Πώς λειτουργεί μια βόμβα υδρογόνου και ποιες είναι οι συνέπειες της έκρηξης; Πώς λειτουργεί μια βόμβα υδρογόνου;

Το άρθρο μας είναι αφιερωμένο στην ιστορία της δημιουργίας και τις γενικές αρχές σύνθεσης μιας τέτοιας συσκευής, που μερικές φορές ονομάζεται υδρογόνο. Αντί να απελευθερώνει εκρηκτική ενέργεια διασπώντας τους πυρήνες βαρέων στοιχείων όπως το ουράνιο, παράγει ακόμη περισσότερη ενέργεια συντήκοντας τους πυρήνες των ελαφρών στοιχείων (όπως τα ισότοπα του υδρογόνου) σε ένα βαρύ (όπως το ήλιο).

Γιατί είναι προτιμότερη η πυρηνική σύντηξη;

Σε μια θερμοπυρηνική αντίδραση, η οποία αποτελείται από τη σύντηξη των πυρήνων που συμμετέχουν σε αυτήν χημικά στοιχεία, παράγεται σημαντικά περισσότερη ενέργεια ανά μονάδα μάζας μιας φυσικής συσκευής από ό,τι σε μια καθαρή ατομική βόμβα που υλοποιεί μια αντίδραση πυρηνικής σχάσης.

Σε μια ατομική βόμβα, το σχάσιμο πυρηνικό καύσιμο γρήγορα, υπό την επίδραση της ενέργειας έκρηξης των συμβατικών εκρηκτικών, συνδυάζεται σε ένα μικρό σφαιρικό όγκο, όπου δημιουργείται η λεγόμενη κρίσιμη μάζα του και αρχίζει η αντίδραση σχάσης. Σε αυτή την περίπτωση, πολλά νετρόνια που απελευθερώνονται από σχάσιμους πυρήνες θα προκαλέσουν τη σχάση άλλων πυρήνων στη μάζα του καυσίμου, τα οποία επίσης απελευθερώνουν επιπλέον νετρόνια, οδηγώντας σε μια αλυσιδωτή αντίδραση. Καλύπτει όχι περισσότερο από το 20% του καυσίμου πριν εκραγεί η βόμβα, ή ίσως πολύ λιγότερο εάν οι συνθήκες δεν είναι ιδανικές: όπως στις ατομικές βόμβες Little Kid που έπεσαν στη Χιροσίμα και Fat Man που έπληξαν το Ναγκασάκι, αποδοτικότητα (αν μπορεί να είναι που εφαρμόστηκαν σε αυτά) ισχύουν) ήταν μόνο 1,38% και 13%, αντίστοιχα.

Η σύντηξη (ή σύντηξη) των πυρήνων καλύπτει ολόκληρη τη μάζα του φορτίου της βόμβας και διαρκεί όσο τα νετρόνια μπορούν να βρουν θερμοπυρηνικό καύσιμο που δεν έχει ακόμη αντιδράσει. Επομένως, η μάζα και η εκρηκτική ισχύς μιας τέτοιας βόμβας είναι θεωρητικά απεριόριστη. Μια τέτοια συγχώνευση μπορεί θεωρητικά να συνεχιστεί επ' αόριστον. Πράγματι, η θερμοπυρηνική βόμβα είναι μια από τις πιθανές συσκευές καταστροφής που θα μπορούσε να καταστρέψει όλη την ανθρώπινη ζωή.

Τι είναι μια αντίδραση πυρηνικής σύντηξης;

Το καύσιμο για την αντίδραση θερμοπυρηνικής σύντηξης είναι τα ισότοπα υδρογόνου δευτέριο ή τρίτιο. Το πρώτο διαφέρει από το συνηθισμένο υδρογόνο στο ότι ο πυρήνας του, εκτός από ένα πρωτόνιο, περιέχει και ένα νετρόνιο και ο πυρήνας του τριτίου έχει ήδη δύο νετρόνια. Στο φυσικό νερό, υπάρχει ένα άτομο δευτερίου για κάθε 7.000 άτομα υδρογόνου, αλλά εκτός της ποσότητας του. που περιέχεται σε ένα ποτήρι νερό, ως αποτέλεσμα μιας θερμοπυρηνικής αντίδρασης, μπορεί να ληφθεί η ίδια ποσότητα θερμότητας με την καύση 200 λίτρων βενζίνης. Σε μια συνάντηση με πολιτικούς το 1946, ο πατέρας της αμερικανικής βόμβας υδρογόνου, Έντουαρντ Τέλερ, τόνισε ότι το δευτέριο παρείχε περισσότερη ενέργεια ανά γραμμάριο βάρους από το ουράνιο ή το πλουτώνιο, αλλά κόστιζε είκοσι σεντς ανά γραμμάριο σε σύγκριση με αρκετές εκατοντάδες δολάρια ανά γραμμάριο καυσίμου σχάσης. Το τρίτιο δεν υπάρχει καθόλου στη φύση σε ελεύθερη κατάσταση, επομένως είναι πολύ πιο ακριβό από το δευτέριο, με τιμή αγοράς δεκάδων χιλιάδων δολαρίων ανά γραμμάριο, ωστόσο μεγαλύτερος αριθμόςενέργεια απελευθερώνεται ακριβώς στην αντίδραση της σύντηξης των πυρήνων δευτερίου και τριτίου, κατά την οποία σχηματίζεται ο πυρήνας ενός ατόμου ηλίου και απελευθερώνεται ένα νετρόνιο, παρασύροντας την περίσσεια ενέργειας 17,59 MeV

D + T → 4 He + n + 17,59 MeV.

Αυτή η αντίδραση φαίνεται σχηματικά στο παρακάτω σχήμα.

Είναι πολύ ή λίγο; Όπως γνωρίζετε, τα πάντα μαθαίνονται συγκριτικά. Έτσι, η ενέργεια του 1 MeV είναι περίπου 2,3 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή που απελευθερώνεται κατά την καύση 1 kg λαδιού. Κατά συνέπεια, η σύντηξη μόνο δύο πυρήνων δευτερίου και τριτίου απελευθερώνει τόση ενέργεια όση απελευθερώνεται κατά την καύση 2,3∙10 6 ∙17,59 = 40,5∙10 6 kg λαδιού. Αλλά μιλάμε μόνο για δύο άτομα. Μπορείτε να φανταστείτε πόσο υψηλά ήταν τα διακυβεύματα στο δεύτερο μισό της δεκαετίας του '40 του περασμένου αιώνα, όταν ξεκίνησαν οι εργασίες στις ΗΠΑ και την ΕΣΣΔ, που οδήγησαν σε μια θερμοπυρηνική βόμβα.

Πώς ξεκίνησαν όλα

Ήδη από το καλοκαίρι του 1942, στην αρχή του προγράμματος ατομικής βόμβας στις Ηνωμένες Πολιτείες (το Manhattan Project) και αργότερα σε ένα παρόμοιο σοβιετικό πρόγραμμα, πολύ πριν κατασκευαστεί μια βόμβα βασισμένη στη σχάση πυρήνων ουρανίου, η προσοχή του ορισμένοι συμμετέχοντες σε αυτά τα προγράμματα προσελκύθηκαν από τη συσκευή, η οποία μπορεί να χρησιμοποιήσει μια πολύ πιο ισχυρή αντίδραση πυρηνικής σύντηξης. Στις ΗΠΑ, υποστηρικτής αυτής της προσέγγισης, και μάλιστα, θα έλεγε κανείς, απολογητής της, ήταν ο προαναφερόμενος Έντουαρντ Τέλερ. Στην ΕΣΣΔ, αυτή η κατεύθυνση αναπτύχθηκε από τον Αντρέι Ζαχάρωφ, έναν μελλοντικό ακαδημαϊκό και αντιφρονούντα.

Για τον Teller, η γοητεία του με τη θερμοπυρηνική σύντηξη κατά τα χρόνια της δημιουργίας της ατομικής βόμβας ήταν μάλλον κακό. Ως συμμετέχων στο Manhattan Project, ζήτησε επίμονα την ανακατεύθυνση κεφαλαίων για να εφαρμόσει τις δικές του ιδέες, στόχος των οποίων ήταν μια υδρογόνο και θερμοπυρηνική βόμβα, η οποία δεν άρεσε στην ηγεσία και προκάλεσε ένταση στις σχέσεις. Δεδομένου ότι εκείνη την εποχή η θερμοπυρηνική κατεύθυνση της έρευνας δεν υποστηρίχθηκε, μετά τη δημιουργία της ατομικής βόμβας ο Teller εγκατέλειψε το έργο και άρχισε να διδάσκει, καθώς και να ερευνά στοιχειώδη σωματίδια.

Ωστόσο, το ξέσπασμα του Ψυχρού Πολέμου, και κυρίως η δημιουργία και η επιτυχημένη δοκιμή της σοβιετικής ατομικής βόμβας το 1949, έγιναν μια νέα ευκαιρία για τον ένθερμο αντικομμουνιστή Τέλερ να πραγματοποιήσει τις επιστημονικές του ιδέες. Επιστρέφει στο εργαστήριο του Λος Άλαμος, όπου δημιουργήθηκε η ατομική βόμβα, και μαζί με τον Στάνισλαβ Ούλαμ και τον Κορνήλιο Έβερετ ξεκινά τους υπολογισμούς.

Η αρχή της θερμοπυρηνικής βόμβας

Για να ξεκινήσει η αντίδραση πυρηνικής σύντηξης, η γόμωση της βόμβας πρέπει να θερμανθεί αμέσως σε θερμοκρασία 50 εκατομμυρίων βαθμών. Το σχέδιο θερμοπυρηνικής βόμβας που προτείνει ο Teller χρησιμοποιεί για το σκοπό αυτό την έκρηξη μιας μικρής ατομικής βόμβας, η οποία βρίσκεται μέσα στο περίβλημα υδρογόνου. Μπορεί να υποστηριχθεί ότι υπήρχαν τρεις γενιές στην ανάπτυξη του έργου της στη δεκαετία του '40 του περασμένου αιώνα:

• Η παραλλαγή του Teller, γνωστή ως "κλασική σούπερ"?
• πιο περίπλοκα, αλλά και πιο ρεαλιστικά σχέδια πολλών ομόκεντρων σφαιρών.
• η τελική έκδοση του σχεδίου Teller-Ulam, που αποτελεί τη βάση όλων των συστημάτων θερμοπυρηνικών όπλων που λειτουργούν σήμερα.

Οι θερμοπυρηνικές βόμβες της ΕΣΣΔ, της οποίας η δημιουργία πρωτοστάτησε από τον Αντρέι Ζαχάρωφ, πέρασαν από παρόμοια στάδια σχεδιασμού. Αυτός, προφανώς, εντελώς ανεξάρτητα και ανεξάρτητα από τους Αμερικανούς (κάτι που δεν μπορεί να ειπωθεί για τη σοβιετική ατομική βόμβα, που δημιουργήθηκε από τις κοινές προσπάθειες επιστημόνων και αξιωματικών πληροφοριών που εργάζονται στις ΗΠΑ) πέρασε από όλα τα παραπάνω στάδια σχεδιασμού.

Οι δύο πρώτες γενιές είχαν την ιδιότητα ότι είχαν μια διαδοχή αλληλένδετων «στρωμάτων», καθένα από τα οποία ενίσχυε κάποια πτυχή του προηγούμενου, και σε ορισμένες περιπτώσεις καθιερώθηκε ανατροφοδότηση. Δεν υπήρχε σαφής διαχωρισμός μεταξύ της πρωτογενούς ατομικής βόμβας και της δευτερεύουσας θερμοπυρηνικής. Αντίθετα, το διάγραμμα θερμοπυρηνικής βόμβας Teller-Ulam διακρίνει έντονα μεταξύ μιας πρωτογενούς έκρηξης, μιας δευτερεύουσας έκρηξης και, εάν είναι απαραίτητο, μιας πρόσθετης έκρηξης.

Η συσκευή μιας θερμοπυρηνικής βόμβας σύμφωνα με την αρχή Teller-Ulam

Πολλές από τις λεπτομέρειες εξακολουθούν να παραμένουν απόρρητες, αλλά είναι εύλογα βέβαιο ότι όλα τα θερμοπυρηνικά όπλα που είναι διαθέσιμα επί του παρόντος βασίζονται στη συσκευή που δημιούργησαν οι Edward Telleros και Stanislaw Ulam, στην οποία μια ατομική βόμβα (δηλαδή το πρωτεύον φορτίο) χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ακτινοβολίας, συμπιέζει και θερμαίνει το καύσιμο σύντηξης. Ο Αντρέι Ζαχάρωφ στη Σοβιετική Ένωση προφανώς σκέφτηκε ανεξάρτητα μια παρόμοια ιδέα, την οποία ονόμασε «τρίτη ιδέα».

