyhez képest, az érintett terület pedig tízszeresére. Fedett rések használata esetén a lehetséges sérülés sugara 2-szeresére csökken.

Ebből következően az összes rendelkezésre álló védelmi módszer és eszköz maximális kihasználásával lehetséges az atomfegyverek károsító tényezőinek hatásának jelentős mérséklése, és ezáltal a használat során bekövetkező emberi és anyagi veszteségek csökkentése.

A nagy teljesítményű nukleáris fegyverek robbanásai által okozott pusztítás mértékéről szólva szem előtt kell tartani, hogy a károkat nemcsak lökéshullám, fénysugárzás és áthatoló sugárzás okozza, hanem a robbanás során keletkezett felhő mozgási útján lehulló radioaktív anyagok hatása, amely nemcsak gáznemű robbanástermékeket, hanem különböző méretű, tömegben és méretű szilárd részecskéket is tartalmaz. Különösen nagy mennyiségű radioaktív por keletkezik a földi robbanások során.

A felhő magassága és mérete nagymértékben függ a robbanás erejétől. Külföldi sajtóértesülések szerint a több millió tonna TNT kapacitású nukleáris töltetek kísérletei során, amelyeket az Egyesült Államok hajtott végre a Csendes-óceánon 1952-1954-ben, a felhő teteje elérte a 30-40. km.

A robbanás utáni első percekben a felhő golyó alakú, és idővel a szél irányába nyúlik, elérve a hatalmas méretet (kb. 60-70 km).

Körülbelül egy órával a 20 ezer tonnás TNT-nek megfelelő bomba felrobbanása után a felhő térfogata eléri a 300 km 3-t, egy 20 millió tonnás bomba robbanásával pedig a 10 ezer km 3 -t.

A légtömegek áramlásának irányába haladva egy atomfelhő több tíz kilométer hosszú sávot is elfoglalhat.

A felhőből mozgás közben, miután a megritkult légkör felső rétegeibe emelkedik, néhány percen belül radioaktív por kezd a földre hullani, és útközben több ezer négyzetkilométernyi területet szennyez be.

Eleinte a legnehezebb porszemcsék esnek ki, amelyek néhány órán belül leülepednek. A durva por nagy része a robbanás utáni első 6-8 órában esik le.

A radioaktív por részecskéinek körülbelül 50%-a (a legnagyobb) a robbanás utáni első 8 órában esik ki. Ezt a veszteséget gyakran nevezik lokálisnak, ellentétben az általános, elterjedt.

A kisebb porrészecskék a levegőben maradnak különféle magasságokés a robbanás után körülbelül két héten belül a földre esik. Ezalatt a felhő többször is megkerülheti a földgömböt, és egy széles sávot rögzíthet azzal a szélességi körrel, amelyen a robbanás történt.

A kis részecskék (legfeljebb 1 mikron) a légkör felső rétegeiben maradnak, egyenletesebben oszlanak el a földgömbön, és a következő években kihullanak. A tudósok szerint a finom radioaktív por kicsapódása mindenütt körülbelül tíz éve folytatódik.

A lakosságra a legnagyobb veszélyt a robbanás utáni első órákban lehulló radioaktív por jelenti, mivel a radioaktív szennyezettség szintje olyan magas, hogy a radioaktív felhő útja mentén a területen talált emberekben és állatokban halálos sérüléseket okozhat. .

A terület nagysága és a radioaktív por kihullása miatti szennyezettség mértéke nagymértékben függ a meteorológiai viszonyoktól, a domborzattól, a robbanási magasságtól, a bombatöltet méretétől, a talaj jellegétől stb. fontos tényező, amely meghatározza a szennyezett terület méretét és konfigurációját, a robbanás területén uralkodó szél iránya és erőssége különböző magasságokban.

Hogy meghatározza lehetséges irány felhőmozgás, tudni kell, hogy milyen irányban és milyen sebességgel fúj a szél különböző magasságokban, kb 1 km magasságtól kezdve és 25-30 km magasságban ér véget. Ehhez az időjárási szolgálatnak rádiószondákkal, különböző magasságokban folyamatos szélmegfigyeléseket és méréseket kell végeznie; A kapott adatok alapján határozza meg, hogy a radioaktív felhő melyik irányba mozog a legnagyobb valószínűséggel.

Az Egyesült Államok által 1954-ben a Csendes-óceán középső részén (a Bikini Atollon) végrehajtott hidrogénbomba robbanása során a terület szennyezett területe hosszúkás ellipszis alakú volt, amely 350 km-re nyúlt le a szélben és 30 km-re. széllel szemben. A sáv legnagyobb szélessége körülbelül 65 km volt. teljes terület a veszélyes szennyeződés elérte a 8 ezer km 2 -t.

Mint ismeretes, ennek a robbanásnak az eredményeként radioaktív porral szennyeződött a Fukuryumaru japán halászhajó, amely akkor körülbelül 145 km távolságra volt. A hajó fedélzetén tartózkodó 23 halász megsérült, egyikük életveszélyesen.

Az 1954. március 1-jei robbanás után lehullott radioaktív por 29 amerikai alkalmazottat és 239 Marshall-szigeteki lakost is kitett, akik mindannyian megsérültek a robbanás helyszínétől több mint 300 km-re. Más hajók, amelyek a Csendes-óceánon, Bikinitől akár 1500 km-re, és néhány hal a japán partok közelében is fertőzöttnek bizonyultak.

A légkör robbanástermékekkel való szennyezettségét jelezték a Csendes-óceán partvidékén és Japánban májusban lehullott esők, amelyekben jelentősen megnövekedett radioaktivitást észleltek. Azok a területek, ahol 1954 májusában radioaktív csapadék történt, Japán teljes területének körülbelül egyharmadát fedik le.

A fenti adatok a nagy kaliberű atombombák robbanása által a lakosságot érő károk mértékéről azt mutatják, hogy a nagy teljesítményű nukleáris töltetek (több millió tonna TNT) radiológiai fegyvernek tekinthetők, vagyis olyan fegyverek, amelyek többet sebeznek a robbanás radioaktív termékeit, mint a robbanás pillanatában ható becsapódási hullámmal, fénysugárzással és áthatoló sugárzással.

Ezért a települések, létesítmények előkészítése során nemzetgazdaság A polgári védelem érdekében mindenhol intézkedéseket kell hozni a lakosság, az állatok, az élelmiszerek, a takarmány és a víz védelmére a nukleáris töltetek robbanásából származó termékek által okozott szennyeződéstől, amelyek a radioaktív felhő útjába eshetnek.

Szem előtt kell tartani, hogy a radioaktív anyagok kicsapódása következtében nem csak a talaj és a tárgyak felülete szennyeződik, hanem a levegő, a növényzet, a nyílt tározók vize stb. a radioaktív részecskék lerakódásának időszakában és a jövőben, különösen az utak mentén forgalom vagy szeles időben, amikor a leülepedett porszemcsék ismét a levegőbe emelkednek.

Következésképpen a védtelen embereket és állatokat a levegővel együtt a légzőrendszerbe jutó radioaktív por érintheti.

A radioaktív porral szennyezett élelmiszer és víz is veszélyes, ha a szervezetbe kerül, súlyos megbetegedéseket okozhat, esetenként halálos. Így a nukleáris robbanás során keletkező radioaktív anyagok kihullásának területén az emberek nemcsak ennek következtében lesznek kitéve külső expozíció, hanem akkor is, ha szennyezett élelmiszer, víz vagy levegő kerül a szervezetbe. A nukleáris robbanás termékei által okozott károk elleni védekezés megszervezésénél figyelembe kell venni, hogy a felhő mozgásának nyomvonala mentén a szennyeződés mértéke a robbanás helyétől való távolsággal csökken.

Ezért a veszély, amelynek a szennyezettségi zóna területén elhelyezkedő lakosság ki van téve, nem azonos a robbanás helyétől különböző távolságokban. A legveszélyesebb területek a robbanás helyéhez közeli és a felhőmozgás tengelye mentén elhelyezkedő területek (a felhőmozgás nyomában lévő sáv középső része).

