BOMBA DE HIDRÓGENO, arma de gran poder destructivo (del orden de megatones en equivalente de TNT), cuyo principio de funcionamiento se basa en la reacción de fusión termonuclear de núcleos ligeros. La fuente de energía de la explosión son procesos similares a los que ocurren en el Sol y otras estrellas.
En 1961 se produjo la explosión de una bomba de hidrógeno más potente jamás vivida.
La mañana del 30 de octubre a las 11:32 horas. explotó sobre Novaya Zemlya en el área de la bahía de Mityushi a una altitud de 4000 m sobre la superficie terrestre bomba de hidrógeno con una capacidad de 50 millones de toneladas de TNT.
unión soviética realizó una prueba del dispositivo termonuclear más poderoso de la historia. Incluso en la versión "media" (y la potencia máxima de dicha bomba es de 100 megatones), la energía de la explosión fue diez veces mayor que la potencia total de todos los explosivos utilizados por todas las partes beligerantes durante la Segunda Guerra Mundial (incluida la atómica). bombas lanzadas sobre Hiroshima y Nagasaki). La onda expansiva de la explosión dio la vuelta al mundo tres veces, la primera vez en 36 horas y 27 minutos.
El destello de luz fue tan brillante que, a pesar de la continua nubosidad, era visible incluso desde el puesto de mando en el pueblo de Belushya Guba (a casi 200 km del epicentro de la explosión). La nube en forma de hongo creció hasta una altura de 67 km. En el momento de la explosión, mientras la bomba caía lentamente en un enorme paracaídas desde una altura de 10.500 metros hasta el punto de detonación calculado, el avión de transporte Tu-95 con la tripulación y su comandante, el mayor Andrei Egorovich Durnovtsev, ya se encontraba en el lugar. zona segura. El comandante regresaba a su aeródromo como teniente coronel, héroe de la Unión Soviética. En un pueblo abandonado, a 400 kilómetros del epicentro, las casas de madera fueron destruidas y las de piedra perdieron sus techos, ventanas y puertas. A muchos cientos de kilómetros del lugar de la prueba, como resultado de la explosión, las condiciones para el paso de las ondas de radio cambiaron durante casi una hora y las comunicaciones por radio se detuvieron.
La bomba fue desarrollada por V.B. Adamskiy, Yu.N. Smirnov, A.D. Sajarov, Yu.N. Babaev y Yu.A. Trutnev (por el cual Sajarov recibió la tercera medalla del Héroe del Trabajo Socialista). La masa del "dispositivo" era de 26 toneladas; para transportarlo y lanzarlo se utilizó un bombardero estratégico Tu-95 especialmente modificado.
La "superbomba", como la llamó A. Sajarov, no cabía en el compartimento de bombas del avión (tenía una longitud de 8 metros y su diámetro de unos 2 metros), por lo que se cortó la parte no motora del fuselaje. y se instalaron un mecanismo de elevación especial y un dispositivo para fijar la bomba; al mismo tiempo, durante el vuelo todavía sobresalía más de la mitad. Todo el cuerpo del avión, incluso las palas de sus hélices, estaba cubierto con una pintura blanca especial que lo protegía del destello de luz durante una explosión. La carrocería del avión laboratorio que lo acompañaba estaba cubierta con la misma pintura.
Los resultados de la explosión de la carga, que en Occidente recibió el nombre de “Bomba Zar”, fueron impresionantes:
* El “hongo” nuclear de la explosión se elevó a una altura de 64 km; el diámetro de su casquete alcanzó los 40 kilómetros.
La bola de fuego de la explosión llegó al suelo y casi alcanzó la altura del lanzamiento de la bomba (es decir, el radio de la bola de fuego de la explosión fue de aproximadamente 4,5 kilómetros).
* La radiación provocó quemaduras de tercer grado a una distancia de hasta cien kilómetros.
* En el pico de radiación, la explosión alcanzó el 1% de energía solar.