Ο σχεδιασμός μιας θερμοπυρηνικής βόμβας σε αυτή την έκδοση φαίνεται σχηματικά στο παρακάτω σχήμα.

Είχε κυλινδρικό σχήμα, με μια περίπου σφαιρική κύρια ατομική βόμβα στο ένα άκρο. Το δευτερεύον θερμοπυρηνικό φορτίο στα πρώτα, όχι ακόμη βιομηχανικά δείγματα, κατασκευάστηκε από υγρό δευτέριο λίγο αργότερα έγινε στερεό από μια χημική ένωση που ονομάζεται δευτερίδιο του λιθίου.

Το γεγονός είναι ότι η βιομηχανία χρησιμοποιεί εδώ και πολύ καιρό υδρίδιο λιθίου LiH για μεταφορά υδρογόνου χωρίς μπαλόνια. Οι προγραμματιστές της βόμβας (αυτή η ιδέα χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στην ΕΣΣΔ) απλώς πρότειναν να πάρουν το ισότοπό του δευτερίου αντί για συνηθισμένο υδρογόνο και να το συνδυάσουν με λίθιο, καθώς είναι πολύ πιο εύκολο να φτιάξεις μια βόμβα με στερεό θερμοπυρηνικό φορτίο.

Το σχήμα του δευτερεύοντος φορτίου ήταν ένας κύλινδρος τοποθετημένος σε ένα δοχείο με κέλυφος μολύβδου (ή ουρανίου). Μεταξύ των φορτίων υπάρχει μια ασπίδα προστασίας νετρονίων. Ο χώρος μεταξύ των τοιχωμάτων του δοχείου με θερμοπυρηνικό καύσιμο και του σώματος της βόμβας είναι γεμάτος με ειδικό πλαστικό, συνήθως αφρό πολυστυρενίου. Το ίδιο το σώμα της βόμβας είναι κατασκευασμένο από χάλυβα ή αλουμίνιο.

Αυτά τα σχήματα έχουν αλλάξει σε πρόσφατα σχέδια όπως αυτό που φαίνεται παρακάτω.

Σε αυτό, το πρωτεύον φορτίο είναι ισοπεδωμένο, όπως ένα καρπούζι ή μια μπάλα αμερικανικού ποδοσφαίρου, και το δευτερεύον φορτίο είναι σφαιρικό. Τέτοια σχήματα ταιριάζουν πολύ πιο αποτελεσματικά στον εσωτερικό όγκο των κωνικών κεφαλών πυραύλων.

Ακολουθία θερμοπυρηνικών εκρήξεων

Όταν εκρήγνυται μια πρωτογενής ατομική βόμβα, στις πρώτες στιγμές αυτής της διαδικασίας δημιουργείται μια ισχυρή ακτινοβολία ακτίνων Χ (ροή νετρονίων), η οποία μπλοκάρεται μερικώς από την ασπίδα νετρονίων και ανακλάται από την εσωτερική επένδυση του περιβλήματος που περιβάλλει το δευτερεύον φορτίο. , έτσι ώστε ακτινογραφίεςπέφτουν συμμετρικά πάνω του σε όλο το μήκος του.

Επί αρχικά στάδιαΣε μια θερμοπυρηνική αντίδραση, τα νετρόνια από μια ατομική έκρηξη απορροφώνται από ένα πλαστικό πληρωτικό για να αποτρέψουν το καύσιμο να θερμανθεί πολύ γρήγορα.

Οι ακτίνες Χ προκαλούν αρχικά την εμφάνιση ενός πυκνού πλαστικού αφρού που γεμίζει το χώρο μεταξύ του περιβλήματος και του δευτερεύοντος φορτίου, ο οποίος γρήγορα μετατρέπεται σε κατάσταση πλάσματος που θερμαίνει και συμπιέζει το δευτερεύον φορτίο.

Επιπλέον, οι ακτίνες Χ εξατμίζουν την επιφάνεια του δοχείου που περιβάλλει το δευτερεύον φορτίο. Η ουσία του δοχείου, που εξατμίζεται συμμετρικά σε σχέση με αυτό το φορτίο, αποκτά μια ορισμένη ώθηση που κατευθύνεται από τον άξονά της και τα στρώματα του δευτερεύοντος φορτίου, σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ορμής, δέχονται μια ώθηση που κατευθύνεται προς τον άξονα της συσκευής. Η αρχή εδώ είναι η ίδια όπως σε έναν πύραυλο, μόνο αν φανταστείτε ότι το καύσιμο του πυραύλου διασκορπίζεται συμμετρικά από τον άξονά του και το σώμα συμπιέζεται προς τα μέσα.

Ως αποτέλεσμα μιας τέτοιας συμπίεσης του θερμοπυρηνικού καυσίμου, ο όγκος του μειώνεται χιλιάδες φορές και η θερμοκρασία φτάνει στο επίπεδο στο οποίο ξεκινά η αντίδραση πυρηνικής σύντηξης. Μια θερμοπυρηνική βόμβα εκρήγνυται. Η αντίδραση συνοδεύεται από το σχηματισμό πυρήνων τριτίου, οι οποίοι συγχωνεύονται με πυρήνες δευτερίου που υπήρχαν αρχικά στο δευτερεύον φορτίο.

Τα πρώτα δευτερεύοντα φορτία κατασκευάστηκαν γύρω από έναν πυρήνα ράβδου πλουτωνίου, που ανεπίσημα ονομάζεται "κερί", το οποίο εισήλθε σε μια αντίδραση πυρηνικής σχάσης, δηλαδή, πραγματοποιήθηκε μια άλλη, πρόσθετη ατομική έκρηξη προκειμένου να αυξηθεί περαιτέρω η θερμοκρασία για να εξασφαλιστεί η έναρξη της την αντίδραση πυρηνικής σύντηξης. Αυτή τη στιγμή πιστεύεται ότι περισσότερο αποτελεσματικά συστήματαη συμπίεση εξάλειψε το "κερί", επιτρέποντας περαιτέρω μικρογραφία του σχεδιασμού της βόμβας.

Επιχείρηση Κισσός

Έτσι ονομάστηκαν οι δοκιμές αμερικανικών θερμοπυρηνικών όπλων στις Νήσους Μάρσαλ το 1952, κατά τις οποίες πυροδοτήθηκε η πρώτη θερμοπυρηνική βόμβα. Ονομάστηκε Ivy Mike και κατασκευάστηκε σύμφωνα με το πρότυπο σχέδιο Teller-Ulam. Το δευτερεύον θερμοπυρηνικό φορτίο του τοποθετήθηκε σε ένα κυλινδρικό δοχείο, το οποίο ήταν μια θερμικά μονωμένη φιάλη Dewar με θερμοπυρηνικό καύσιμο σε μορφή υγρού δευτερίου, κατά μήκος του άξονα του οποίου έτρεχε ένα «κερί» 239 πλουτωνίου. Το dewar, με τη σειρά του, καλύφθηκε με ένα στρώμα 238-ουρανίου βάρους άνω των 5 μετρικών τόνων, το οποίο εξατμίστηκε κατά τη διάρκεια της έκρηξης, παρέχοντας συμμετρική συμπίεση του θερμοπυρηνικού καυσίμου. Το δοχείο με τα κύρια και δευτερεύοντα φορτία τοποθετήθηκε σε μια χαλύβδινη θήκη πλάτους 80 ιντσών και μήκους 244 ιντσών με τοιχώματα πάχους 10-12 ιντσών, η οποία ήταν μεγαλύτερο παράδειγμαπλαστά προϊόντα πριν από εκείνη την εποχή. Εσωτερική επιφάνειαΤο περίβλημα ήταν επενδεδυμένο με φύλλα μολύβδου και πολυαιθυλενίου για να αντανακλά την ακτινοβολία μετά την έκρηξη του πρωτεύοντος φορτίου και να δημιουργήσει πλάσμα που θερμαίνει το δευτερεύον φορτίο. Ολόκληρη η συσκευή ζύγιζε 82 τόνους. Μια άποψη της συσκευής λίγο πριν την έκρηξη φαίνεται στην παρακάτω φωτογραφία.

Η πρώτη δοκιμή θερμοπυρηνικής βόμβας έγινε στις 31 Οκτωβρίου 1952. Η ισχύς της έκρηξης ήταν 10,4 μεγατόνων. Το Attol Eniwetok, όπου παρήχθη, καταστράφηκε ολοσχερώς. Η στιγμή της έκρηξης φαίνεται στην παρακάτω φωτογραφία.

Η ΕΣΣΔ δίνει μια συμμετρική απάντηση

Το πρωτάθλημα θερμοπυρηνικών των ΗΠΑ δεν κράτησε πολύ. Στις 12 Αυγούστου 1953, η πρώτη σοβιετική θερμοπυρηνική βόμβα RDS-6, που αναπτύχθηκε υπό την ηγεσία των Αντρέι Ζαχάρωφ και Γιούλι Χάριτον, δοκιμάστηκε στο χώρο δοκιμών του Σεμιπαλατίνσκ Από την παραπάνω περιγραφή, γίνεται σαφές ότι οι Αμερικανοί στο Enewetok δεν εξερράγησαν η ίδια η βόμβα, ως τύπος πυρομαχικών έτοιμων προς χρήση, αλλά μάλλον ως εργαστηριακή συσκευή, δυσκίνητη και πολύ ατελής. Οι Σοβιετικοί επιστήμονες, παρά τη μικρή ισχύ μόλις 400 κιλών, δοκίμασαν ένα πλήρως τελειωμένο πυρομαχικό με θερμοπυρηνικό καύσιμο με τη μορφή στερεού δευτεριδίου λιθίου και όχι υγρού δευτερίου, όπως οι Αμερικανοί. Παρεμπιπτόντως, πρέπει να σημειωθεί ότι μόνο το ισότοπο 6 Li χρησιμοποιείται στο δευτερίδιο του λιθίου (αυτό οφείλεται στις ιδιαιτερότητες των θερμοπυρηνικών αντιδράσεων) και στη φύση αναμιγνύεται με το ισότοπο 7 Li. Ως εκ τούτου, κατασκευάστηκαν ειδικές εγκαταστάσεις παραγωγής για να διαχωρίσουν τα ισότοπα λιθίου και να επιλέξουν μόνο 6 Li.

Φτάνοντας το όριο ισχύος

Αυτό που ακολούθησε ήταν μια δεκαετία συνεχούς κούρσας εξοπλισμών, κατά την οποία η ισχύς των θερμοπυρηνικών πυρομαχικών αυξανόταν συνεχώς. Τελικά, στις 30 Οκτωβρίου 1961 στην ΕΣΣΔ πάνω από το γήπεδο εκπαίδευσης Νέα γηΗ πιο ισχυρή θερμοπυρηνική βόμβα που κατασκευάστηκε και δοκιμάστηκε ποτέ, γνωστή στη Δύση ως Tsar Bomba, πυροδοτήθηκε στον αέρα σε υψόμετρο περίπου 4 χιλιομέτρων.

Αυτό το πυρομαχικό τριών σταδίων αναπτύχθηκε στην πραγματικότητα ως βόμβα 101,5 μεγατόνων, αλλά η επιθυμία να μειωθεί η ραδιενεργή μόλυνση της περιοχής ανάγκασε τους κατασκευαστές να εγκαταλείψουν το τρίτο στάδιο με απόδοση 50 μεγατόνων και να μειώσουν τη σχεδιαστική απόδοση της συσκευής στους 51,5 μεγατόνους . Ταυτόχρονα, η ισχύς της έκρηξης του πρωτογενούς ατομικού φορτίου ήταν 1,5 μεγατόνων και το δεύτερο θερμοπυρηνικό στάδιο υποτίθεται ότι θα έδινε άλλους 50. Η πραγματική ισχύς της έκρηξης ήταν έως 58 μεγατόνων στην παρακάτω φωτογραφία.

Οι συνέπειές του ήταν εντυπωσιακές. Παρά το πολύ σημαντικό ύψος της έκρηξης των 4000 m, η απίστευτα φωτεινή βολίδα με το κάτω άκρο της έφτασε σχεδόν στη Γη και με την άνω άκρη της ανέβηκε σε ύψος άνω των 4,5 km. Η πίεση κάτω από το σημείο έκρηξης ήταν έξι φορές υψηλότερη από την πίεση αιχμής της έκρηξης στη Χιροσίμα. Η λάμψη του φωτός ήταν τόσο φωτεινή που ήταν ορατή σε απόσταση 1000 χιλιομέτρων, παρά τον συννεφιασμένο καιρό. Ένας από τους συμμετέχοντες στη δοκιμή είδε μια φωτεινή λάμψη μέσα από σκούρα γυαλιά και ένιωσε τις επιπτώσεις του θερμικού παλμού ακόμη και σε απόσταση 270 χιλιομέτρων. Μια φωτογραφία από τη στιγμή της έκρηξης φαίνεται παρακάτω.