A radioaktív szennyeződés egyenetlensége a felhőmozgás során bizonyos mértékig természetes. Ezt a körülményt figyelembe kell venni a lakosság sugárvédelmi intézkedéseinek megszervezése és végrehajtása során.

Azt is figyelembe kell venni, hogy a robbanás pillanatától a radioaktív anyagok felhőből való kihullásának pillanatáig eltelik egy idő. Ez az idő növekszik, minél távolabb van a robbanás helyétől, és több órát is igénybe vehet. A robbanás helyétől távol eső területek lakosságának elegendő ideje lesz a megfelelő védelmi intézkedések megtételére.

Különösen a figyelmeztető eszközök időben történő előkészítése és az érintett polgári védelmi egységek hatékony működése esetén a lakosság mintegy 2-3 órán belül értesíthető a veszélyről.

Ez idő alatt a lakosság előzetes felkészítésével és magas szintű szervezettségével számos olyan intézkedést lehet végrehajtani, amelyek meglehetősen megbízható védelmet nyújtanak az embereket és állatokat ért radioaktív károsodások ellen. Bizonyos védekezési intézkedések és módszerek megválasztását a jelenlegi helyzet sajátos körülményei határozzák meg. azonban Általános elvek ennek megfelelően kell meghatározni és a terveket kidolgozni polgári védelem.

Megállapítható, hogy bizonyos feltételek mellett a legracionálisabb mindenekelőtt a helyszíni védekezési intézkedések meghozatala, minden eszközzel és. olyan módszerek, amelyek védenek mind a radioaktív anyagok szervezetbe jutása, mind a külső sugárzás ellen.

Mint ismeretes, a legtöbb hatékony eszközök A külső sugárzás elleni védelem az óvóhelyek (az atomellenes védelem követelményeihez igazítva, valamint a masszív falakkal rendelkező, sűrű anyagokból (tégla, cement, vasbeton stb.) épült épületek, beleértve a pincéket, ásók, pincéket, fedett rések és közönséges lakóépületek.

Az épületek és építmények védelmi tulajdonságainak értékelésekor a következő tájékoztató jellegű adatok vezérelhetők: egy faház a falvastagságtól függően 4-10-szer gyengíti a radioaktív sugárzás hatását, kőház- 10-50 alkalommal, pincék és pincék be faházak- 50-100-szor, rés átfedő földréteggel 60-90 cm - 200-300-szor.

Következésképpen a polgári védelmi terveknek szükség esetén mindenekelőtt erősebb védelmi eszközzel rendelkező építmények alkalmazásáról kell rendelkezniük; a pusztulás veszélyére vonatkozó jelzés érkezésekor a lakosságnak haladéktalanul menedéket kell keresnie ezekben a helyiségekben, és ott kell maradnia a további intézkedések bejelentéséig.

Az, hogy az emberek mennyi ideig tartózkodnak a menedékhelyre szánt helyiségekben, főként attól függ, hogy a település helye milyen mértékben szennyezett, és milyen ütemben csökken a sugárzási szint idővel.

Így például a robbanás helyétől jelentős távolságra elhelyezkedő lakott területeken, ahol rövid időn belül biztonságossá válhat a védtelen személyekre jutó teljes sugárdózis, a lakosságnak érdemes ezt az időt óvóhelyen várni.

Azokon a súlyos radioaktív szennyezettségű területeken, ahol a védtelen emberek által felvehető összdózis magas lesz, és ilyen körülmények között ennek csökkenése meghosszabbodik, az emberek hosszú távú menhelyen való tartózkodása megnehezül. Ezért az ilyen területeken a legracionálisabb, ha a lakosságot először menedékbe helyezzük, majd evakuálják a nem szennyezett területekre. A kiürítés kezdete és időtartama a helyi viszonyoktól függ: a radioaktív szennyezettség mértékétől, a járművek elérhetőségétől, a kommunikációs útvonalaktól, az évszaktól, a kitelepítettek elhelyezkedésének távolságától stb.

Így a radioaktív felhő nyoma szerinti radioaktív szennyezettség területe feltételesen két, eltérő lakosságvédelmi elvű zónára osztható.

Az első zóna azt a területet foglalja magában, ahol a sugárzás szintje magas marad 5-6 nappal a robbanás után, és lassan (naponta kb. 10-20%-kal) csökken. A lakosság evakuálása az ilyen területekről csak akkor kezdődhet meg, ha a sugárzási szint olyan szintre csökkent, hogy a begyűjtés és a szennyezett területen való mozgás során az emberek összesen ne kapjanak 50 rubelnél nagyobb dózist.

A második zónába azok a területek tartoznak, ahol a sugárzás szintje a robbanás utáni első 3-5 napban 0,1 röntgen/óra értékre csökken.

A lakosság evakuálása ebből a zónából nem tanácsos, mivel ezt az időt óvóhelyen lehet kivárni.

A lakosság védelmét szolgáló intézkedések minden esetben sikeres végrehajtása elképzelhetetlen alapos sugárfelderítés és -monitoring, ill. állandó megfigyelés sugárszint.

A nukleáris robbanás során keletkezett felhő mozgását követő lakosság radioaktív károktól való védelméről nem szabad megfeledkezni, hogy a károk elkerülése vagy csökkentése csak egy olyan intézkedéscsomag világos megszervezésével lehetséges, amely magában foglalja:

figyelmeztető rendszer szervezése, amely időben figyelmezteti a lakosságot a radioaktív felhő legvalószínűbb mozgási irányára és a kárveszélyre. E célok érdekében minden rendelkezésre álló kommunikációs eszközt fel kell használni - telefon, rádióállomás, távíró, rádióadás stb.;
a polgári védelmi egységek kiképzése felderítésre mind városokban, mind vidéken;
személyek óvóhelyen vagy más, radioaktív sugárzástól védõ helyiségben (pincében, pincében, hasadékokban stb.) való elszállásolása;
a lakosság és az állatok evakuálása a radioaktív porral tartósan szennyezett területről;
a polgári védelmi egészségügyi szolgálat alakulatainak és intézményeinek felkészítése az érintettek megsegítését szolgáló intézkedésekre, elsősorban a kezelésre, fertőtlenítésre, vízvizsgálatra, ill. élelmiszer termékek radioaktív anyagokkal való szennyeződéséről;
az élelmiszertermékek raktári védelmét szolgáló intézkedések korai végrehajtása, in kereskedelmi hálózat, vállalkozásoknál Vendéglátás, valamint a radioaktív por okozta szennyeződésből származó vízellátás forrásai (raktárak lezárása, konténerek előkészítése, improvizált anyagok a termékek fedésére, élelmiszerek és tartályok fertőtlenítésére szolgáló eszközök előkészítése, dozimetriás műszerekkel való felszerelés);
az állatok védelmét szolgáló intézkedések végrehajtása és az állatoknak való segítségnyújtás vereség esetén.

Szolgáltatni megbízható védelem az állatokat kolhozokban, állami gazdaságokban, lehetőség szerint kis csoportokban, brigádokban, gazdaságokban, ill. települések, menedékhelyekkel.

Gondoskodni kell további tározók vagy kutak létrehozásáról is, amelyek a víz állandó forrásból származó szennyeződése esetén tartalék vízellátási forrásokká válhatnak.

Raktárak, amelyekben takarmányt tárolnak, valamint állattartó helyiségek, amelyet lehetőség szerint le kell zárni.

Az értékes tenyészállatok védelméhez egyéni védőfelszerelés, mely a helyszínen rendelkezésre álló anyagokból (szemvédő, táska, takaró stb.), valamint gázálarc (ha van) szükséges.