* La onda expansiva resultante de la explosión dio tres vueltas al mundo.
* La ionización de la atmósfera provocó interferencias de radio incluso a cientos de kilómetros del lugar de la prueba durante una hora.
* Los testigos sintieron el impacto y pudieron describir la explosión a una distancia de miles de kilómetros del epicentro. Además, la onda de choque conservó hasta cierto punto su poder destructivo a una distancia de miles de kilómetros del epicentro.
* La onda acústica llegó a la isla Dixon, donde la onda expansiva rompió las ventanas de las casas.
El resultado político de esta prueba fue la demostración por parte de la Unión Soviética de su posesión de armas ilimitadas de destrucción masiva: el megatonelaje máximo de una bomba probada por los Estados Unidos en ese momento era cuatro veces menor que el de la Bomba del Zar. De hecho, aumentar la potencia de una bomba de hidrógeno se logra simplemente aumentando la masa del material de trabajo, por lo que, en principio, no existen factores que impidan la creación de una bomba de hidrógeno de 100 o 500 megatones. (De hecho, la Bomba Zar fue diseñada para un equivalente de 100 megatones; la potencia de explosión prevista se redujo a la mitad, según Jruschov, “para no romper todos los cristales de Moscú”). Con esta prueba, la Unión Soviética demostró la capacidad de crear una bomba de hidrógeno de cualquier potencia y un medio para llevar la bomba al punto de detonación.
Reacciones termonucleares. El interior del Sol contiene una cantidad gigantesca de hidrógeno, que se encuentra en un estado de compresión ultraalta a una temperatura de aprox. 15.000.000 K. A temperaturas y densidades de plasma tan altas, los núcleos de hidrógeno experimentan constantes colisiones entre sí, algunas de las cuales terminan en su fusión y, en última instancia, en la formación de núcleos de helio más pesados. Estas reacciones, llamadas fusión termonuclear, van acompañadas de la liberación de gran cantidad energía. Según las leyes de la física, la liberación de energía durante la fusión termonuclear se debe al hecho de que durante la formación de un núcleo más pesado, parte de la masa de los núcleos ligeros incluidos en su composición se convierte en una cantidad colosal de energía. Por eso el Sol, al tener una masa gigantesca, pierde cada día aprox. 100 mil millones de toneladas de materia y libera energía, gracias a la cual la vida en la Tierra se hizo posible.
Isótopos de hidrógeno. El átomo de hidrógeno es el más simple de todos los átomos existentes. Está formado por un protón, que es su núcleo, alrededor del cual gira un solo electrón. Estudios cuidadosos del agua (H 2 O) han demostrado que contiene cantidades insignificantes de agua "pesada" que contiene el "isótopo pesado" de hidrógeno: deuterio (2 H). El núcleo de deuterio consta de un protón y un neutrón, una partícula neutra con una masa cercana a la de un protón.
Hay un tercer isótopo de hidrógeno: el tritio, cuyo núcleo contiene un protón y dos neutrones. El tritio es inestable y sufre una desintegración radiactiva espontánea, convirtiéndose en un isótopo de helio. Se han encontrado trazas de tritio en la atmósfera terrestre, donde se forma como resultado de la interacción de los rayos cósmicos con las moléculas de gas que forman el aire. El tritio se produce artificialmente en un reactor nuclear irradiando el isótopo de litio-6 con una corriente de neutrones.
Desarrollo de la bomba de hidrógeno. El análisis teórico preliminar mostró que la fusión termonuclear se logra más fácilmente en una mezcla de deuterio y tritio. Tomando esto como base, los científicos estadounidenses comenzaron a principios de 1950 a implementar un proyecto para crear una bomba de hidrógeno (HB). Las primeras pruebas de un modelo de dispositivo nuclear se llevaron a cabo en el polígono de pruebas de Enewetak en la primavera de 1951; La fusión termonuclear fue sólo parcial. Se logró un éxito significativo el 1 de noviembre de 1951 al probar un dispositivo nuclear masivo, cuyo poder de explosión era 4? Equivalente a 8 Mt de TNT.