Αποδείχθηκε ότι η ισχύς ενός θερμοπυρηνικού φορτίου δεν έχει πραγματικά περιορισμούς. Άλλωστε, αρκούσε να ολοκληρωθεί το τρίτο στάδιο, και η υπολογιζόμενη ισχύς θα επιτευχθεί. Αλλά είναι δυνατό να αυξηθεί περαιτέρω ο αριθμός των σταδίων, καθώς το βάρος του Tsar Bomba δεν ήταν μεγαλύτερο από 27 τόνους. Η εμφάνιση αυτής της συσκευής φαίνεται στην παρακάτω φωτογραφία.

Μετά από αυτές τις δοκιμές, έγινε σαφές σε πολλούς πολιτικούς και στρατιωτικούς τόσο στην ΕΣΣΔ όσο και στις ΗΠΑ ότι το όριο της κούρσας πυρηνικών εξοπλισμών είχε φτάσει και έπρεπε να σταματήσει.

Η σύγχρονη Ρωσία κληρονόμησε το πυρηνικό οπλοστάσιο της ΕΣΣΔ. Σήμερα, οι θερμοπυρηνικές βόμβες της Ρωσίας συνεχίζουν να λειτουργούν αποτρεπτικά σε όσους αναζητούν παγκόσμια ηγεμονία. Ας ελπίσουμε ότι θα παίξουν μόνο τον αποτρεπτικό τους ρόλο και δεν θα ανατιναχτούν ποτέ.

Ο ήλιος ως αντιδραστήρας σύντηξης

Είναι γνωστό ότι η θερμοκρασία του Ήλιου ή ακριβέστερα του πυρήνα του, που φτάνει τους 15.000.000 °K, διατηρείται λόγω της συνεχούς εμφάνισης θερμοπυρηνικών αντιδράσεων. Ωστόσο, όλα όσα μπορέσαμε να αντλήσουμε από το προηγούμενο κείμενο μιλούν για τον εκρηκτικό χαρακτήρα τέτοιων διαδικασιών. Τότε γιατί ο Ήλιος δεν εκρήγνυται σαν θερμοπυρηνική βόμβα;

Γεγονός είναι ότι με ένα τεράστιο μερίδιο υδρογόνου στην ηλιακή μάζα, που φτάνει το 71%, το μερίδιο του ισοτόπου του δευτερίου, οι πυρήνες του οποίου μπορούν να συμμετέχουν μόνο στην αντίδραση θερμοπυρηνικής σύντηξης, είναι αμελητέα. Το γεγονός είναι ότι οι ίδιοι οι πυρήνες του δευτερίου σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της συγχώνευσης δύο πυρήνων υδρογόνου, και όχι απλώς μιας συγχώνευσης, αλλά με τη διάσπαση ενός από τα πρωτόνια σε νετρόνιο, ποζιτρόνιο και νετρίνο (τη λεγόμενη βήτα διάσπαση). που είναι ένα σπάνιο γεγονός. Σε αυτή την περίπτωση, οι πυρήνες δευτερίου που προκύπτουν κατανέμονται αρκετά ομοιόμορφα σε όλο τον όγκο του ηλιακού πυρήνα. Ως εκ τούτου, με το τεράστιο μέγεθος και τη μάζα του, μεμονωμένα και σπάνια κέντρα θερμοπυρηνικών αντιδράσεων σχετικά χαμηλής ισχύος είναι, όπως λέμε, κηλιδωμένα σε ολόκληρο τον πυρήνα του Ήλιου. Η θερμότητα που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια αυτών των αντιδράσεων σαφώς δεν είναι αρκετή για να κάψει αμέσως όλο το δευτέριο στον Ήλιο, αλλά είναι αρκετή για να θερμανθεί σε μια θερμοκρασία που εξασφαλίζει τη ζωή στη Γη.

Πολλοί από τους αναγνώστες μας H-βόμβασυνδέεται με την πυρηνική ενέργεια, μόνο πολύ πιο ισχυρή. Στην πραγματικότητα, αυτό είναι ένα θεμελιωδώς νέο όπλο, το οποίο απαιτούσε δυσανάλογα μεγάλες πνευματικές προσπάθειες για τη δημιουργία του και λειτουργεί με θεμελιωδώς διαφορετικές φυσικές αρχές.

"Φούσκα"

Σύγχρονη βόμβα

Το μόνο κοινό που έχουν η ατομική και η βόμβα υδρογόνου είναι ότι και οι δύο απελευθερώνουν κολοσσιαία ενέργεια που κρύβεται στον ατομικό πυρήνα. Αυτό μπορεί να γίνει με δύο τρόπους: να διαιρεθούν οι βαρείς πυρήνες, για παράδειγμα, το ουράνιο ή το πλουτώνιο, σε ελαφρύτερους (αντίδραση σχάσης) ή να αναγκαστούν τα ελαφρύτερα ισότοπα του υδρογόνου να συγχωνευθούν (αντίδραση σύντηξης). Ως αποτέλεσμα και των δύο αντιδράσεων, η μάζα του υλικού που προκύπτει είναι πάντα μικρότερη από τη μάζα των αρχικών ατόμων. Αλλά η μάζα δεν μπορεί να εξαφανιστεί χωρίς ίχνος - μετατρέπεται σε ενέργεια σύμφωνα με τον διάσημο τύπο του Αϊνστάιν E=mc2.

Μια βόμβα

Για να δημιουργηθεί μια ατομική βόμβα, απαραίτητη και επαρκής προϋπόθεση είναι η απόκτηση σχάσιμου υλικού σε επαρκείς ποσότητες. Το έργο είναι αρκετά εντάσεως εργασίας, αλλά χαμηλής πνευματικής αξίας, που βρίσκεται πιο κοντά στη βιομηχανία εξόρυξης παρά στην υψηλή επιστήμη. Οι κύριοι πόροι για τη δημιουργία τέτοιων όπλων δαπανώνται για την κατασκευή γιγαντιαίων ορυχείων ουρανίου και εργοστασίων εμπλουτισμού. Απόδειξη της απλότητας της συσκευής είναι το γεγονός ότι πέρασε λιγότερο από ένας μήνας μεταξύ της παραγωγής του πλουτωνίου που χρειαζόταν για την πρώτη βόμβα και της πρώτης σοβιετικής πυρηνικής έκρηξης.

Ας θυμηθούμε εν συντομία την αρχή λειτουργίας μιας τέτοιας βόμβας, γνωστής από τα μαθήματα της σχολικής φυσικής. Βασίζεται στην ιδιότητα του ουρανίου και ορισμένων στοιχείων υπερουρανίου, για παράδειγμα, του πλουτωνίου, να απελευθερώνουν περισσότερα από ένα νετρόνια κατά τη διάσπαση. Αυτά τα στοιχεία μπορούν να διασπαστούν είτε αυθόρμητα είτε υπό την επίδραση άλλων νετρονίων.

Το απελευθερωμένο νετρόνιο μπορεί να φύγει από το ραδιενεργό υλικό ή μπορεί να συγκρουστεί με άλλο άτομο, προκαλώντας μια άλλη αντίδραση σχάσης. Όταν ξεπεραστεί μια ορισμένη συγκέντρωση μιας ουσίας (κρίσιμη μάζα), ο αριθμός των νεογέννητων νετρονίων, που προκαλούν περαιτέρω σχάση του ατομικού πυρήνα, αρχίζει να υπερβαίνει τον αριθμό των πυρήνων που διασπώνται. Ο αριθμός των ατόμων σε αποσύνθεση αρχίζει να αυξάνεται σαν χιονοστιβάδα, γεννώντας νέα νετρόνια, δηλαδή συμβαίνει μια αλυσιδωτή αντίδραση. Για το ουράνιο-235, η κρίσιμη μάζα είναι περίπου 50 kg, για το πλουτώνιο-239 - 5,6 kg. Δηλαδή, μια μπάλα πλουτωνίου που ζυγίζει ελαφρώς λιγότερο από 5,6 κιλά είναι απλώς ένα ζεστό κομμάτι μετάλλου και μια μάζα λίγο περισσότερο διαρκεί μόνο μερικά νανοδευτερόλεπτα.

Η πραγματική λειτουργία της βόμβας είναι απλή: παίρνουμε δύο ημισφαίρια ουρανίου ή πλουτωνίου, το καθένα ελαφρώς μικρότερο από την κρίσιμη μάζα, τα τοποθετούμε σε απόσταση 45 εκατοστών, τα καλύπτουμε με εκρηκτικά και πυροδοτούμε. Το ουράνιο ή το πλουτώνιο συντήκονται σε ένα κομμάτι υπερκρίσιμης μάζας και ξεκινά μια πυρηνική αντίδραση. Ολα. Υπάρχει ένας άλλος τρόπος για να ξεκινήσει μια πυρηνική αντίδραση - να συμπιέσει ένα κομμάτι πλουτωνίου με μια ισχυρή έκρηξη: η απόσταση μεταξύ των ατόμων θα μειωθεί και η αντίδραση θα ξεκινήσει σε χαμηλότερη κρίσιμη μάζα. Όλοι οι σύγχρονοι ατομικοί πυροκροτητές λειτουργούν με αυτήν την αρχή.

Τα προβλήματα με την ατομική βόμβα ξεκινούν από τη στιγμή που θέλουμε να αυξήσουμε τη δύναμη της έκρηξης. Η απλή αύξηση του σχάσιμου υλικού δεν αρκεί - μόλις η μάζα του φτάσει σε μια κρίσιμη μάζα, εκρήγνυται. Επινοήθηκαν διάφορα έξυπνα σχέδια, για παράδειγμα, για να φτιάξουν μια βόμβα όχι από δύο μέρη, αλλά από πολλά, τα οποία έκαναν τη βόμβα να μοιάζει με ξεσπασμένο πορτοκάλι και στη συνέχεια να τη συναρμολογήσει σε ένα κομμάτι με μια έκρηξη, αλλά ακόμα, με δύναμη άνω των 100 κιλοτόνων, τα προβλήματα έγιναν ανυπέρβλητα.

H-βόμβα

Αλλά το καύσιμο για τη θερμοπυρηνική σύντηξη δεν έχει κρίσιμη μάζα. Εδώ ο Ήλιος, γεμάτος με θερμοπυρηνικά καύσιμα, κρέμεται από πάνω του, μια θερμοπυρηνική αντίδραση διεξάγεται μέσα του εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια, και τίποτα δεν εκρήγνυται. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια της αντίδρασης σύνθεσης, για παράδειγμα, δευτερίου και τριτίου (βαρύ και υπερβαρύ ισότοπο υδρογόνου), απελευθερώνεται ενέργεια 4,2 φορές περισσότερο από ό,τι κατά την καύση της ίδιας μάζας ουρανίου-235.

Η κατασκευή της ατομικής βόμβας ήταν μια πειραματική μάλλον παρά μια θεωρητική διαδικασία. Η δημιουργία μιας βόμβας υδρογόνου απαιτούσε την εμφάνιση εντελώς νέων φυσικών κλάδων: τη φυσική του πλάσματος υψηλής θερμοκρασίας και των υπερυψηλών πιέσεων. Πριν ξεκινήσουμε την κατασκευή μιας βόμβας, ήταν απαραίτητο να κατανοήσουμε διεξοδικά τη φύση των φαινομένων που συμβαίνουν μόνο στον πυρήνα των άστρων. Κανένα πείραμα δεν μπορούσε να βοηθήσει εδώ - τα εργαλεία των ερευνητών ήταν μόνο η θεωρητική φυσική και τα ανώτερα μαθηματικά. Δεν είναι τυχαίο ότι ένας γιγάντιος ρόλος στην ανάπτυξη των θερμοπυρηνικών όπλων ανήκει στους μαθηματικούς: Ulam, Tikhonov, Samarsky κ.λπ.

Κλασικό σούπερ

Προς τα τέλη του 1945, ο Έντουαρντ Τέλερ πρότεινε το πρώτο σχέδιο βόμβας υδρογόνου, που ονομάζεται «κλασική σούπερ». Για να δημιουργηθεί η τερατώδης πίεση και θερμοκρασία που απαιτούνται για την έναρξη της αντίδρασης σύντηξης, υποτίθεται ότι χρησιμοποιούσε μια συμβατική ατομική βόμβα. Το ίδιο το «κλασικό σούπερ» ήταν ένας μακρύς κύλινδρος γεμάτος με δευτέριο. Παρέχεται επίσης ένας ενδιάμεσος θάλαμος «ανάφλεξης» με μείγμα δευτερίου-τριτίου - η αντίδραση σύνθεσης δευτερίου και τριτίου ξεκινά σε χαμηλότερη πίεση. Κατ' αναλογία με τη φωτιά, το δευτέριο υποτίθεται ότι έπαιζε το ρόλο του καυσόξυλου, ένα μείγμα δευτερίου και τριτίου - ένα ποτήρι βενζίνη και μια ατομική βόμβα - ένα σπίρτο. Αυτό το σχέδιο ονομάστηκε "σωλήνας" - ένα είδος πούρου με έναν ατομικό αναπτήρα στο ένα άκρο. Οι Σοβιετικοί φυσικοί άρχισαν να αναπτύσσουν τη βόμβα υδρογόνου χρησιμοποιώντας το ίδιο σχέδιο.