A helyiségek fertőtlenítéséhez és az állatok állat-egészségügyi kezeléséhez előzetesen figyelembe kell venni a gazdaságban rendelkezésre álló fertőtlenítő berendezéseket, permetezőket, permetezőket, folyadékszórókat és egyéb mechanizmusokat, tartályokat, amelyek segítségével a fertőtlenítés és az állatorvosi kezelés is megtörténik. a munka elvégezhető;

Az építmények, terep, járművek, ruházat, felszerelés és egyéb polgári védelmi vagyontárgyak fertőtlenítési munkáit végző alakulatok és intézmények megszervezése és felkészítése, amelyre vonatkozóan előzetesen intézkedéseket tesznek az önkormányzati berendezések, mezőgazdasági gépek, mechanizmusok és műszerek ezekhez való igazítására. célokra. Az eszközök rendelkezésre állásától függően megfelelő alakulatokat kell létrehozni és ki kell képezni - különítmények, csapatok, csoportok, egységek stb.

A cikk tartalma

H-BOMB, nagy pusztító erejű fegyver (TNT egyenértékben megatonna nagyságrendű), működési elve könnyű atommagok termonukleáris fúziójának reakcióján alapul. A robbanási energia forrása a Napon és más csillagokon végbemenő folyamatokhoz hasonló folyamatok.

Termonukleáris reakciók.

A Nap belseje gigantikus mennyiségű hidrogént tartalmaz, amely ultra-magas kompressziós állapotban van, kb. 15 000 000 K. Ilyen magas hőmérsékleten és plazmasűrűségen a hidrogénatommagok állandó ütközéseket tapasztalnak egymással, amelyek egy része összeolvad, és végül nehezebb héliummagok keletkeznek. Az ilyen reakciókat, amelyeket termonukleáris fúziónak neveznek, hatalmas mennyiségű energia szabadul fel. A fizika törvényei szerint a termonukleáris fúzió során felszabaduló energia abból adódik, hogy egy nehezebb atommag kialakulása során az összetételében szereplő könnyű atommagok tömegének egy része kolosszális mennyiségű energiává alakul. Éppen ezért a gigantikus tömegű Nap a termonukleáris fúzió során naponta kb. 100 milliárd tonna anyagot és energiát szabadít fel, aminek köszönhetően lehetségessé vált az élet a Földön.

A hidrogén izotópjai.

A hidrogénatom a legegyszerűbb az összes létező atom közül. Egy protonból áll, amely a magja, amely körül egyetlen elektron forog. A víz (H 2 O) gondos tanulmányozása kimutatta, hogy elhanyagolható mennyiségű „nehéz” vizet tartalmaz, amely a hidrogén „nehéz izotópját” - deutériumot (2 H) tartalmazza. A deutérium mag egy protonból és egy neutronból áll - egy semleges részecske, amelynek tömege közel van a protonhoz.

Létezik a hidrogén harmadik izotópja, a trícium, melynek magja egy protont és két neutront tartalmaz. A trícium instabil, és spontán radioaktív bomláson megy keresztül, a hélium izotópjává alakulva. A trícium nyomait a Föld légkörében találták, ahol a kozmikus sugarak és a levegőt alkotó gázmolekulák kölcsönhatása eredményeként keletkezik. A tríciumot mesterségesen állítják elő nukleáris reaktor, neutronfluxussal besugározzák a lítium-6 izotópot.

A hidrogénbomba fejlesztése.

Az előzetes elméleti elemzés kimutatta, hogy a termonukleáris fúzió a legkönnyebben deutérium és trícium keverékében valósítható meg. Ezt alapul véve az amerikai tudósok 1950 elején megkezdték a hidrogénbomba (HB) létrehozására irányuló projekt megvalósítását. Az enewetaki kísérleti telepen 1951 tavaszán végezték el a nukleáris berendezés első kísérleteit; a termonukleáris fúzió csak részleges volt. Jelentős sikert értek el 1951. november 1-jén egy hatalmas nukleáris eszköz tesztelése során, amelynek robbanási teljesítménye 4 × 8 Mt volt TNT egyenértékben.

A Szovjetunióban 1953. augusztus 12-én robbantották fel az első hidrogénes légibombát, majd 1954. március 1-jén az amerikaiak egy erősebb (kb. 15 Mt) légibombát robbantottak a Bikini Atollon. Azóta mindkét hatalom végrehajtotta a fejlett megatonnás fegyverek robbantását.

A Bikini Atollnál történt robbanást nagy mennyiségű radioaktív anyag szabadulása kísérte. Némelyikük több száz kilométerre esett a robbanás helyszínétől a Lucky Dragon japán halászhajón, míg mások Rongelap szigetét borították be. Mivel a termonukleáris fúzió stabil héliumot termel, a tiszta hidrogénbomba robbanásából származó radioaktivitás nem lehet több, mint egy termonukleáris reakció atomdetonátoré. A vizsgált esetben azonban a várható és a tényleges radioaktív csapadék mennyiségében és összetételében jelentősen eltért.

A hidrogénbomba hatásmechanizmusa.

A hidrogénbomba robbanása során fellépő folyamatok sorrendje a következőképpen ábrázolható. Először a HB-héj belsejében található termonukleáris reakció iniciátor töltése (egy kis atombomba) felrobban, ami neutronvillanást eredményez, és létrehozza a termonukleáris fúzió elindításához szükséges magas hőmérsékletet. A neutronok egy lítium-deuteridből, deutérium és lítium vegyületből készült betétet bombáznak (6-os tömegszámú lítium-izotópot használnak). A lítium-6 neutronok hatására héliumra és tríciumra hasad. Így az atombiztosíték közvetlenül magában a bombában hozza létre a szintézishez szükséges anyagokat.

Ezután a deutérium és trícium keverékében termonukleáris reakció indul be, a bomba belsejében a hőmérséklet gyorsan megemelkedik, egyre több hidrogént bevonva a szintézisbe. A hőmérséklet további emelkedésével megindulhat a tiszta hidrogénbombára jellemző reakció a deutériummagok között. Természetesen minden reakció olyan gyorsan megy végbe, hogy azonnalinak érzékeljük.

Hasadás, fúzió, hasadás (szuperbomba).

Valójában egy bombában a fent leírt folyamatok sorozata a deutérium és a trícium reakciójának szakaszában ér véget. Továbbá a bombatervezők nem a magfúziót, hanem a maghasadást választották. A deutérium és trícium atommagok fúziója során hélium és gyorsneutronok keletkeznek, amelyek energiája elég nagy ahhoz, hogy az urán-238 (az urán fő izotópja, sokkal olcsóbb, mint a hagyományos atombombákban használt urán-235) maghasadását idézze elő. Gyors neutronok hasítják fel a szuperbomba uránhéjának atomjait. Egy tonna urán hasadása 18 Mt-nak megfelelő energiát eredményez. Az energia nem csak a robbanásra és a hőtermelésre megy el. Minden uránmag két erősen radioaktív „töredékre” hasad. A hasadási termékek 36 különböző kémiai elemet és közel 200 radioaktív izotópot tartalmaznak. Mindez a szuperbomba-robbanásokat kísérő radioaktív csapadék.

Az egyedi kialakításnak és a leírt hatásmechanizmusnak köszönhetően az ilyen típusú fegyverek tetszőleges teljesítményűek készíthetők. Sokkal olcsóbb, mint az azonos teljesítményű atombombák.

A robbanás következményei.

Lökéshullám és hőhatás.

A szuperbomba robbanás közvetlen (elsődleges) becsapódása háromszoros. A legnyilvánvalóbb közvetlen hatás egy hatalmas intenzitású lökéshullám. Becsapódásának ereje a bomba erejétől, a robbanás földfelszín feletti magasságától és a terep jellegétől függően a robbanás epicentrumától való távolsággal csökken. A robbanás hőhatását ugyanazok a tényezők határozzák meg, de a levegő átlátszóságától is függ - a köd jelentősen csökkenti azt a távolságot, amelynél a hővillanás súlyos égési sérüléseket okozhat.