La primera bomba aérea de hidrógeno fue detonada en la URSS el 12 de agosto de 1953, y el 1 de marzo de 1954, los estadounidenses detonaron una bomba aérea más poderosa (aproximadamente 15 Mt) en el atolón de Bikini. Desde entonces, ambas potencias han llevado a cabo explosiones de armas avanzadas de megatones.
La explosión en el atolón Bikini estuvo acompañada por la liberación de gran cantidad sustancias radiactivas. Algunos de ellos cayeron a cientos de kilómetros del lugar de la explosión en el pesquero japonés "Lucky Dragon", mientras que otros cubrieron la isla de Rongelap. Dado que la fusión termonuclear produce helio estable, la radiactividad de la explosión de una bomba de hidrógeno puro no debería ser mayor que la de un detonador atómico de una reacción termonuclear. Sin embargo, en el caso que nos ocupa, la lluvia radiactiva prevista y real difería significativamente en cantidad y composición.
El mecanismo de acción de la bomba de hidrógeno. La secuencia de procesos que ocurren durante la explosión de una bomba de hidrógeno se puede representar de la siguiente manera. Primero, la carga iniciadora de la reacción termonuclear (una pequeña bomba atómica) ubicada dentro de la capa HB explota, lo que produce un destello de neutrones y crea la alta temperatura necesaria para iniciar la fusión termonuclear. Los neutrones bombardean un inserto hecho de deuteruro de litio, un compuesto de deuterio con litio (se utiliza un isótopo de litio con número de masa 6). El litio-6 se divide en helio y tritio bajo la influencia de neutrones. Así, la mecha atómica crea los materiales necesarios para la síntesis directamente en la propia bomba.
Luego comienza una reacción termonuclear en una mezcla de deuterio y tritio, la temperatura dentro de la bomba aumenta rápidamente, involucrando cada vez más hidrógeno en la síntesis. Con un aumento adicional de la temperatura podría comenzar una reacción entre núcleos de deuterio, característica de una bomba de hidrógeno puro. Todas las reacciones, por supuesto, ocurren tan rápidamente que se perciben como instantáneas.
Fisión, fusión, fisión (superbomba). De hecho, en una bomba, la secuencia de procesos descritos anteriormente termina en la etapa de reacción del deuterio con tritio. Además, los diseñadores de las bombas optaron por no utilizar la fusión nuclear, sino la fisión nuclear. La fusión de núcleos de deuterio y tritio produce helio y neutrones rápidos, cuya energía es lo suficientemente alta como para provocar la fisión nuclear del uranio-238 (el principal isótopo del uranio, mucho más barato que el uranio-235 utilizado en las bombas atómicas convencionales). Los neutrones rápidos dividen los átomos de la capa de uranio de la superbomba. La fisión de una tonelada de uranio genera energía equivalente a 18 Mt. La energía no sólo se destina a explosiones y generación de calor. Cada núcleo de uranio se divide en dos “fragmentos” altamente radiactivos. Los productos de fisión incluyen 36 diferentes. elementos quimicos y casi 200 isótopos radiactivos. Todo esto constituye la lluvia radioactiva que acompaña a las explosiones de superbombas.
Gracias al diseño único y al mecanismo de acción descrito, las armas de este tipo pueden hacerse tan poderosas como se desee. Es mucho más barato que las bombas atómicas del mismo poder.
El poder destructivo del cual, cuando explota, nadie puede detenerlo. ¿Cuál es la bomba más poderosa del mundo? Para responder a esta pregunta, es necesario comprender las características de determinadas bombas.
¿Qué es una bomba?