Ωστόσο, ο μαθηματικός Stanislav Ulam, χρησιμοποιώντας έναν συνηθισμένο κανόνα διαφάνειας, απέδειξε στον Teller ότι η εμφάνιση μιας αντίδρασης σύντηξης καθαρού δευτερίου σε ένα «σούπερ» είναι σχεδόν αδύνατο και το μείγμα θα απαιτούσε τέτοια ποσότητα τριτίου που για να το παραχθεί θα είναι απαραίτητο να παγώσει πρακτικά η παραγωγή πλουτωνίου οπλικής ποιότητας στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Φουσκωτά με ζάχαρη

Στα μέσα του 1946, ο Teller πρότεινε ένα άλλο σχέδιο βόμβας υδρογόνου - το "ξυπνητήρι". Αποτελούνταν από εναλλασσόμενα σφαιρικά στρώματα ουρανίου, δευτερίου και τριτίου. Κατά την πυρηνική έκρηξη του κεντρικού φορτίου του πλουτωνίου, δημιουργήθηκε η απαραίτητη πίεση και θερμοκρασία για την έναρξη μιας θερμοπυρηνικής αντίδρασης σε άλλα στρώματα της βόμβας. Ωστόσο, το «ξυπνητήρι» απαιτούσε έναν πυρηνικό εκκινητή υψηλής ισχύος και οι Ηνωμένες Πολιτείες (όπως και η ΕΣΣΔ) είχαν προβλήματα με την παραγωγή ουρανίου και πλουτωνίου για όπλα.

Το φθινόπωρο του 1948, ο Αντρέι Ζαχάρωφ έφτασε σε ένα παρόμοιο σχέδιο. Στη Σοβιετική Ένωση, το σχέδιο ονομαζόταν "sloyka". Για την ΕΣΣΔ, η οποία δεν είχε χρόνο να παράγει ουράνιο-235 και πλουτώνιο-239 για όπλα σε επαρκείς ποσότητες, η σφολιάτα του Ζαχάρωφ ήταν πανάκεια. Και για αυτο.

Σε μια συμβατική ατομική βόμβα, το φυσικό ουράνιο-238 δεν είναι μόνο άχρηστο (η ενέργεια νετρονίων κατά τη διάσπαση δεν είναι αρκετή για να ξεκινήσει η σχάση), αλλά και επιβλαβές επειδή απορροφά ανυπόμονα δευτερεύοντα νετρόνια, επιβραδύνοντας την αλυσιδωτή αντίδραση. Επομένως, το 90% του ουρανίου οπλικής ποιότητας αποτελείται από το ισότοπο ουράνιο-235. Ωστόσο, τα νετρόνια που προκύπτουν από τη θερμοπυρηνική σύντηξη είναι 10 φορές πιο ενεργητικά από τα νετρόνια σχάσης και το φυσικό ουράνιο-238 που ακτινοβολείται με τέτοια νετρόνια αρχίζει να διασπάται άριστα. Η νέα βόμβα κατέστησε δυνατή τη χρήση του ουρανίου-238, που προηγουμένως θεωρούνταν απόβλητο, ως εκρηκτικό.

Το αποκορύφωμα της «σφολιάτας» του Ζαχάρωφ ήταν επίσης η χρήση λευκού πνεύμονα αντί του εξαιρετικά σπάνιου τριτίου κρυσταλλική ουσία— δευτερίδιο λιθίου 6LiD.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ένα μείγμα δευτερίου και τριτίου αναφλέγεται πολύ πιο εύκολα από το καθαρό δευτέριο. Ωστόσο, εδώ τελειώνουν τα πλεονεκτήματα του τριτίου και παραμένουν μόνο τα μειονεκτήματα: στην κανονική του κατάσταση, το τρίτιο είναι αέριο, το οποίο προκαλεί δυσκολίες στην αποθήκευση. Το τρίτιο είναι ραδιενεργό και διασπάται σε σταθερό ήλιο-3, το οποίο καταναλώνει ενεργά τα απαραίτητα γρήγορα νετρόνια, περιορίζοντας τη διάρκεια ζωής της βόμβας σε μερικούς μήνες.

Το μη ραδιενεργό δευτρίδιο λιθίου, όταν ακτινοβοληθεί με νετρόνια βραδείας σχάσης - οι συνέπειες μιας έκρηξης ατομικής θρυαλλίδας - μετατρέπεται σε τρίτιο. Έτσι, η ακτινοβολία από την πρωτογενή ατομική έκρηξη παράγει αμέσως μια επαρκή ποσότητα τριτίου για μια περαιτέρω θερμοπυρηνική αντίδραση και το δευτέριο είναι αρχικά παρόν στο δευτερίδιο του λιθίου.

Ήταν ακριβώς μια τέτοια βόμβα, RDS-6, που δοκιμάστηκε επιτυχώς στις 12 Αυγούστου 1953 στον πύργο της τοποθεσίας δοκιμών Semipalatinsk. Η ισχύς της έκρηξης ήταν 400 κιλοτόνια, και εξακολουθεί να υπάρχει συζήτηση για το αν ήταν μια πραγματική θερμοπυρηνική έκρηξη ή μια υπερισχυρή ατομική. Εξάλλου, η αντίδραση θερμοπυρηνικής σύντηξης στη σφολιάτα του Ζαχάρωφ δεν αντιπροσώπευε περισσότερο από το 20% της συνολικής ισχύος φόρτισης. Η κύρια συμβολή στην έκρηξη έγινε από την αντίδραση διάσπασης του ουρανίου-238 που ακτινοβολήθηκε από γρήγορα νετρόνια, χάρη στην οποία τα RDS-6 άνοιξαν την εποχή των λεγόμενων «βρώμικων» βομβών.

Το γεγονός είναι ότι η κύρια ραδιενεργή μόλυνση προέρχεται από προϊόντα αποσύνθεσης (ιδιαίτερα, το στρόντιο-90 και το καίσιο-137). Ουσιαστικά, η «σφολιάτα» του Ζαχάρωφ ήταν μια γιγάντια ατομική βόμβα, ελαφρώς ενισχυμένη από μια θερμοπυρηνική αντίδραση. Δεν είναι τυχαίο ότι μόνο μια έκρηξη «σφολιάτας» παρήγαγε το 82% του στροντίου-90 και το 75% του καισίου-137, το οποίο εισήλθε στην ατμόσφαιρα σε όλη την ιστορία του χώρου δοκιμών του Σεμιπαλατίνσκ.

αμερικανικές βόμβες

Ωστόσο, ήταν οι Αμερικανοί που ήταν οι πρώτοι που πυροδότησαν τη βόμβα υδρογόνου. Την 1η Νοεμβρίου 1952, η θερμοπυρηνική συσκευή Mike, με απόδοση 10 μεγατόνων, δοκιμάστηκε με επιτυχία στην Ατόλη Elugelab στον Ειρηνικό Ωκεανό. Θα ήταν δύσκολο να αποκαλέσουμε βόμβα μια αμερικανική συσκευή 74 τόνων. Το "Mike" ήταν μια ογκώδης συσκευή στο μέγεθος διώροφο σπίτι, γεμάτο με υγρό δευτέριο σε θερμοκρασία κοντά στο απόλυτο μηδενικό(Η «σφολιάτα» του Ζαχάρωφ ήταν ένα εντελώς μεταφερόμενο προϊόν). Ωστόσο, το αποκορύφωμα του «Mike» δεν ήταν το μέγεθός του, αλλά η έξυπνη αρχή της συμπίεσης των θερμοπυρηνικών εκρηκτικών.

Ας θυμηθούμε ότι η κύρια ιδέα μιας βόμβας υδρογόνου είναι η δημιουργία συνθηκών σύντηξης (υπερυψηλής πίεσης και θερμοκρασίας) μέσω μιας πυρηνικής έκρηξης. Στο σχήμα "ρουφηξίματος", το πυρηνικό φορτίο βρίσκεται στο κέντρο και επομένως δεν συμπιέζει τόσο πολύ το δευτέριο όσο το διασκορπίζει προς τα έξω - η αύξηση της ποσότητας του θερμοπυρηνικού εκρηκτικού δεν οδηγεί σε αύξηση της ισχύος - απλά δεν το κάνει έχουν χρόνο να εκραγούν. Αυτό ακριβώς περιορίζει τη μέγιστη ισχύ αυτού του σχεδίου - η πιο ισχυρή "τζούρα" στον κόσμο, η Orange Herald, που ανατινάχτηκε από τους Βρετανούς στις 31 Μαΐου 1957, απέδωσε μόνο 720 κιλοτόνους.

Θα ήταν ιδανικό αν μπορούσαμε να κάνουμε την ατομική θρυαλλίδα να εκραγεί μέσα, συμπιέζοντας το θερμοπυρηνικό εκρηκτικό. Αλλά πώς να το κάνουμε αυτό; Ο Έντουαρντ Τέλερ πρότεινε μια λαμπρή ιδέα: να συμπιέσει το θερμοπυρηνικό καύσιμο όχι με μηχανική ενέργεια και ροή νετρονίων, αλλά με την ακτινοβολία της κύριας ατομικής θρυαλλίδας.

Στο νέο σχέδιο του Teller, η ατομική μονάδα εκκίνησης διαχωρίστηκε από τη θερμοπυρηνική μονάδα. Όταν ενεργοποιήθηκε το ατομικό φορτίο, η ακτινοβολία ακτίνων Χ προηγήθηκε του κρουστικού κύματος και εξαπλώθηκε κατά μήκος των τοιχωμάτων του κυλινδρικού σώματος, εξατμίζοντας και μετατρέποντας την εσωτερική επένδυση από πολυαιθυλένιο του σώματος της βόμβας σε πλάσμα. Το πλάσμα, με τη σειρά του, εξέπεμπε πιο μαλακές ακτίνες Χ, οι οποίες απορροφήθηκαν από τα εξωτερικά στρώματα του εσωτερικού κυλίνδρου του ουρανίου-238 - του «ωθητή». Τα στρώματα άρχισαν να εξατμίζονται εκρηκτικά (το φαινόμενο αυτό ονομάζεται αφαίρεση). Το καυτό πλάσμα ουρανίου μπορεί να συγκριθεί με τους πίδακες ενός υπερισχυρού κινητήρα πυραύλων, η ώθηση του οποίου κατευθύνεται στον κύλινδρο με δευτέριο. Ο κύλινδρος ουρανίου κατέρρευσε, η πίεση και η θερμοκρασία του δευτερίου έφτασε σε κρίσιμο επίπεδο. Η ίδια πίεση συμπίεσε τον κεντρικό σωλήνα πλουτωνίου σε μια κρίσιμη μάζα και πυροδοτήθηκε. Η έκρηξη της θρυαλλίδας πλουτωνίου πίεσε το δευτέριο από μέσα, συμπιέζοντας και θερμαίνοντας περαιτέρω το θερμοπυρηνικό εκρηκτικό, το οποίο πυροδοτήθηκε. Ένα έντονο ρεύμα νετρονίων διασπά τους πυρήνες του ουρανίου-238 στον «ωθητή», προκαλώντας μια δευτερεύουσα αντίδραση διάσπασης. Όλα αυτά κατάφεραν να συμβούν πριν από τη στιγμή που το εκρηκτικό κύμα από την πρωτογενή πυρηνική έκρηξη φτάσει στη θερμοπυρηνική μονάδα. Ο υπολογισμός όλων αυτών των γεγονότων, που συμβαίνουν σε δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου, απαιτούσε την εγκεφαλική δύναμη των ισχυρότερων μαθηματικών στον πλανήτη. Οι δημιουργοί του "Mike" δεν βίωσαν φρίκη από την έκρηξη των 10 μεγατόνων, αλλά απερίγραπτη απόλαυση - κατάφεραν όχι μόνο να κατανοήσουν τις διαδικασίες που πραγματικό κόσμοπηγαίνουν μόνο στους πυρήνες των αστεριών, αλλά και ελέγχουν τις θεωρίες τους πειραματικά στήνοντας το δικό τους μικρό αστέρι στη Γη.