Számítások szerint egy 20 megatonnás bomba atmoszférájában bekövetkezett robbanás során az esetek 50%-ában az emberek életben maradnak, ha 1) egy földalatti vasbeton menedékhelyen keresnek menedéket a bomba epicentrumától körülbelül 8 km-re. robbanás (E), 2) a közönséges városi épületekben kb. 15 km-re EV-től, 3) azon találták magukat nyitott hely távolságra kb. 20 km-re az EV-től. Rossz látási viszonyok között és legalább 25 km távolságban, ha a légkör tiszta, a nyílt területeken tartózkodó emberek számára a túlélés valószínűsége gyorsan növekszik az epicentrumtól való távolság növekedésével; 32 km távolságra számított értéke több mint 90%. Viszonylag kicsi az a terület, amelyen a robbanás során keletkező áthatoló sugárzás halált okoz, még egy nagy teljesítményű szuperbomba esetében is.

Tűzgolyó.

A tűzgolyóban lévő gyúlékony anyag összetételétől és tömegétől függően óriási, önfenntartó tűzviharok alakulhatnak ki, és órákig tombolhatnak. A robbanás legveszélyesebb (bár másodlagos) következménye azonban a környezet radioaktív szennyeződése.

Kiesik.

Hogyan keletkeznek.

Amikor egy bomba felrobban, a keletkező tűzgolyót hatalmas mennyiségű radioaktív részecskék töltik meg. Ezek a részecskék jellemzően olyan kicsik, hogy amint elérik a felső légkört, hosszú ideig ott maradhatnak. De ha egy tűzgömb érintkezésbe kerül a Föld felszínével, mindent forró porrá és hamuvá változtat, és tüzes tornádóvá vonja őket. Lángörvényben radioaktív részecskékkel keverednek és kötődnek. A radioaktív por, a legnagyobb kivételével, nem ül le azonnal. A finomabb port a keletkező felhő elhordja, és a széllel együtt haladva fokozatosan kihullik belőle. Közvetlenül a robbanás helyén a radioaktív csapadék rendkívül intenzív lehet - főként nagy por csapódik le a talajon. Több száz kilométerre a robbanás helyétől és nagyobb távolságokban apró, de még látható hamuszemcsék hullanak a földre. Gyakran a leesett hóhoz hasonló borítást képeznek, amely halálos mindenki számára, aki véletlenül a közelben van. Még a kisebb és láthatatlan részecskék is, mielőtt megtelepednének a talajon, hónapokig, sőt évekig vándorolhatnak a légkörben, sokszor körbejárva. föld. Mire kiesnek, radioaktivitásuk jelentősen gyengül. A legveszélyesebb sugárzás továbbra is a stroncium-90, felezési ideje 28 év. Vesztesége egyértelműen megfigyelhető az egész világon. Amikor megtelepszik a leveleken és a fűben, belép az embert is magában foglaló táplálékláncokba. Ennek eredményeként a legtöbb ország lakosainak csontjaiban észrevehető, bár még nem veszélyes mennyiségű stroncium-90-et találtak. A stroncium-90 felhalmozódása az emberi csontokban hosszú távon nagyon veszélyes, mivel rosszindulatú csontdaganatok kialakulásához vezet.

A terület hosszú távú szennyezése radioaktív csapadékkal.

Ellenséges cselekmények esetén a hidrogénbomba alkalmazása egy kb. 100 km-re a robbanás epicentrumától. Ha egy szuperbomba felrobban, több tízezer négyzetkilométernyi terület lesz szennyezett. Egy ilyen hatalmas pusztítási terület egyetlen bombával teljesen új típusú fegyverré teszi. Még akkor is, ha a szuperbomba nem találja el a célt, pl. nem éri lökés-termikus hatással a tárgyat, a robbanást kísérő áthatoló sugárzás és radioaktív csapadék lakhatatlanná teszi a környező teret. Az ilyen csapadék sok napig, hetekig, sőt hónapokig is eltarthat. Mennyiségüktől függően a sugárzás intenzitása elérheti a halálos szintet. Viszonylag kis számú szuperbomba elég ahhoz, hogy teljesen lefedje nagy ország radioaktív porréteg, amely minden élőlényre halálos. Így a szuperbomba megalkotása egy olyan korszak kezdetét jelentette, amikor teljes kontinenseket lehetett lakhatatlanná tenni. Még jóval a radioaktív csapadéknak való közvetlen kitettség megszűnése után is fennáll az izotópok, például a stroncium-90 magas radiotoxicitása miatti veszély. Ezzel az izotóppal szennyezett talajon termesztett élelmiszerekkel radioaktivitás kerül az emberi szervezetbe.

Ha úgy gondolja, hogy az atomi robbanófej az emberiség legszörnyűbb fegyvere, akkor még nem tud a hidrogénbombáról. Úgy döntöttünk, hogy kijavítjuk ezt a tévedést, és megbeszéljük, mi az. Már beszéltünk a és.

Egy kicsit a terminológiáról és a munka elveiről képekben

Ahhoz, hogy megértsük, hogyan néz ki egy nukleáris robbanófej, és miért, figyelembe kell venni a hasadási reakción alapuló működési elvét. Először egy atombomba robban. A héj urán és plutónium izotópokat tartalmaz. Részecskékre bomlanak, neutronokat rögzítve. Ezután az egyik atom elpusztul, és a többi atom hasadása megindul. Ez láncfolyamattal történik. A végén megindul maga a nukleáris reakció. A bomba részei egy egésszé válnak. A töltés kezd túllépni a kritikus tömeget. Egy ilyen szerkezet segítségével energia szabadul fel, és robbanás következik be.

Egyébként az atombombát atombombának is nevezik. A hidrogént pedig termonukleárisnak nevezik. Ezért az a kérdés, hogy miben különbözik egy atombomba a nukleáris bombától, eleve helytelen. Ez ugyanaz. Az atombomba és a termonukleáris bomba közötti különbség nem csak a névben rejlik.

A termonukleáris reakció nem a hasadási reakción alapul, hanem a nehéz atommagok összenyomódásán. A nukleáris robbanófej egy hidrogénbomba detonátora vagy biztosítéka. Más szóval, képzeljünk el egy hatalmas hordó vizet. Egy atomrakétát merítenek bele. A víz nehéz folyadék. Itt a hanggal rendelkező protont a hidrogénmagban két elem - deutérium és trícium - helyettesíti:

A deutérium egy proton és egy neutron. Tömegük kétszerese a hidrogénének;
A trícium egy protonból és két neutronból áll. Háromszor nehezebbek, mint a hidrogén.

Termonukleáris bomba tesztek

, a második világháború vége, versenyfutás kezdődött Amerika és a Szovjetunió között, és a világ közössége rájött, hogy az atom- vagy hidrogénbomba erősebb. Az atomfegyverek pusztító ereje kezdett vonzani mindkét oldalt. Az Egyesült Államok volt az első, amely atombombát készített és tesztelt. De hamarosan világossá vált, hogy nem tehette meg nagy méretek. Ezért úgy döntöttek, hogy megpróbálnak termonukleáris robbanófejet készíteni. Itt ismét Amerikának sikerült. A szovjetek úgy döntöttek, hogy nem veszítik el a versenyt, és egy kompakt, de nagy teljesítményű rakétát teszteltek, amelyet akár egy hagyományos Tu-16-os repülőgépen is szállítani lehetett. Akkor mindenki megértette, mi a különbség az atombomba és a hidrogénbomba között.

Például az első amerikai termonukleáris robbanófej olyan magas volt, mint egy háromemeletes ház. Kis szállítással nem lehetett szállítani. De aztán a Szovjetunió fejlesztései szerint a méretek csökkentek. Ha elemezzük, arra a következtetésre juthatunk, hogy ezek a szörnyű pusztítások nem voltak olyan nagyok. TNT egyenértékben kifejezve az ütközési erő csak néhány tíz kilotonna volt. Ezért mindössze két városban semmisültek meg épületek, az ország többi részében pedig atombomba hangja hallatszott. Ha hidrogénrakétáról lenne szó, egész Japán teljesen megsemmisülne egyetlen robbanófejjel.

A túl sok töltésű atombomba véletlenül felrobbanhat. Láncreakció kezdődik, és robbanás következik be. Figyelembe véve a nukleáris atombombák és a hidrogénbombák közötti különbségeket, érdemes megjegyezni ezt a pontot. Végül is egy termonukleáris robbanófej bármilyen erővel elkészíthető anélkül, hogy félnének a spontán detonációtól.