Μπράβο

Έχοντας ξεπεράσει τους Ρώσους στην ομορφιά του σχεδιασμού, οι Αμερικανοί δεν μπόρεσαν να κάνουν τη συσκευή τους συμπαγή: χρησιμοποίησαν υγρό υπερψυγμένο δευτέριο αντί για το κονιοποιημένο δευτερίδιο του λιθίου του Ζαχάρωφ. Στο Λος Άλαμος αντέδρασαν στη «σφολιάτα» του Ζαχάρωφ με έναν βαθμό ζήλιας: «αντί για μια τεράστια αγελάδα με έναν κουβά ωμό γάλαΟι Ρώσοι χρησιμοποιούν ένα πακέτο γάλα σε σκόνη». Ωστόσο, και οι δύο πλευρές δεν κατάφεραν να κρύψουν μυστικά η μία από την άλλη. Την 1η Μαρτίου 1954, κοντά στην Ατόλη Μπικίνι, οι Αμερικανοί δοκίμασαν μια βόμβα 15 μεγατόνων "Bravo" χρησιμοποιώντας δευτερίδιο λιθίου και στις 22 Νοεμβρίου 1955, την πρώτη σοβιετική θερμοπυρηνική βόμβα δύο σταδίων RDS-37 με ισχύ 1,7 μεγατόνων. εξερράγη πάνω από το χώρο δοκιμών του Σεμιπαλατίνσκ, κατεδαφίζοντας σχεδόν το ήμισυ του χώρου δοκιμών. Από τότε, ο σχεδιασμός της θερμοπυρηνικής βόμβας έχει υποστεί μικρές αλλαγές (για παράδειγμα, μια ασπίδα ουρανίου εμφανίστηκε μεταξύ της βόμβας εκκίνησης και της κύριας γόμωσης) και έχει γίνει κανονική. Και δεν υπάρχουν άλλα μεγάλης κλίμακας μυστήρια της φύσης στον κόσμο που θα μπορούσαν να λυθούν με ένα τόσο θεαματικό πείραμα. Ίσως η γέννηση ενός σουπερνόβα.

Θερμοπυρηνικά όπλα (H-βόμβα)- ένας τύπος πυρηνικού όπλου, η καταστροφική δύναμη του οποίου βασίζεται στη χρήση της ενέργειας της αντίδρασης της πυρηνικής σύντηξης ελαφρών στοιχείων σε βαρύτερα (για παράδειγμα, η σύνθεση ενός πυρήνα ενός ατόμου ηλίου από δύο πυρήνες δευτερίου άτομα), που απελευθερώνει ενέργεια.

γενική περιγραφή [ | ]

Ένας θερμοπυρηνικός εκρηκτικός μηχανισμός μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας είτε υγρό δευτέριο είτε συμπιεσμένο αέριο δευτέριο. Αλλά η εμφάνιση θερμοπυρηνικών όπλων έγινε δυνατή μόνο χάρη σε έναν τύπο υδριδίου του λιθίου - δευτερίδιο λιθίου-6. Αυτός είναι ένας συνδυασμός ενός βαρέως ισοτόπου υδρογόνου - δευτερίου και ενός ισοτόπου λιθίου με μαζικό αριθμό 6.

Δευτερίδιο λιθίου-6 - στερεός, το οποίο σας επιτρέπει να αποθηκεύετε το δευτέριο (η συνήθης κατάσταση του οποίου υπό κανονικές συνθήκες είναι αέριο) υπό κανονικές συνθήκες και, επιπλέον, το δεύτερο συστατικό του - λίθιο-6 - είναι η πρώτη ύλη για την παραγωγή του πιο σπάνιου ισοτόπου υδρογόνου - τριτίου . Στην πραγματικότητα, το 6 Li είναι η μόνη βιομηχανική πηγή τριτίου:

(\displaystyle ()_(3)^(6)\mathrm (Li) +()_(0)^(1)n\to ()_(1)^(3)\mathrm (H) +() _(2)^(4)\mathrm (He) +E_(1).) Η ίδια αντίδραση συμβαίνει στο δευτερίδιο του λιθίου-6 σε μια θερμοπυρηνική συσκευή όταν ακτινοβοληθεί με γρήγορα νετρόνια. απελευθερωμένη ενέργειαμι 1 = 4.784 MeV Η ίδια αντίδραση συμβαίνει στο δευτερίδιο του λιθίου-6 σε μια θερμοπυρηνική συσκευή όταν ακτινοβοληθεί με γρήγορα νετρόνια. απελευθερωμένη ενέργεια. Το προκύπτον τρίτιο (3Η) αντιδρά στη συνέχεια με το δευτέριο, απελευθερώνοντας ενέργεια:

Επιπλέον, ένα νετρόνιο παράγεται με κινητική ενέργεια τουλάχιστον 14,1 MeV, το οποίο μπορεί και πάλι να ξεκινήσει την πρώτη αντίδραση σε έναν άλλο πυρήνα λιθίου-6 ή να προκαλέσει τη σχάση βαρέων πυρήνων ουρανίου ή πλουτωνίου σε ένα κέλυφος ή έναυσμα με την εκπομπή πολλών πιο γρήγορα νετρόνια.

Τα πρώτα θερμοπυρηνικά πυρομαχικά των ΗΠΑ χρησιμοποιούσαν επίσης φυσικό δευτερίδιο λιθίου, το οποίο περιέχει κυρίως το ισότοπο λιθίου με αριθμό μάζας 7. Χρησιμεύει επίσης ως πηγή τριτίου, αλλά για αυτό τα νετρόνια που συμμετέχουν στην αντίδραση πρέπει να έχουν ενέργεια 10 MeV ή μεγαλύτερη: αντίδραση n+ 7 Li → 3 H + 4 He + n− 2.467 MeVείναι ενδόθερμο, απορροφώντας ενέργεια.

Μια θερμοπυρηνική βόμβα που λειτουργεί με βάση την αρχή Teller-Ulam αποτελείται από δύο στάδια: μια σκανδάλη και ένα δοχείο με θερμοπυρηνικό καύσιμο.

Η συσκευή που δοκιμάστηκε από τις Ηνωμένες Πολιτείες το 1952 δεν ήταν στην πραγματικότητα μια βόμβα, αλλά ένα εργαστηριακό πρωτότυπο, ένα «σπίτι 3 ορόφων γεμάτο με υγρό δευτέριο», κατασκευασμένο με τη μορφή ειδικού σχεδίου. Σοβιετικοί επιστήμονες ανέπτυξαν ακριβώς τη βόμβα - μια πλήρη συσκευή κατάλληλη για πρακτική στρατιωτική χρήση.

Η μεγαλύτερη βόμβα υδρογόνου που πυροδοτήθηκε ποτέ είναι η σοβιετική βόμβα Tsar Bomba των 58 μεγατόνων, η οποία πυροδοτήθηκε στις 30 Οκτωβρίου 1961 στο σημείο δοκιμών του αρχιπελάγους Novaya Zemlya. Ο Νικήτα Χρουστσόφ αργότερα αστειεύτηκε δημόσια ότι το αρχικό σχέδιο ήταν να πυροδοτήσει μια βόμβα 100 μεγατόνων, αλλά η χρέωση μειώθηκε «για να μην σπάσει όλο το γυαλί στη Μόσχα». Δομικά, η βόμβα σχεδιάστηκε πράγματι για 100 μεγατόνους και αυτή η ισχύς μπορούσε να επιτευχθεί με την αντικατάσταση του μολύβδου με ουράνιο. Η βόμβα πυροδοτήθηκε σε υψόμετρο 4000 μέτρων πάνω από το γήπεδο εκπαίδευσης Novaya Zemlya. Το ωστικό κύμα μετά την έκρηξη γύρισε την υδρόγειο τρεις φορές. Παρά την επιτυχή δοκιμή, η βόμβα δεν τέθηκε σε λειτουργία. Ωστόσο, η δημιουργία και η δοκιμή της υπερβόμβας είχε μεγάλη πολιτική σημασία, αποδεικνύοντας ότι η ΕΣΣΔ είχε λύσει το πρόβλημα της επίτευξης σχεδόν οποιουδήποτε επιπέδου μεγατονάζ στο πυρηνικό της οπλοστάσιο.

ΗΠΑ [ | ]

Η ιδέα μιας βόμβας σύντηξης που ξεκίνησε από ένα ατομικό φορτίο προτάθηκε από τον Enrico Fermi στον συνάδελφό του Edward Teller το φθινόπωρο του 1941, στην αρχή του Manhattan Project. Ο Τέλερ αφιέρωσε μεγάλο μέρος της δουλειάς του κατά τη διάρκεια του Έργου Μανχάταν στην εργασία για το έργο της βόμβας σύντηξης, παραμελώντας σε κάποιο βαθμό την ίδια την ατομική βόμβα. Η εστίασή του στις δυσκολίες και η θέση του «συνήγορου του διαβόλου» στις συζητήσεις των προβλημάτων ανάγκασε τον Οπενχάιμερ να οδηγήσει τον Τέλερ και άλλους «προβληματικούς» φυσικούς στο πλευρό.

Τα πρώτα σημαντικά και εννοιολογικά βήματα προς την υλοποίηση του έργου σύνθεσης έγιναν από τον συνεργάτη του Teller Stanislav Ulam. Για να ξεκινήσει η θερμοπυρηνική σύντηξη, ο Ulam πρότεινε τη συμπίεση του θερμοπυρηνικού καυσίμου πριν από τη θέρμανση του, χρησιμοποιώντας παράγοντες από την πρωτογενή αντίδραση σχάσης και επίσης την τοποθέτηση του θερμοπυρηνικού φορτίου ξεχωριστά από το κύριο πυρηνικό συστατικό της βόμβας. Αυτές οι προτάσεις κατέστησαν δυνατή τη μεταφορά της ανάπτυξης των θερμοπυρηνικών όπλων σε πρακτικό επίπεδο. Με βάση αυτό, ο Τέλερ πρότεινε ότι οι ακτίνες Χ και οι ακτίνες γάμμα που παράγονται από την πρωτογενή έκρηξη θα μπορούσαν να μεταφέρουν αρκετή ενέργεια στο δευτερεύον στοιχείο, που βρίσκεται σε ένα κοινό κέλυφος με το πρωτεύον, για να πραγματοποιήσει επαρκή έκρηξη (συμπίεση) για να ξεκινήσει μια θερμοπυρηνική αντίδραση. . Ο Teller και οι υποστηρικτές και οι αντίπαλοί του συζήτησαν αργότερα τη συμβολή του Ulam στη θεωρία που βασίζεται σε αυτόν τον μηχανισμό.

Έκρηξη "Γιώργος"

Το 1951 διεξήχθη μια σειρά δοκιμών με τη γενική ονομασία Operation Greenhouse, κατά την οποία λύθηκαν ζητήματα σμίκρυνσης των πυρηνικών φορτίων με παράλληλη αύξηση της ισχύος τους. Μία από τις δοκιμές αυτής της σειράς ήταν μια έκρηξη με την κωδική ονομασία "George", στην οποία πυροδοτήθηκε μια πειραματική συσκευή, η οποία ήταν ένα πυρηνικό φορτίο με τη μορφή ενός τόρου με μια μικρή ποσότητα υγρού υδρογόνου τοποθετημένη στο κέντρο. Το κύριο μέρος της ισχύος έκρηξης ελήφθη ακριβώς λόγω της σύντηξης υδρογόνου, η οποία επιβεβαίωσε στην πράξη τη γενική ιδέα των συσκευών δύο σταδίων.

"Evie Mike"

Σύντομα, η ανάπτυξη θερμοπυρηνικών όπλων στις Ηνωμένες Πολιτείες κατευθύνθηκε προς τη σμίκρυνση του σχεδίου Teller-Ulam, το οποίο θα μπορούσε να εξοπλιστεί με διηπειρωτικούς βαλλιστικούς πυραύλους (ICBM) και βαλλιστικούς πυραύλους εκτοξευόμενους από υποβρύχιο (SLBMs). Μέχρι το 1960, εγκρίθηκαν οι κεφαλές μεγατόνων κατηγορίας W47, οι οποίες αναπτύχθηκαν υποβρύχια, εξοπλισμένο με βαλλιστικούς πυραύλους Polaris. Οι κεφαλές είχαν μάζα 320 κιλά και διάμετρο 50 εκατοστά Μεταγενέστερες δοκιμές έδειξαν τη χαμηλή αξιοπιστία των κεφαλών που ήταν εγκατεστημένες στους πυραύλους Polaris και την ανάγκη για τροποποιήσεις τους. Μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1970, η σμίκρυνση των νέων εκδόσεων των κεφαλών Teller-Ulam κατέστησε δυνατή την τοποθέτηση 10 ή περισσότερων κεφαλών στις διαστάσεις ενός πυραύλου πολλαπλών κεφαλών (MIRV).

ΕΣΣΔ [ | ]

Βόρεια Κορέα [ | ]

Τον Δεκέμβριο του τρέχοντος έτους, το KCNA διένειμε μια δήλωση του ηγέτη της Βόρειας Κορέας Κιμ Γιονγκ Ουν, στην οποία ανέφερε ότι η Πιονγκγιάνγκ είχε τη δική της βόμβα υδρογόνου.

H-BOMB
ένα όπλο μεγάλης καταστροφικής ισχύος (της τάξης των μεγατόνων σε ισοδύναμο TNT), η αρχή λειτουργίας του οποίου βασίζεται στην αντίδραση της θερμοπυρηνικής σύντηξης ελαφρών πυρήνων. Η πηγή ενέργειας της έκρηξης είναι διεργασίες παρόμοιες με αυτές που συμβαίνουν στον Ήλιο και σε άλλα αστέρια.
Θερμοπυρηνικές αντιδράσεις.Το εσωτερικό του Ήλιου περιέχει μια τεράστια ποσότητα υδρογόνου, το οποίο βρίσκεται σε κατάσταση εξαιρετικά υψηλής συμπίεσης σε θερμοκρασία περίπου. 15.000.000 Κ. Σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες και πυκνότητες πλάσματος, οι πυρήνες του υδρογόνου αντιμετωπίζουν συνεχείς συγκρούσεις μεταξύ τους, μερικές από τις οποίες καταλήγουν στη σύντηξή τους και τελικά στο σχηματισμό βαρύτερων πυρήνων ηλίου. Τέτοιες αντιδράσεις, που ονομάζονται θερμοπυρηνική σύντηξη, συνοδεύονται από την απελευθέρωση τεράστιων ποσοτήτων ενέργειας. Σύμφωνα με τους νόμους της φυσικής, η απελευθέρωση ενέργειας κατά τη θερμοπυρηνική σύντηξη οφείλεται στο γεγονός ότι κατά το σχηματισμό ενός βαρύτερου πυρήνα, μέρος της μάζας των ελαφρών πυρήνων που περιλαμβάνονται στη σύνθεσή του μετατρέπεται σε κολοσσιαία ποσότητα ενέργειας. Αυτός είναι ο λόγος που ο Ήλιος, έχοντας μια γιγαντιαία μάζα, χάνει περίπου κάθε μέρα στη διαδικασία της θερμοπυρηνικής σύντηξης. 100 δισεκατομμύρια τόνους ύλης και απελευθερώνει ενέργεια, χάρη στην οποία έγινε δυνατή η ζωή στη Γη.
Ισότοπα υδρογόνου.Το άτομο υδρογόνου είναι το απλούστερο από όλα τα υπάρχοντα άτομα. Αποτελείται από ένα πρωτόνιο, που είναι ο πυρήνας του, γύρω από τον οποίο περιστρέφεται ένα μόνο ηλεκτρόνιο. Προσεκτικές μελέτες του νερού (H2O) έχουν δείξει ότι περιέχει αμελητέες ποσότητες «βαρέως» νερού που περιέχει το «βαρύ ισότοπο» υδρογόνου - δευτερίου (2Η). Ο πυρήνας του δευτερίου αποτελείται από ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο - ένα ουδέτερο σωματίδιο με μάζα κοντά σε ένα πρωτόνιο. Υπάρχει ένα τρίτο ισότοπο του υδρογόνου - το τρίτιο, του οποίου ο πυρήνας περιέχει ένα πρωτόνιο και δύο νετρόνια. Το τρίτιο είναι ασταθές και υφίσταται αυθόρμητη ραδιενεργή διάσπαση, μετατρέποντας σε ισότοπο ηλίου. Ίχνη τριτίου έχουν βρεθεί στην ατμόσφαιρα της Γης, όπου σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των κοσμικών ακτίνων με τα μόρια αερίου που συνθέτουν τον αέρα. Το τρίτιο παράγεται τεχνητά σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα ακτινοβολώντας το ισότοπο λιθίου-6 με ένα ρεύμα νετρονίων.
Ανάπτυξη της βόμβας υδρογόνου.Η προκαταρκτική θεωρητική ανάλυση έχει δείξει ότι η θερμοπυρηνική σύντηξη επιτυγχάνεται πιο εύκολα σε ένα μείγμα δευτερίου και τριτίου. Λαμβάνοντας αυτό ως βάση, οι Αμερικανοί επιστήμονες άρχισαν στις αρχές του 1950 να εφαρμόζουν ένα έργο για τη δημιουργία μιας βόμβας υδρογόνου (HB). Οι πρώτες δοκιμές ενός μοντέλου πυρηνικής συσκευής πραγματοποιήθηκαν στο χώρο δοκιμών Enewetak την άνοιξη του 1951. η θερμοπυρηνική σύντηξη ήταν μόνο μερική. Σημαντική επιτυχία σημειώθηκε την 1η Νοεμβρίου 1951 κατά τη διάρκεια της δοκιμής μιας τεράστιας πυρηνικής συσκευής, η ισχύς έκρηξης της οποίας ήταν 4e8 Mt σε ισοδύναμο TNT. Η πρώτη αεροπορική βόμβα υδρογόνου πυροδοτήθηκε στην ΕΣΣΔ στις 12 Αυγούστου 1953 και την 1η Μαρτίου 1954, οι Αμερικανοί πυροδότησαν μια ισχυρότερη αεροβόμβα (περίπου 15 Mt) στην Ατόλη Μπικίνι. Από τότε, και οι δύο δυνάμεις έχουν πραγματοποιήσει εκρήξεις προηγμένων όπλων μεγατόνων. Η έκρηξη στην Ατόλη Μπικίνι συνοδεύτηκε από την απελευθέρωση τουμεγάλη ποσότητα
ραδιενεργών ουσιών. Κάποια από αυτά έπεσαν εκατοντάδες χιλιόμετρα από το σημείο της έκρηξης στο ιαπωνικό αλιευτικό Lucky Dragon, ενώ άλλα κάλυψαν το νησί Rongelap. Δεδομένου ότι η θερμοπυρηνική σύντηξη παράγει σταθερό ήλιο, η ραδιενέργεια από την έκρηξη μιας βόμβας καθαρού υδρογόνου δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από αυτή ενός ατομικού πυροκροτητή μιας θερμοπυρηνικής αντίδρασης. Ωστόσο, στην υπό εξέταση περίπτωση, η προβλεπόμενη και η πραγματική ραδιενεργή πτώση διέφεραν σημαντικά ως προς την ποσότητα και τη σύνθεση.Ο μηχανισμός δράσης μιας βόμβας υδρογόνου.
Η αλληλουχία των διεργασιών που συμβαίνουν κατά την έκρηξη μιας βόμβας υδρογόνου μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής. Πρώτον, το φορτίο εκκινητή της θερμοπυρηνικής αντίδρασης (μια μικρή ατομική βόμβα) που βρίσκεται μέσα στο κέλυφος NB εκρήγνυται, με αποτέλεσμα μια λάμψη νετρονίων και δημιουργώντας την υψηλή θερμοκρασία που απαιτείται για την έναρξη της θερμοπυρηνικής σύντηξης. Τα νετρόνια βομβαρδίζουν ένα ένθετο από δευτερίδιο λιθίου - μια ένωση δευτερίου με λίθιο (χρησιμοποιείται ισότοπο λιθίου με αριθμό μάζας 6). Το λίθιο-6 χωρίζεται σε ήλιο και τρίτιο υπό την επίδραση νετρονίων. Έτσι, η ατομική θρυαλλίδα δημιουργεί τα απαραίτητα υλικά για τη σύνθεση απευθείας στην ίδια τη βόμβα. Στη συνέχεια ξεκινά μια θερμοπυρηνική αντίδραση σε ένα μείγμα δευτερίου και τριτίου, η θερμοκρασία στο εσωτερικό της βόμβας αυξάνεται γρήγορα, εμπλέκοντας όλο και περισσότερο υδρογόνο στη σύνθεση. Με περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας, θα μπορούσε να ξεκινήσει μια αντίδραση μεταξύ πυρήνων δευτερίου, χαρακτηριστικό μιας βόμβας καθαρού υδρογόνου. Όλες οι αντιδράσεις, φυσικά, συμβαίνουν τόσο γρήγορα που γίνονται αντιληπτές ως στιγμιαίες.Στην πραγματικότητα, σε μια βόμβα, η ακολουθία των διεργασιών που περιγράφηκαν παραπάνω τελειώνει στο στάδιο της αντίδρασης του δευτερίου με το τρίτιο. Επιπλέον, οι σχεδιαστές βομβών επέλεξαν να μην χρησιμοποιήσουν πυρηνική σύντηξη, αλλά πυρηνική σχάση. Η σύντηξη των πυρήνων δευτερίου και τριτίου παράγει ήλιο και γρήγορα νετρόνια, η ενέργεια των οποίων είναι αρκετά υψηλή ώστε να προκαλέσει πυρηνική σχάση του ουρανίου-238 (το κύριο ισότοπο του ουρανίου, πολύ φθηνότερο από το ουράνιο-235 που χρησιμοποιείται στις συμβατικές ατομικές βόμβες). Τα γρήγορα νετρόνια χώρισαν τα άτομα του κελύφους ουρανίου της υπερβόμβας. Η σχάση ενός τόνου ουρανίου δημιουργεί ενέργεια που ισοδυναμεί με 18 Mt. Η ενέργεια δεν πηγαίνει μόνο στην έκρηξη και στην παραγωγή θερμότητας. Κάθε πυρήνας ουρανίου χωρίζεται σε δύο εξαιρετικά ραδιενεργά «θραύσματα». Τα προϊόντα σχάσης περιλαμβάνουν 36 διαφορετικά χημικά στοιχεία και σχεδόν 200 ραδιενεργά ισότοπα. Όλα αυτά αποτελούν τη ραδιενεργή έκρηξη που συνοδεύει τις εκρήξεις υπερβομβών. Χάρη στον μοναδικό σχεδιασμό και τον περιγραφόμενο μηχανισμό δράσης, τα όπλα αυτού του τύπου μπορούν να κατασκευαστούν όσο ισχυρά επιθυμείτε. Είναι πολύ φθηνότερο από ατομικές βόμβες ίδιας ισχύος.
Συνέπειες της έκρηξης.Κρουστικό κύμα και θερμικό αποτέλεσμα. Η άμεση (πρωτογενής) πρόσκρουση μιας έκρηξης υπερβόμβας είναι τριπλή. Η πιο προφανής άμεση πρόσκρουση είναι ένα ωστικό κύμα τεράστιας έντασης. Η ισχύς της πρόσκρουσής της, ανάλογα με τη δύναμη της βόμβας, το ύψος της έκρηξης πάνω από την επιφάνεια της γης και τη φύση του εδάφους, μειώνεται με την απόσταση από το επίκεντρο της έκρηξης. Η θερμική πρόσκρουση μιας έκρηξης καθορίζεται από τους ίδιους παράγοντες, αλλά εξαρτάται επίσης από τη διαφάνεια του αέρα - η ομίχλη μειώνει απότομα την απόσταση στην οποία ένα θερμικό φλας μπορεί να προκαλέσει σοβαρά εγκαύματα. Σύμφωνα με υπολογισμούς, κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης στην ατμόσφαιρα μιας βόμβας 20 μεγατόνων, οι άνθρωποι θα παραμείνουν ζωντανοί στο 50% των περιπτώσεων εάν 1) καταφύγουν σε υπόγειο καταφύγιο από οπλισμένο σκυρόδεμα σε απόσταση περίπου 8 km από το επίκεντρο του σεισμού. έκρηξη (E), 2) βρίσκονται σε συνηθισμένα αστικά κτίρια σε απόσταση περίπου . 15 km από EV, 3) βρέθηκαν σε ανοιχτό μέρος σε απόσταση περίπου. 20 χλμ από EV. Σε συνθήκες κακής ορατότητας και σε απόσταση τουλάχιστον 25 km, εάν η ατμόσφαιρα είναι καθαρή, για άτομα σε ανοιχτές περιοχές, η πιθανότητα επιβίωσης αυξάνεται γρήγορα με την απόσταση από το επίκεντρο. σε απόσταση 32 km η υπολογιζόμενη τιμή του είναι μεγαλύτερη από 90%. Η περιοχή στην οποία η διεισδυτική ακτινοβολία που παράγεται κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης προκαλεί θάνατο είναι σχετικά μικρή, ακόμη και στην περίπτωση μιας υπερβόμβας υψηλής ισχύος.
Μπάλα φωτιάς.Ανάλογα με τη σύνθεση και τη μάζα του εύφλεκτου υλικού που εμπλέκεται στη βολίδα, μπορεί να σχηματιστούν γιγάντιες αυτοσυντηρούμενες καταιγίδες και να μαίνονται για πολλές ώρες. Ωστόσο, η πιο επικίνδυνη (αν και δευτερεύουσα) συνέπεια της έκρηξης είναι η ραδιενεργή μόλυνση του περιβάλλοντος.
Fallout. Πώς σχηματίζονται.
Όταν μια βόμβα εκρήγνυται, η βολίδα που προκύπτει γεμίζει ένα τεράστιο ποσόραδιενεργά σωματίδια. Συνήθως αυτά τα σωματίδια είναι τόσο μικρά που μόλις φτάσουν στην ανώτερη ατμόσφαιρα, μπορούν να παραμείνουν εκεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αλλά αν μια βολίδα έρθει σε επαφή με την επιφάνεια της Γης, μετατρέπει τα πάντα πάνω της σε καυτή σκόνη και στάχτη και τα παρασύρει σε έναν πύρινο ανεμοστρόβιλο. Σε έναν ανεμοστρόβιλο φλόγας, αναμειγνύονται και συνδέονται με ραδιενεργά σωματίδια. Η ραδιενεργή σκόνη, εκτός από τη μεγαλύτερη, δεν κατακάθεται αμέσως. Η λεπτότερη σκόνη παρασύρεται από το σύννεφο που προκύπτει και σταδιακά πέφτει καθώς κινείται με τον άνεμο. Ακριβώς στο σημείο της έκρηξης, η ραδιενέργεια μπορεί να είναι εξαιρετικά έντονη - κυρίως μεγάλη σκόνη που κατακάθεται στο έδαφος. Εκατοντάδες χιλιόμετρα από το σημείο της έκρηξης και σε μεγαλύτερες αποστάσεις, μικρές αλλά ακόμα ορατό στο μάτισωματίδια τέφρας. Συχνά σχηματίζουν ένα κάλυμμα παρόμοιο με το πεσμένο χιόνι, θανατηφόρο για όποιον τύχει να βρεθεί κοντά. Ακόμη μικρότερα και αόρατα σωματίδια, προτού εγκατασταθούν στο έδαφος, μπορούν να περιπλανηθούν στην ατμόσφαιρα για μήνες ή και χρόνια, κάνοντας πολλές φορές τον γύρο της υδρογείου. Μέχρι να πέσουν έξω, η ραδιενέργεια τους εξασθενεί σημαντικά. Η πιο επικίνδυνη ακτινοβολία παραμένει το στρόντιο-90 με χρόνο ημιζωής 28 χρόνια. Η απώλειά του παρατηρείται ξεκάθαρα σε όλο τον κόσμο. Όταν εγκαθίσταται σε φύλλα και γρασίδι, εισέρχεται σε τροφικές αλυσίδες που περιλαμβάνουν ανθρώπους. Ως συνέπεια αυτού, έχουν βρεθεί αξιοσημείωτες, αν και όχι ακόμη επικίνδυνες, ποσότητες στροντίου-90 στα οστά των κατοίκων των περισσότερων χωρών. Η συσσώρευση στροντίου-90 στα ανθρώπινα οστά είναι πολύ επικίνδυνη μακροπρόθεσμα, καθώς οδηγεί στο σχηματισμό κακοήθων όγκων των οστών.
Μακροχρόνια μόλυνση της περιοχής με ραδιενεργές εκροές.Σε περίπτωση εχθροπραξιών, η χρήση βόμβας υδρογόνου θα οδηγήσει σε άμεση ραδιενεργή μόλυνση μιας περιοχής σε ακτίνα περίπου. 100 χλμ από το επίκεντρο της έκρηξης. Εάν εκραγεί μια υπερβόμβα, μια περιοχή δεκάδων χιλιάδων τετραγωνικών χιλιομέτρων θα μολυνθεί. Μια τέτοια τεράστια περιοχή καταστροφής με μία μόνο βόμβα το καθιστά έναν εντελώς νέο τύπο όπλου. Ακόμα κι αν η υπερβόμβα δεν χτυπήσει το στόχο, δηλ. δεν θα χτυπήσει το αντικείμενο με κρουστικά-θερμικά φαινόμενα, η διεισδυτική ακτινοβολία και οι ραδιενεργές εκρήξεις που συνοδεύουν την έκρηξη θα κάνουν τον περιβάλλοντα χώρο μη κατοικήσιμο. Μια τέτοια βροχόπτωση μπορεί να συνεχιστεί για πολλές ημέρες, εβδομάδες και ακόμη και μήνες. Ανάλογα με την ποσότητα τους, η ένταση της ακτινοβολίας μπορεί να φτάσει σε θανατηφόρα επίπεδα. Ένας σχετικά μικρός αριθμός υπερβομβών είναι αρκετός για να καλύψει πλήρως μια μεγάλη χώρα με ένα στρώμα ραδιενεργού σκόνης που είναι θανατηφόρο για όλα τα ζωντανά πράγματα. Έτσι, η δημιουργία της υπερβόμβας σηματοδότησε την αρχή μιας εποχής κατά την οποία κατέστη δυνατό να γίνουν ακατοίκητες ολόκληρες ηπείροι. Ακομη και ΜΕΤΑ πολύς καιρόςΜετά τη διακοπή της άμεσης έκθεσης σε ραδιενεργές καταρροές, ο κίνδυνος λόγω της υψηλής ραδιοτοξικότητας ισοτόπων όπως το στρόντιο-90 θα παραμείνει. Με τα τρόφιμα που καλλιεργούνται σε εδάφη μολυσμένα με αυτό το ισότοπο, η ραδιενέργεια θα εισέλθει στο ανθρώπινο σώμα.
δείτε επίσης
Πυρηνική σύντηξη;
ΠΥΡΗΝΙΚΑ ΟΠΛΑ ;
ΠΥΡΗΝΙΚΟΣ ΠΟΛΕΜΟΣ.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Επίδραση πυρηνικών όπλων. Μ., 1960 Πυρηνική έκρηξη στο διάστημα, στη γη και στο υπόγειο. Μ., 1970