Ez érdekelte Hruscsovot, aki elrendelte a világ legerősebb hidrogén robbanófejének létrehozását, és így közelebb került a verseny megnyeréséhez. Úgy tűnt neki, hogy a 100 megatonna az optimális. A szovjet tudósok keményen megtűrték magukat, és sikerült 50 megatonnát befektetni. A szigeten megkezdődtek a tesztek Új Föld, ahol katonai gyakorlótér volt. A mai napig a Bomba cárt a bolygó legnagyobb felrobbant bombájának nevezik.

A robbanás 1961-ben történt. A kísérleti helyszíntől több száz kilométeres körzetben az emberek sietős evakuálása zajlott, mivel a tudósok számításai szerint kivétel nélkül minden ház megsemmisül. De senki sem számított ilyen hatásra. A robbanáshullám háromszor kerülte meg a bolygót. A szemétlerakó „üres lap” maradt, az összes domb eltűnt rajta. Az épületek egy pillanat alatt homokká változtak. Iszonyatos robbanás hallatszott 800 kilométeres körzetben. Az ilyen robbanófej, mint az univerzális romboló rovásírásos nukleáris bomba használatából származó tűzgolyó Japánban csak a városokban volt látható. De a hidrogénrakétától 5 kilométer átmérőjűre emelkedett. A por, a sugárzás és a korom gombája 67 kilométert nőtt. A tudósok szerint a kupak átmérője száz kilométer volt. Képzeld csak el, mi történt volna, ha a robbanás a város határain belül történik.

A hidrogénbomba használatának modern veszélyei

Már megvizsgáltuk, mi a különbség az atombomba és a termonukleáris bomba között. Most képzeljük el, milyen következményei lettek volna a robbanásnak, ha a Hirosimára és Nagaszakira ledobott atombomba egy tematikus megfelelővel rendelkező hidrogénbomba lett volna. Japánnak nyoma sem maradna.

A tesztek eredményei alapján a tudósok a termonukleáris bomba következményeire jutottak. Vannak, akik úgy gondolják, hogy a hidrogén robbanófej tisztább, vagyis valójában nem radioaktív. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az emberek hallják a „víz” nevet, és alábecsülik a környezetre gyakorolt siralmas hatását.

Amint azt már kitaláltuk, a hidrogén robbanófej hatalmas mennyiségű radioaktív anyagon alapul. Lehet rakétát készíteni urántöltet nélkül is, de ez eddig a gyakorlatban nem került alkalmazásra. Maga a folyamat nagyon bonyolult és költséges lesz. Ezért a fúziós reakciót uránnal hígítják, és hatalmas robbanási teljesítményt kapnak. A radioaktív csapadék, amely menthetetlenül esik a célpontra, 1000%-kal nő. Még azok egészségét is károsítják, akik több tízezer kilométerre vannak az epicentrumtól. Felrobbantásakor hatalmas tűzgolyó keletkezik. Minden, ami a cselekvési hatókörébe kerül, megsemmisül. A felperzselt föld évtizedekig lakhatatlan lehet. Egyáltalán semmi sem fog nőni egy hatalmas területen. És a töltés erősségének ismeretében egy bizonyos képlet segítségével kiszámíthatja az elméletileg szennyezett területet.

Szintén érdemes megemlíteni olyan hatásról, mint a nukleáris tél. Ez a koncepció még szörnyűbb, mint a lerombolt városok és százezrek emberi életeket. Nemcsak a szemétlerakó hely fog megsemmisülni, hanem gyakorlatilag az egész világ. Először csak egy terület veszíti el lakható státuszát. De radioaktív anyag kerül a légkörbe, ami csökkenti a nap fényességét. Mindez porral, füsttel, kormmal keveredik, és fátylat hoz létre. Az egész bolygón el fog terjedni. A szántóföldi termés az elkövetkező évtizedekben elpusztul. Ez a hatás éhínséget fog kiváltani a Földön. A népesség azonnal többszörösére csökken. A nukleáris tél pedig többnek tűnik, mint valódi. Valóban, az emberiség történetében, pontosabban 1816-ban, egy erőteljes vulkánkitörés után hasonló esetet ismertek. Abban az időben volt egy év nyár nélkül a bolygón.

A szkeptikusokat, akik nem hisznek a körülmények ilyen egybeesésében, a tudósok számításai meggyőzhetik:

Ha a Föld egy fokkal lehűl, senki sem veszi észre. De ez befolyásolja a csapadék mennyiségét.
Ősszel 4 fokos lehűlés várható. A csapadékhiány miatt terméskiesések is előfordulhatnak. A hurrikánok még olyan helyeken is elkezdődnek, ahol soha nem léteztek.
Amikor a hőmérséklet még néhány fokkal csökken, a bolygó első évében nyár nélkül élünk.
Ezt követi a kis jégkorszak. A hőmérséklet 40 fokkal csökken. Még rövid időn belül is pusztító lesz a bolygó számára. A Földön terméskiesések és az északi zónákban élő emberek kihalása lesz.
Utána jön a jégkorszak. A napsugarak visszaverődése anélkül történik, hogy elérné a Föld felszínét. Emiatt a levegő hőmérséklete eléri a kritikus szintet. A növények és a fák növekedése leáll a bolygón, és a víz megfagy. Ez a lakosság nagy részének kipusztulásához vezet.
Azok, akik túlélik, nem fogják túlélni az utolsó időszakot – ez egy visszafordíthatatlan hideg. Ez a lehetőség teljesen szomorú. Ez lesz az emberiség igazi vége. A föld azzá fog változni új bolygó, emberi lakhatásra alkalmatlan.

Most egy másik veszélyről. Amint Oroszország és az Egyesült Államok kilépett a hidegháború szakaszából, új fenyegetés jelent meg. Ha hallott már arról, hogy ki az a Kim Dzsong Il, akkor megérti, hogy nem áll meg itt. Ez a rakétaszerető, zsarnok és Észak-Korea uralkodója, amely egybe csapódott, könnyen nukleáris konfliktust provokálhat. Állandóan a hidrogénbombáról beszél, és megjegyzi, hogy az ő országrészében már vannak robbanófejek. Szerencsére élőben még nem látta őket senki. Oroszország, Amerika, valamint legközelebbi szomszédaink - Dél-Koreaés Japán nagyon aggódik még az ilyen hipotetikus kijelentések miatt is. Ezért reméljük, hogy Észak-Korea fejlesztései és technológiái még sokáig nem lesznek olyan szinten, hogy elpusztítsák az egész világot.

Tájékoztatásul. A világóceán fenekén több tucat bomba hever, amelyek szállítás közben vesztek el. Csernobilban pedig, amely nem is olyan messze van tőlünk, még mindig hatalmas urántartalékokat tárolnak.

Érdemes megfontolni, hogy megengedhetők-e ilyen következmények egy hidrogénbomba tesztelése érdekében. És ha globális konfliktus alakul ki az ezeket a fegyvereket birtokló országok között, nem maradnak államok, emberek, vagy egyáltalán semmi a bolygón, a Föld üres lappal fog változni. És ha figyelembe vesszük, hogy miben különbözik az atombomba a termonukleáris bombától, a lényeg a pusztítás mértéke, valamint az azt követő hatás.

Most egy kis következtetés. Rájöttünk, hogy az atombomba és az atombomba egy és ugyanaz. Ez egy termonukleáris robbanófej alapja is. De sem az egyik, sem a másik használata nem ajánlott, még tesztelésre sem. A robbanás hangja és az utóhatások megjelenése nem a legrosszabb. Ez nukleáris téllel fenyeget, lakosok százezreinek halálával és számos következménnyel az emberiségre nézve. Bár vannak különbségek az olyan töltetek között, mint az atombomba és az atombomba, mindkettő hatása minden élőlényre pusztító.