Εγκυκλοπαίδεια Collier. - Ανοικτή Κοινωνία. 2000 .

Δείτε τι είναι η «ΒΟΜΒΑ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ» σε άλλα λεξικά:

Ένα ξεπερασμένο όνομα για μια πυρηνική βόμβα μεγάλης καταστροφικής ισχύος, η δράση της οποίας βασίζεται στη χρήση ενέργειας που απελευθερώνεται κατά την αντίδραση σύντηξης ελαφρών πυρήνων (βλ. Θερμοπυρηνικές αντιδράσεις). Η πρώτη βόμβα υδρογόνου δοκιμάστηκε στην ΕΣΣΔ (1953) ... Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

Το θερμοπυρηνικό όπλο είναι ένας τύπος όπλου μαζικής καταστροφής, η καταστροφική δύναμη του οποίου βασίζεται στη χρήση της ενέργειας της αντίδρασης της πυρηνικής σύντηξης ελαφρών στοιχείων σε βαρύτερα (για παράδειγμα, η σύνθεση δύο πυρήνων δευτερίου (βαρύ υδρογόνο ) άτομα σε ένα ... ... Wikipedia

Μια πυρηνική βόμβα μεγάλης καταστροφικής ισχύος, η δράση της οποίας βασίζεται στη χρήση ενέργειας που απελευθερώνεται κατά την αντίδραση σύντηξης ελαφρών πυρήνων (βλ. Θερμοπυρηνικές αντιδράσεις). Η πρώτη θερμοπυρηνική γόμωση (ισχύς 3 Mt) πυροδοτήθηκε την 1η Νοεμβρίου 1952 στις ΗΠΑ.…… εγκυκλοπαιδικό λεξικό

H-βόμβα- vandenilinė bomba statusas T sritis chemija apibrėžtis Termobranduolinė bomba, kurios užtaisas – deuteris ir tritis. ατιτικμενύς: αγγλ. Hbomb; βόμβα υδρογόνου rus. βόμβα υδρογόνου ryšiai: sinonimas – H bomba… Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

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

H-βόμβα- vandenilinė bomba statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Bomba, kurios branduolinis užtaisas – vandenilio izotopai: deuteris ir tritis. ατιτικμενύς: αγγλ. Hbomb; βόμβα υδρογόνου vok. Wasserstoffbombe, f rus. βόμβα υδρογόνου, f... Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Μια εκρηκτική βόμβα με μεγάλη καταστροφική δύναμη. Δράση V. β. με βάση τη θερμοπυρηνική αντίδραση. Δείτε Πυρηνικά όπλα... Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια

Το περιεχόμενο του άρθρου

H-BOMB,ένα όπλο μεγάλης καταστροφικής ισχύος (της τάξης των μεγατόνων σε ισοδύναμο TNT), η αρχή λειτουργίας του οποίου βασίζεται στην αντίδραση της θερμοπυρηνικής σύντηξης ελαφρών πυρήνων. Η πηγή ενέργειας της έκρηξης είναι διεργασίες παρόμοιες με αυτές που συμβαίνουν στον Ήλιο και σε άλλα αστέρια.

Θερμοπυρηνικές αντιδράσεις.

Το εσωτερικό του Ήλιου περιέχει μια τεράστια ποσότητα υδρογόνου, το οποίο βρίσκεται σε κατάσταση εξαιρετικά υψηλής συμπίεσης σε θερμοκρασία περίπου. 15.000.000 Κ. Σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες και πυκνότητες πλάσματος, οι πυρήνες του υδρογόνου αντιμετωπίζουν συνεχείς συγκρούσεις μεταξύ τους, μερικές από τις οποίες καταλήγουν στη σύντηξή τους και τελικά στο σχηματισμό βαρύτερων πυρήνων ηλίου. Τέτοιες αντιδράσεις, που ονομάζονται θερμοπυρηνική σύντηξη, συνοδεύονται από την απελευθέρωση τεράστιων ποσοτήτων ενέργειας. Σύμφωνα με τους νόμους της φυσικής, η απελευθέρωση ενέργειας κατά τη θερμοπυρηνική σύντηξη οφείλεται στο γεγονός ότι κατά το σχηματισμό ενός βαρύτερου πυρήνα, μέρος της μάζας των ελαφρών πυρήνων που περιλαμβάνονται στη σύνθεσή του μετατρέπεται σε κολοσσιαία ποσότητα ενέργειας. Αυτός είναι ο λόγος που ο Ήλιος, έχοντας μια γιγαντιαία μάζα, χάνει περίπου κάθε μέρα στη διαδικασία της θερμοπυρηνικής σύντηξης. 100 δισεκατομμύρια τόνους ύλης και απελευθερώνει ενέργεια, χάρη στην οποία έγινε δυνατή η ζωή στη Γη.

Ισότοπα υδρογόνου.

Το άτομο υδρογόνου είναι το απλούστερο από όλα τα υπάρχοντα άτομα. Αποτελείται από ένα πρωτόνιο, που είναι ο πυρήνας του, γύρω από τον οποίο περιστρέφεται ένα μόνο ηλεκτρόνιο. Προσεκτικές μελέτες του νερού (H 2 O) έχουν δείξει ότι περιέχει αμελητέες ποσότητες «βαρέως» νερού που περιέχει το «βαρύ ισότοπο» υδρογόνου - δευτερίου (2 Η). Ο πυρήνας του δευτερίου αποτελείται από ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο - ένα ουδέτερο σωματίδιο με μάζα κοντά σε ένα πρωτόνιο.

Υπάρχει ένα τρίτο ισότοπο του υδρογόνου, το τρίτιο, του οποίου ο πυρήνας περιέχει ένα πρωτόνιο και δύο νετρόνια. Το τρίτιο είναι ασταθές και υφίσταται αυθόρμητη ραδιενεργή διάσπαση, μετατρέποντας σε ισότοπο ηλίου. Ίχνη τριτίου έχουν βρεθεί στην ατμόσφαιρα της Γης, όπου σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των κοσμικών ακτίνων με τα μόρια αερίου που συνθέτουν τον αέρα. Το τρίτιο παράγεται τεχνητά σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα ακτινοβολώντας το ισότοπο λιθίου-6 με ένα ρεύμα νετρονίων.

Ανάπτυξη της βόμβας υδρογόνου.

Η προκαταρκτική θεωρητική ανάλυση έχει δείξει ότι η θερμοπυρηνική σύντηξη επιτυγχάνεται πιο εύκολα σε ένα μείγμα δευτερίου και τριτίου. Λαμβάνοντας αυτό ως βάση, οι Αμερικανοί επιστήμονες άρχισαν στις αρχές του 1950 να εφαρμόζουν ένα έργο για τη δημιουργία μιας βόμβας υδρογόνου (HB). Οι πρώτες δοκιμές ενός μοντέλου πυρηνικής συσκευής πραγματοποιήθηκαν στο χώρο δοκιμών Enewetak την άνοιξη του 1951. η θερμοπυρηνική σύντηξη ήταν μόνο μερική. Σημαντική επιτυχία σημειώθηκε την 1η Νοεμβρίου 1951 κατά τη διάρκεια της δοκιμής μιας τεράστιας πυρηνικής συσκευής, η ισχύς έκρηξης της οποίας ήταν 4 × 8 Mt σε ισοδύναμο TNT.

Η πρώτη αεροπορική βόμβα υδρογόνου πυροδοτήθηκε στην ΕΣΣΔ στις 12 Αυγούστου 1953 και την 1η Μαρτίου 1954, οι Αμερικανοί πυροδότησαν μια ισχυρότερη αεροβόμβα (περίπου 15 Mt) στην Ατόλη Μπικίνι. Από τότε, και οι δύο δυνάμεις έχουν πραγματοποιήσει εκρήξεις προηγμένων όπλων μεγατόνων.