H-BOMB
nagy pusztító erejű fegyver (TNT egyenértékben megatonna nagyságrendű), működési elve könnyű atommagok termonukleáris fúziójának reakcióján alapul. A robbanási energia forrása a Napon és más csillagokon végbemenő folyamatokhoz hasonló folyamatok.
Termonukleáris reakciók. A Nap belseje gigantikus mennyiségű hidrogént tartalmaz, amely ultra-magas kompressziós állapotban van, kb. 15 000 000 K. Ilyen magas hőmérsékleten és plazmasűrűségen a hidrogénatommagok állandó ütközéseket tapasztalnak egymással, amelyek egy része összeolvad, és végül nehezebb héliummagok keletkeznek. Az ilyen reakciókat, amelyeket termonukleáris fúziónak neveznek, hatalmas mennyiségű energia szabadul fel. A fizika törvényei szerint a termonukleáris fúzió során felszabaduló energia abból adódik, hogy egy nehezebb atommag kialakulása során az összetételében szereplő könnyű atommagok tömegének egy része kolosszális mennyiségű energiává alakul. Éppen ezért a gigantikus tömegű Nap a termonukleáris fúzió során naponta kb. 100 milliárd tonna anyagot és energiát szabadít fel, aminek köszönhetően lehetségessé vált az élet a Földön.
A hidrogén izotópjai. A hidrogénatom a legegyszerűbb az összes létező atom közül. Egy protonból áll, amely a magja, amely körül egyetlen elektron forog. A víz (H2O) gondos tanulmányozása kimutatta, hogy elhanyagolható mennyiségű „nehéz” vizet tartalmaz, amely a hidrogén „nehéz izotópját” - deutériumot (2H) tartalmazza. A deutérium mag egy protonból és egy neutronból áll - egy semleges részecske, amelynek tömege közel van a protonhoz. A hidrogénnek van egy harmadik izotópja - a trícium, amelynek magja egy protont és két neutront tartalmaz. A trícium instabil, és spontán radioaktív bomláson megy keresztül, a hélium izotópjává alakulva. A trícium nyomait a Föld légkörében találták, ahol a kozmikus sugarak és a levegőt alkotó gázmolekulák kölcsönhatása eredményeként keletkezik. A tríciumot mesterségesen állítják elő egy atomreaktorban a lítium-6 izotóp neutronárammal történő besugárzásával.
A hidrogénbomba fejlesztése. Az előzetes elméleti elemzés kimutatta, hogy a termonukleáris fúzió a legkönnyebben deutérium és trícium keverékében valósítható meg. Ezt alapul véve az amerikai tudósok 1950 elején megkezdték a hidrogénbomba (HB) létrehozására irányuló projekt megvalósítását. Az enewetaki kísérleti telepen 1951 tavaszán végezték el a nukleáris berendezés első kísérleteit; a termonukleáris fúzió csak részleges volt. Jelentős sikert értek el 1951. november 1-jén egy hatalmas nukleáris berendezés tesztelése során, amelynek robbanási teljesítménye 4e8 Mt TNT-egyenértékben. A Szovjetunióban 1953. augusztus 12-én robbantották fel az első hidrogénes légibombát, majd 1954. március 1-jén az amerikaiak egy erősebb (kb. 15 Mt) légibombát robbantottak a Bikini Atollon. Azóta mindkét hatalom végrehajtotta a fejlett megatonnás fegyverek robbantását. A Bikini Atollnál történt robbanást nagy mennyiségű radioaktív anyag szabadulása kísérte. Egy részük több száz kilométerre zuhant le a Lucky Dragon japán halászhajó robbanásának helyszínétől, míg mások Rongelap szigetét borították be. Mivel a termonukleáris fúzió stabil héliumot termel, a tiszta hidrogénbomba robbanásából származó radioaktivitás nem lehet több, mint egy termonukleáris reakció atomdetonátoré. A vizsgált esetben azonban a várható és a tényleges radioaktív csapadék mennyiségében és összetételében jelentősen eltért.
A hidrogénbomba hatásmechanizmusa. A hidrogénbomba robbanása során fellépő folyamatok sorrendje a következőképpen ábrázolható. Először az NB-héj belsejében található termonukleáris reakció iniciátor töltése (egy kis atombomba) felrobban, ami neutronvillanást eredményez, és létrehozza a termonukleáris fúzió elindításához szükséges magas hőmérsékletet. A neutronok bombáznak egy lítium-deuteridből készült betétet - a deutérium lítiummal alkotott vegyületét (6-os tömegszámú lítium-izotópot használnak). A lítium-6 neutronok hatására héliumra és tríciumra hasad. Így az atombiztosíték közvetlenül magában a bombában hozza létre a szintézishez szükséges anyagokat. Ezután a deutérium és trícium keverékében termonukleáris reakció indul be, a bomba belsejében a hőmérséklet gyorsan megemelkedik, egyre több hidrogént bevonva a szintézisbe. A hőmérséklet további emelkedésével megindulhat a tiszta hidrogénbombára jellemző reakció a deutériummagok között. Természetesen minden reakció olyan gyorsan megy végbe, hogy azonnalinak érzékeljük.
Hasadás, fúzió, hasadás (szuperbomba). Valójában egy bombában a fent leírt folyamatok sorozata a deutérium és a trícium reakciójának szakaszában ér véget. Továbbá a bombatervezők nem a magfúziót, hanem a maghasadást választották. A deutérium és trícium atommagok fúziója során hélium és gyorsneutronok keletkeznek, amelyek energiája elég nagy ahhoz, hogy az urán-238 (az urán fő izotópja, sokkal olcsóbb, mint a hagyományos atombombákban használt urán-235) maghasadását idézze elő. Gyors neutronok hasítják fel a szuperbomba uránhéjának atomjait. Egy tonna urán hasadása 18 Mt-nak megfelelő energiát eredményez. Az energia nem csak a robbanásra és a hőtermelésre megy el. Minden uránmag két erősen radioaktív "töredékre" hasad. A hasadási termékek 36 különböző kémiai elemet és közel 200 radioaktív izotópot tartalmaznak. Mindez a szuperbomba-robbanásokat kísérő radioaktív csapadék. Az egyedi kialakításnak és a leírt hatásmechanizmusnak köszönhetően az ilyen típusú fegyverek tetszőleges teljesítményűek készíthetők. Sokkal olcsóbb, mint az azonos teljesítményű atombombák.
A robbanás következményei. Lökéshullám és hőhatás. A szuperbomba robbanás közvetlen (elsődleges) becsapódása háromszoros. A legnyilvánvalóbb közvetlen hatás egy hatalmas intenzitású lökéshullám. Becsapódásának ereje a bomba erejétől, a robbanás földfelszín feletti magasságától és a terep jellegétől függően a robbanás epicentrumától való távolsággal csökken. A robbanás hőhatását ugyanazok a tényezők határozzák meg, de a levegő átlátszóságától is függ - a köd jelentősen csökkenti azt a távolságot, amelynél a hővillanás súlyos égési sérüléseket okozhat. Számítások szerint egy 20 megatonnás bomba atmoszférájában bekövetkezett robbanás során az esetek 50%-ában az emberek életben maradnak, ha 1) egy földalatti vasbeton menedékhelyen keresnek menedéket a bomba epicentrumától körülbelül 8 km-re. robbanás (E), 2) a közönséges városi épületekben kb. EV-től 15 km-re, 3) nyílt helyen találták magukat, kb. 20 km-re az EV-től. Rossz látási viszonyok között és legalább 25 km távolságban, ha a légkör tiszta, a nyílt területeken tartózkodó emberek számára a túlélés valószínűsége gyorsan növekszik az epicentrumtól való távolság növekedésével; 32 km távolságra számított értéke több mint 90%. Viszonylag kicsi az a terület, amelyen a robbanás során keletkező áthatoló sugárzás halált okoz, még egy nagy teljesítményű szuperbomba esetében is.
Tűzgolyó. A tűzgolyóban lévő gyúlékony anyag összetételétől és tömegétől függően óriási, önfenntartó tűzviharok alakulhatnak ki, és órákig tombolhatnak. A robbanás legveszélyesebb (bár másodlagos) következménye azonban a környezet radioaktív szennyeződése.
Kiesik. Hogyan keletkeznek.
Amikor egy bomba felrobban, a keletkező tűzgolyót hatalmas mennyiségű radioaktív részecskék töltik meg. Ezek a részecskék jellemzően olyan kicsik, hogy amint elérik a felső légkört, hosszú ideig ott maradhatnak. De ha egy tűzgömb érintkezésbe kerül a Föld felszínével, mindent forró porrá és hamuvá változtat, és tüzes tornádóvá vonja őket. Lángörvényben radioaktív részecskékkel keverednek és kötődnek. A radioaktív por, a legnagyobb kivételével, nem ül le azonnal. A finomabb port a keletkező felhő elhordja, és a széllel együtt haladva fokozatosan kihullik belőle. Közvetlenül a robbanás helyén a radioaktív csapadék rendkívül intenzív lehet - főként nagy por csapódik le a talajon. Több száz kilométerre a robbanás helyétől és nagyobb távolságokban apró, de még látható hamuszemcsék hullanak a földre. Gyakran a leesett hóhoz hasonló borítást képeznek, amely halálos mindenki számára, aki véletlenül a közelben van. Még a kisebb és láthatatlan részecskék is, mielőtt megtelepednének a talajon, hónapokig, sőt évekig bolyonghatnak a légkörben, sokszor megkerülve a földgömböt. Mire kiesnek, radioaktivitásuk jelentősen gyengül. A legveszélyesebb sugárzás továbbra is a stroncium-90, felezési ideje 28 év. Vesztesége egyértelműen megfigyelhető az egész világon. Amikor megtelepszik a leveleken és a fűben, belép az embert is magában foglaló táplálékláncokba. Ennek eredményeként a legtöbb ország lakosainak csontjaiban észrevehető, bár még nem veszélyes mennyiségű stroncium-90-et találtak. A stroncium-90 felhalmozódása az emberi csontokban hosszú távon nagyon veszélyes, mivel rosszindulatú csontdaganatok kialakulásához vezet.
A terület hosszú távú szennyezése radioaktív csapadékkal. Ellenséges cselekmények esetén a hidrogénbomba alkalmazása egy kb. 100 km-re a robbanás epicentrumától. Ha egy szuperbomba felrobban, több tízezer négyzetkilométernyi terület lesz szennyezett. Egy ilyen hatalmas pusztítási terület egyetlen bombával teljesen új típusú fegyverré teszi. Még akkor is, ha a szuperbomba nem találja el a célt, pl. nem éri lökés-termikus hatással a tárgyat, a robbanást kísérő áthatoló sugárzás és radioaktív csapadék lakhatatlanná teszi a környező teret. Az ilyen csapadék sok napig, hetekig, sőt hónapokig is eltarthat. Mennyiségüktől függően a sugárzás intenzitása elérheti a halálos szintet. Viszonylag kis számú szuperbomba elegendő ahhoz, hogy egy nagy országot teljesen beborítson egy radioaktív porréteggel, amely minden élőlényre halálos. Így a szuperbomba megalkotása egy olyan korszak kezdetét jelentette, amikor teljes kontinenseket lehetett lakhatatlanná tenni. Még jóval a radioaktív csapadéknak való közvetlen kitettség megszűnése után is fennáll az izotópok, például a stroncium-90 magas radiotoxicitása miatti veszély. Ezzel az izotóppal szennyezett talajon termesztett élelmiszerekkel radioaktivitás kerül az emberi szervezetbe.
Lásd még
Nukleáris fúzió;
ATOMFEGYVER ;
NUKLEÁRIS HÁBORÚ.
IRODALOM
A nukleáris fegyverek hatása. M., 1960 Nukleáris robbanás az űrben, a földön és a föld alatt. M., 1970

Collier enciklopédiája. - Nyílt társadalom. 2000 .

Nézze meg, mi a „HIDROGÉNBOMBÁ” más szótárakban:

Elavult elnevezése a nagy pusztító erejű atombombának, amelynek működése a könnyű atommagok fúziós reakciója során felszabaduló energia felhasználásán alapul (lásd Termonukleáris reakciók). Az első hidrogénbombát a Szovjetunióban tesztelték (1953) ... Nagy enciklopédikus szótár

A termonukleáris fegyver a tömegpusztító fegyverek egyik fajtája, amelynek pusztító ereje a könnyű elemek magfúziója során a nehezebb elemekké (például két deutériummag (nehézhidrogén) szintézise) való felhasználáson alapul. ) atomok egy ... ... Wikipédia

Nagy pusztító erejű atombomba, melynek működése a könnyű atommagok fúziós reakciója során felszabaduló energia felhasználásán alapul (lásd Termonukleáris reakciók). Az első termonukleáris töltetet (3 Mt teljesítmény) 1952. november 1-jén robbantották fel az USA-ban.… … enciklopédikus szótár

H-bomba- vandenilinė bomba statusas T terület chemija apibrėžtis Termobranduolinė bomba, kurios užtaisas – deuteris ir tritis. atitikmenys: engl. Hbomb; hidrogénbomba rus. hidrogénbomba ryšiai: sinonimas – H bomba… Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

H-bomba- vandenilinė bomba statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. hidrogénbomba vok. Wasserstoffbombe, f rus. hidrogénbomba, f pranc. bombe à hydrogène, f … Fizikos terminų žodynas

H-bomba- vandenilinė bomba statusas T terület ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Bomba, kurios branduolinis užtaisas – vandenilio izotopai: deuteris ir tritis. atitikmenys: engl. Hbomb; hidrogénbomba vok. Wasserstoffbombe, f rus. hidrogénbomba, f... Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Nagy pusztító erejű robbanóbomba. V. akció b. termonukleáris reakció alapján. Lásd: Atomfegyverek... Nagy Szovjet Enciklopédia

Ivy Mike – hidrogénbomba első légköri tesztje, amelyet az Egyesült Államok végzett az Eniwetak Atoll-on 1952. november 1-jén.

65 évvel ezelőtt a Szovjetunió felrobbantotta első termonukleáris bombáját. Hogyan működik ez a fegyver, mire képes és mire nem? 1953. augusztus 12-én felrobbantották az első „praktikus” termonukleáris bombát a Szovjetunióban. Elmeséljük létrejöttének történetét, és kiderítjük, igaz-e, hogy egy ilyen lőszer aligha szennyezi a környezetet, de elpusztítja a világot.

Legkésőbb 1941-ben megjelent a termonukleáris fegyverek ötlete, ahol az atommagok összeolvadnak, nem pedig kettéválnak, mint egy atombombánál. Enrico Fermi és Edward Teller fizikusok eszébe jutott. Körülbelül ugyanebben az időben bekapcsolódtak a Manhattan Projectbe, és segítettek létrehozni a Hirosimára és Nagaszakira ledobott bombákat. A termonukleáris fegyver tervezése sokkal nehezebbnek bizonyult.

Nagyjából megértheti, mennyivel bonyolultabb egy termonukleáris bomba, mint egy atombomba, hogy a működő atomerőművek már régóta mindennaposak, a működő és praktikus termonukleáris erőművek pedig még mindig tudományos-fantasztikus irodalom.

Nak nek atommagokösszeolvadnak egymással, millió fokra kell felmelegíteni őket. Az amerikaiak 1946-ban szabadalmaztattak egy olyan eszköz tervet, amely lehetővé tette ezt (a projektet nem hivatalosan Supernak hívták), de csak három évvel később emlékeztek rá, amikor a Szovjetunió sikeresen tesztelt egy atombombát.

Az Egyesült Államok elnöke Harry Truman kijelentette, hogy a szovjet áttörésre „az úgynevezett hidrogénnel vagy szuperbombával” kell válaszolni.