Η έκρηξη στην Ατόλη Μπικίνι συνοδεύτηκε από απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας ραδιενεργών ουσιών. Κάποια από αυτά έπεσαν εκατοντάδες χιλιόμετρα από το σημείο της έκρηξης στο ιαπωνικό αλιευτικό «Lucky Dragon», ενώ άλλα κάλυψαν το νησί Rongelap. Δεδομένου ότι η θερμοπυρηνική σύντηξη παράγει σταθερό ήλιο, η ραδιενέργεια από την έκρηξη μιας βόμβας καθαρού υδρογόνου δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από αυτή ενός ατομικού πυροκροτητή μιας θερμοπυρηνικής αντίδρασης. Ωστόσο, στην υπό εξέταση περίπτωση, η προβλεπόμενη και η πραγματική ραδιενεργή πτώση διέφεραν σημαντικά ως προς την ποσότητα και τη σύνθεση.

Ο μηχανισμός δράσης μιας βόμβας υδρογόνου.

Η αλληλουχία των διεργασιών που συμβαίνουν κατά την έκρηξη μιας βόμβας υδρογόνου μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής. Πρώτον, το φορτίο εκκινητή της θερμοπυρηνικής αντίδρασης (μια μικρή ατομική βόμβα) που βρίσκεται μέσα στο κέλυφος HB εκρήγνυται, με αποτέλεσμα μια λάμψη νετρονίων και δημιουργώντας την υψηλή θερμοκρασία που απαιτείται για την έναρξη της θερμοπυρηνικής σύντηξης. Τα νετρόνια βομβαρδίζουν ένα ένθετο από δευτερίδιο λιθίου, μια ένωση δευτερίου και λιθίου (χρησιμοποιείται ισότοπο λιθίου με αριθμό μάζας 6). Το λίθιο-6 χωρίζεται σε ήλιο και τρίτιο υπό την επίδραση νετρονίων. Έτσι, η ατομική θρυαλλίδα δημιουργεί τα απαραίτητα υλικά για τη σύνθεση απευθείας στην ίδια τη βόμβα.

Στη συνέχεια ξεκινά μια θερμοπυρηνική αντίδραση σε ένα μείγμα δευτερίου και τριτίου, η θερμοκρασία στο εσωτερικό της βόμβας αυξάνεται γρήγορα, εμπλέκοντας όλο και περισσότερο υδρογόνο στη σύνθεση. Με περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας, θα μπορούσε να ξεκινήσει μια αντίδραση μεταξύ πυρήνων δευτερίου, χαρακτηριστικό μιας βόμβας καθαρού υδρογόνου. Όλες οι αντιδράσεις, φυσικά, συμβαίνουν τόσο γρήγορα που γίνονται αντιληπτές ως στιγμιαίες.

Σχάση, σύντηξη, σχάση (υπερβόμβα).

Στην πραγματικότητα, σε μια βόμβα, η ακολουθία των διεργασιών που περιγράφηκαν παραπάνω τελειώνει στο στάδιο της αντίδρασης του δευτερίου με το τρίτιο. Επιπλέον, οι σχεδιαστές βομβών επέλεξαν να μην χρησιμοποιήσουν πυρηνική σύντηξη, αλλά πυρηνική σχάση. Η σύντηξη των πυρήνων δευτερίου και τριτίου παράγει ήλιο και γρήγορα νετρόνια, η ενέργεια των οποίων είναι αρκετά υψηλή ώστε να προκαλέσει πυρηνική σχάση του ουρανίου-238 (το κύριο ισότοπο του ουρανίου, πολύ φθηνότερο από το ουράνιο-235 που χρησιμοποιείται στις συμβατικές ατομικές βόμβες). Τα γρήγορα νετρόνια χώρισαν τα άτομα του κελύφους ουρανίου της υπερβόμβας. Η σχάση ενός τόνου ουρανίου δημιουργεί ενέργεια που ισοδυναμεί με 18 Mt. Η ενέργεια δεν πηγαίνει μόνο στην έκρηξη και στην παραγωγή θερμότητας. Κάθε πυρήνας ουρανίου χωρίζεται σε δύο εξαιρετικά ραδιενεργά «θραύσματα». Τα προϊόντα σχάσης περιλαμβάνουν 36 διαφορετικά χημικά στοιχεία και σχεδόν 200 ραδιενεργά ισότοπα. Όλα αυτά αποτελούν τη ραδιενεργή έκρηξη που συνοδεύει τις εκρήξεις υπερβομβών.

Χάρη στον μοναδικό σχεδιασμό και τον περιγραφόμενο μηχανισμό δράσης, τα όπλα αυτού του τύπου μπορούν να κατασκευαστούν όσο ισχυρά επιθυμείτε. Είναι πολύ φθηνότερο από ατομικές βόμβες ίδιας ισχύος.

Συνέπειες της έκρηξης.

Κρουστικό κύμα και θερμικό αποτέλεσμα.

Η άμεση (πρωτογενής) πρόσκρουση μιας έκρηξης υπερβόμβας είναι τριπλή. Η πιο προφανής άμεση πρόσκρουση είναι ένα ωστικό κύμα τεράστιας έντασης. Η ισχύς της πρόσκρουσής της, ανάλογα με τη δύναμη της βόμβας, το ύψος της έκρηξης πάνω από την επιφάνεια της γης και τη φύση του εδάφους, μειώνεται με την απόσταση από το επίκεντρο της έκρηξης. Η θερμική πρόσκρουση μιας έκρηξης καθορίζεται από τους ίδιους παράγοντες, αλλά εξαρτάται επίσης από τη διαφάνεια του αέρα - η ομίχλη μειώνει απότομα την απόσταση στην οποία ένα θερμικό φλας μπορεί να προκαλέσει σοβαρά εγκαύματα.

Σύμφωνα με υπολογισμούς, κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης στην ατμόσφαιρα μιας βόμβας 20 μεγατόνων, οι άνθρωποι θα παραμείνουν ζωντανοί στο 50% των περιπτώσεων εάν 1) καταφύγουν σε υπόγειο καταφύγιο από οπλισμένο σκυρόδεμα σε απόσταση περίπου 8 km από το επίκεντρο του σεισμού. έκρηξη (E), 2) βρίσκονται σε συνηθισμένα αστικά κτίρια σε απόσταση περίπου . 15 km από EV, 3) βρέθηκαν σε ανοιχτό μέρος σε απόσταση περίπου. 20 χλμ από EV. Σε συνθήκες κακής ορατότητας και σε απόσταση τουλάχιστον 25 km, εάν η ατμόσφαιρα είναι καθαρή, για άτομα σε ανοιχτές περιοχές, η πιθανότητα επιβίωσης αυξάνεται γρήγορα με την απόσταση από το επίκεντρο. σε απόσταση 32 km η υπολογιζόμενη τιμή του είναι μεγαλύτερη από 90%. Η περιοχή στην οποία η διεισδυτική ακτινοβολία που παράγεται κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης προκαλεί θάνατο είναι σχετικά μικρή, ακόμη και στην περίπτωση μιας υπερβόμβας υψηλής ισχύος.

Μπάλα φωτιάς.

Ανάλογα με τη σύνθεση και τη μάζα του εύφλεκτου υλικού που εμπλέκεται στη βολίδα, μπορεί να σχηματιστούν γιγάντιες αυτοσυντηρούμενες καταιγίδες και να μαίνονται για πολλές ώρες. Ωστόσο, η πιο επικίνδυνη (αν και δευτερεύουσα) συνέπεια της έκρηξης είναι η ραδιενεργή μόλυνση του περιβάλλοντος.

Fallout.

Πώς σχηματίζονται.

Όταν μια βόμβα εκρήγνυται, η βολίδα που προκύπτει γεμίζει με τεράστια ποσότητα ραδιενεργών σωματιδίων. Συνήθως αυτά τα σωματίδια είναι τόσο μικρά που μόλις φτάσουν στην ανώτερη ατμόσφαιρα, μπορούν να παραμείνουν εκεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αλλά αν μια βολίδα έρθει σε επαφή με την επιφάνεια της Γης, μετατρέπει τα πάντα πάνω της σε καυτή σκόνη και στάχτη και τα παρασύρει σε έναν πύρινο ανεμοστρόβιλο. Σε έναν ανεμοστρόβιλο φλόγας, αναμειγνύονται και συνδέονται με ραδιενεργά σωματίδια. Η ραδιενεργή σκόνη, εκτός από τη μεγαλύτερη, δεν κατακάθεται αμέσως. Η λεπτότερη σκόνη παρασύρεται από το σύννεφο που προκύπτει και σταδιακά πέφτει καθώς κινείται με τον άνεμο. Ακριβώς στο σημείο της έκρηξης, η ραδιενέργεια μπορεί να είναι εξαιρετικά έντονη - κυρίως μεγάλη σκόνη που κατακάθεται στο έδαφος. Εκατοντάδες χιλιόμετρα από το σημείο της έκρηξης και σε μεγαλύτερες αποστάσεις, μικρά αλλά ακόμα ορατά σωματίδια τέφρας πέφτουν στο έδαφος. Συχνά σχηματίζουν ένα κάλυμμα παρόμοιο με το πεσμένο χιόνι, θανατηφόρο για όποιον τύχει να βρεθεί κοντά. Ακόμη μικρότερα και αόρατα σωματίδια, προτού εγκατασταθούν στο έδαφος, μπορούν να περιπλανηθούν στην ατμόσφαιρα για μήνες ή και χρόνια, κάνοντας πολλές φορές τον γύρο της υδρογείου. Μέχρι να πέσουν έξω, η ραδιενέργεια τους εξασθενεί σημαντικά. Η πιο επικίνδυνη ακτινοβολία παραμένει το στρόντιο-90 με χρόνο ημιζωής 28 χρόνια. Η απώλειά του παρατηρείται ξεκάθαρα σε όλο τον κόσμο. Όταν εγκαθίσταται σε φύλλα και γρασίδι, εισέρχεται σε τροφικές αλυσίδες που περιλαμβάνουν ανθρώπους. Ως συνέπεια αυτού, έχουν βρεθεί αξιοσημείωτες, αν και όχι ακόμη επικίνδυνες, ποσότητες στροντίου-90 στα οστά των κατοίκων των περισσότερων χωρών. Η συσσώρευση στροντίου-90 στα ανθρώπινα οστά είναι πολύ επικίνδυνη μακροπρόθεσμα, καθώς οδηγεί στο σχηματισμό κακοήθων όγκων των οστών.

Μακροχρόνια μόλυνση της περιοχής με ραδιενεργές εκροές.

Σε περίπτωση εχθροπραξιών, η χρήση βόμβας υδρογόνου θα οδηγήσει σε άμεση ραδιενεργή μόλυνση μιας περιοχής σε ακτίνα περίπου. 100 χλμ από το επίκεντρο της έκρηξης. Εάν εκραγεί μια υπερβόμβα, μια περιοχή δεκάδων χιλιάδων τετραγωνικών χιλιομέτρων θα μολυνθεί. Μια τέτοια τεράστια περιοχή καταστροφής με μία μόνο βόμβα το καθιστά έναν εντελώς νέο τύπο όπλου. Ακόμα κι αν η υπερβόμβα δεν χτυπήσει το στόχο, δηλ. δεν θα χτυπήσει το αντικείμενο με κρουστικά-θερμικά φαινόμενα, η διεισδυτική ακτινοβολία και οι ραδιενεργές εκρήξεις που συνοδεύουν την έκρηξη θα κάνουν τον περιβάλλοντα χώρο μη κατοικήσιμο. Μια τέτοια βροχόπτωση μπορεί να συνεχιστεί για πολλές ημέρες, εβδομάδες και ακόμη και μήνες. Ανάλογα με την ποσότητα τους, η ένταση της ακτινοβολίας μπορεί να φτάσει σε θανατηφόρα επίπεδα. Ένας σχετικά μικρός αριθμός υπερβομβών είναι αρκετός για να καλύψει πλήρως μια μεγάλη χώρα με ένα στρώμα ραδιενεργού σκόνης που είναι θανατηφόρο για όλα τα ζωντανά πράγματα. Έτσι, η δημιουργία της υπερβόμβας σηματοδότησε την αρχή μιας εποχής κατά την οποία κατέστη δυνατό να γίνουν ακατοίκητες ολόκληρες ηπείροι. Ακόμη και πολύ καιρό μετά τη διακοπή της άμεσης έκθεσης σε ραδιενεργές καταρροές, ο κίνδυνος λόγω της υψηλής ραδιοτοξικότητας ισοτόπων όπως το στρόντιο-90 θα παραμείνει. Με τα τρόφιμα που καλλιεργούνται σε εδάφη μολυσμένα με αυτό το ισότοπο, η ραδιενέργεια θα εισέλθει στο ανθρώπινο σώμα.