1951-re az amerikaiak összeszerelték az eszközt, és "George" kódnéven teszteket végeztek. A terv egy tórusz volt – más szóval egy fánk – hidrogén, deutérium és trícium nehéz izotópjaival. Azért esett rájuk a választás, mert az ilyen atommagok könnyebben egyesíthetők, mint a közönséges hidrogénatommagok. A biztosíték egy atombomba volt. A robbanás összenyomta a deutériumot és a tríciumot, összeolvadtak, gyors neutronokat adtak, és meggyújtották az uránlemezt. Hagyományos atombombában nem hasad: csak lassú neutronok vannak, amelyek nem képesek az urán stabil izotópjának hasadását előidézni. Bár a magfúziós energia a George-robbanás összenergiájának hozzávetőleg 10%-át tette ki, az urán-238 „gyulladása” lehetővé tette, hogy a robbanás kétszer olyan erős legyen, mint általában, 225 kilotonnára.

A további urán miatt a robbanás kétszer olyan erős volt, mint a hagyományos robbanásnál atombomba. Ám a termonukleáris fúzió a felszabaduló energia mindössze 10%-át tette ki: a tesztek kimutatták, hogy a hidrogénatommagok nem préselődnek össze elég erősen.

Ezután Stanislav Ulam matematikus egy másik megközelítést javasolt - egy kétlépcsős nukleáris biztosítékot. Ötlete az volt, hogy egy plutónium rudat helyezzen el az eszköz „hidrogén” zónájában. Az első biztosíték robbanása „gyújtotta meg” a plutóniumot, két lökéshullám és két röntgensugár ütközött – a nyomás és a hőmérséklet eléggé megugrott ahhoz, hogy a termonukleáris fúzió meginduljon. Az új eszközt 1952-ben a Csendes-óceáni Enewetak Atollon tesztelték – a bomba robbanóereje már tíz megatonna TNT volt.

Ez az eszköz azonban alkalmatlan volt katonai fegyverként való használatra sem.

A hidrogénatommagok összeolvadásához a távolságnak minimálisnak kell lennie, ezért a deutériumot és a tríciumot lehűtjük folyékony halmazállapot, majdnem az abszolút nullához. Ehhez hatalmas kriogén telepítésre volt szükség. A második termonukleáris eszköz, lényegében a George felnagyított változata, 70 tonnát nyomott – ezt nem lehet leejteni egy repülőgépről.

A Szovjetunió később kezdett el termonukleáris bombát fejleszteni: az első sémát a szovjet fejlesztők csak 1949-ben javasolták. Lítium-deuteridot kellett volna használni. Ez egy fém, szilárd anyag, nem kell cseppfolyósítani, ezért az amerikai változathoz hasonlóan terjedelmes hűtőszekrényre már nem volt szükség. Ugyanilyen fontos, hogy a lítium-6, amikor a robbanásból neutronokkal bombázták, héliumot és tríciumot termelt, ami tovább egyszerűsíti az atommagok további fúzióját.

Az RDS-6-os bomba 1953-ban készült el. Az amerikai és a modern termonukleáris eszközökkel ellentétben nem tartalmazott plutóniumrudat. Ez a séma „puff” néven ismert: lítium-deuterid rétegeket uránrétegekkel tarkítottak. Augusztus 12-én az RDS-6-okat tesztelték a szemipalatyinszki tesztterületen.

A robbanás ereje 400 kilotonna TNT volt – 25-ször kevesebb, mint az amerikaiak második kísérletében. De az RDS-6-osokat le lehetett ejteni a levegőből. Ugyanezt a bombát interkontinentális ballisztikus rakétákon is felhasználták. És már 1955-ben a Szovjetunió javította termonukleáris agyszüleményeit, és plutónium rúddal szerelte fel.

Ma gyakorlatilag az összes termonukleáris berendezés – még az észak-koreaiak is – a korai szovjet és amerikai tervek keresztezése. Mindannyian lítium-deuteridet használnak üzemanyagként, és kétfokozatú atomdetonátorral gyújtják meg.

Mint a kiszivárogtatásokból ismeretes, még a legmodernebb amerikai termonukleáris robbanófej, a W88 is hasonló az RDS-6c-hez: lítium-deuterid rétegeket tarkítanak uránnal.

A különbség az, hogy a modern termonukleáris lőszerek nem több megatonnás szörnyek, mint a Tsar Bomba, hanem több száz kilotonnás hozamú rendszerek, mint az RDS-6-osok. Senkinek nincs megatonnás robbanófeje az arzenáljában, hiszen katonailag egy tucat kisebb teljesítményű robbanófej értékesebb, mint egy erős: így több célpontot is eltalálhat.

A technikusok egy amerikai W80-as termonukleáris robbanófejjel dolgoznak

Mit nem tud egy termonukleáris bomba

A hidrogén rendkívül gyakori elem, van belőle elég a Föld légkörében.

Egy időben azt pletykálták, hogy egy kellően erős termonukleáris robbanás láncreakciót indíthat el, és bolygónk összes levegője kiég. De ez egy mítosz.

Nemcsak a gáznemű, hanem a folyékony hidrogén sem elég sűrű ahhoz, hogy a termonukleáris fúzió meginduljon. Összenyomni és melegíteni kell atomrobbanás, lehetőleg különböző oldalakról, ahogy az egy kétfokozatú biztosítéknál történik. A légkörben nincsenek ilyen körülmények, így önfenntartó magfúziós reakciók ott lehetetlenek.

Nem ez az egyetlen tévhit termonukleáris fegyverek. Gyakran mondják, hogy a robbanás „tisztább”, mint a nukleáris: azt mondják, hogy amikor a hidrogén atommagok összeolvadnak, kevesebb „töredék” keletkezik – veszélyes, rövid élettartamú atommagok, amelyek radioaktív szennyeződést okoznak –, mint az uránmaghasadáskor.

Ez a tévhit azon a tényen alapszik, hogy egy termonukleáris robbanás során az energia nagy része állítólag az atommagok fúziója miatt szabadul fel. Ez nem igaz. Igen, a Tsar Bomba is ilyen volt, de csak azért, mert az urán „kabátját” ólomra cserélték tesztelés céljából. A modern kétfokozatú biztosítékok jelentős radioaktív szennyeződést eredményeznek.

A Bomba cár lehetséges teljes pusztításának övezete, Párizs térképén. A piros kör a teljes pusztulás zónája (35 km sugarú). Sárga kör - méret tűzgömb(sugár 3,5 km).

Igaz, a „tiszta” bomba mítoszában még mindig van egy szemernyi igazság. Vegyük a legjobb amerikai termonukleáris robbanófejet, a W88-at. Amikor felrobban optimális magasság a város felett a súlyos pusztítás területe gyakorlatilag egybeesik az életveszélyes radioaktív károsodás zónájával. Eltűnően kevés lesz a sugárbetegség okozta haláleset: az emberek magától a robbanástól fognak meghalni, nem a sugárzástól.

Egy másik mítosz szerint a termonukleáris fegyverek képesek elpusztítani az egész emberi civilizációt, sőt még az életet is a Földön. Ez is gyakorlatilag kizárt. A robbanás energiája három dimenzióban oszlik meg, ezért a lőszer teljesítményének ezerszeres növekedésével a pusztító hatás sugara csak tízszeresére nő - egy megatonna robbanófej pusztítási sugara csak tízszer nagyobb, mint egy taktikai, kilotonnás robbanófej.

66 millió évvel ezelőtt egy aszteroida becsapódása a legtöbb szárazföldi állat és növény kihalásához vezetett. A becsapódási teljesítmény körülbelül 100 millió megatonna volt - ez 10 ezerszer több, mint a Föld összes termonukleáris arzenáljának teljes teljesítménye. 790 ezer éve egy aszteroida ütközött a bolygóval, a becsapódás egymillió megatonnás volt, de még mérsékelt kihalásnak sem (beleértve a Homo nemzetségünket is) nem volt nyoma ezután. Mind az élet általában, mind az emberek sokkal erősebbek, mint amilyennek látszik.

A termonukleáris fegyverekkel kapcsolatos igazság nem olyan népszerű, mint a mítoszok. Ma ez a következő: a kompakt, közepes teljesítményű robbanófejek termonukleáris arzenálja törékeny stratégiai egyensúlyt biztosít, ami miatt senki sem vasalhatja szabadon a világ más országait. atomfegyverek. A termonukleáris választól való félelem több mint elég elrettentő erő.