Las centrales nucleares funcionan según el principio de liberar y atrapar energía nuclear. Este proceso debe ser controlado. La energía liberada se convierte en electricidad. Una bomba atómica provoca una reacción en cadena completamente incontrolable y la enorme cantidad de energía liberada provoca una destrucción monstruosa. El uranio y el plutonio no son elementos tan inofensivos de la tabla periódica que provocan catástrofes globales;
Bomba atómica
Para entender cuál es la bomba atómica más poderosa del planeta, aprenderemos más sobre todo. Las bombas de hidrógeno y atómicas pertenecen a la energía nuclear. Si se combinan dos trozos de uranio, pero cada uno tiene una masa inferior a la masa crítica, entonces esta "unión" superará con creces la masa crítica. Cada neutrón participa en una reacción en cadena porque divide el núcleo y libera otros 2-3 neutrones, que provocan nuevas reacciones de desintegración.
La fuerza de neutrones está completamente fuera del control humano. En menos de un segundo, cientos de miles de millones de desintegraciones recién formadas no sólo liberan enormes cantidades de energía, sino que también se convierten en fuentes de intensa radiación. Esta lluvia radiactiva cubre con una gruesa capa la tierra, los campos, las plantas y todos los seres vivos. Si hablamos de los desastres de Hiroshima, podemos ver que 1 gramo provocó la muerte de 200 mil personas.
Principio de funcionamiento y ventajas de una bomba de vacío.
Se cree que una bomba de vacío creada por las últimas tecnologías, puede competir con la nuclear. El hecho es que en lugar de TNT, aquí se utiliza una sustancia gaseosa, que es varias decenas de veces más potente. La bomba aérea de alta potencia es la bomba de vacío más poderosa del mundo y no es un arma nuclear. Puede destruir al enemigo, pero las casas y el equipo no sufrirán daños y no habrá productos de descomposición.
¿Cuál es el principio de su funcionamiento? Inmediatamente después de ser lanzado desde el bombardero, se activa un detonador a cierta distancia del suelo. El cuerpo es destruido y se rocía una enorme nube. Cuando se mezcla con oxígeno, comienza a penetrar en cualquier lugar: casas, búnkeres y refugios. La quema de oxígeno crea un vacío en todas partes. Cuando se lanza esta bomba, se produce una onda supersónica y se genera una temperatura muy alta.
La diferencia entre una bomba de vacío estadounidense y una rusa
La diferencia es que este último puede destruir a un enemigo incluso en un búnker utilizando la ojiva adecuada. Durante una explosión en el aire, la ojiva cae y golpea con fuerza el suelo, excavando a una profundidad de hasta 30 metros. Después de la explosión, se forma una nube que, al aumentar de tamaño, puede penetrar en los refugios y explotar allí. Las ojivas estadounidenses están llenas de TNT común y corriente, por lo que destruyen edificios. Una bomba de vacío destruye un objeto específico porque tiene un radio menor. No importa qué bomba sea la más poderosa: cualquiera de ellas asesta un golpe destructivo incomparable que afecta a todos los seres vivos.
Bomba de hidrógeno
La bomba de hidrógeno es otra terrible arma nuclear. La combinación de uranio y plutonio genera no sólo energía, sino también temperatura, que se eleva hasta un millón de grados. Los isótopos de hidrógeno se combinan para formar núcleos de helio, lo que crea una fuente de energía colosal. La bomba de hidrógeno es la más poderosa; este es un hecho indiscutible. Basta imaginar que su explosión equivale a las explosiones de 3.000 bombas atómicas en Hiroshima. Tanto en Estados Unidos como en ex URSS se pueden contar 40 mil bombas de diversa potencia: nuclear y de hidrógeno.
La explosión de tales municiones es comparable a los procesos observados en el interior del Sol y las estrellas. Los neutrones rápidos rompen las capas de uranio de la propia bomba a una velocidad enorme. No sólo se libera calor, sino también lluvia radioactiva. Hay hasta 200 isótopos. La producción de este tipo de armas nucleares es más barata que las atómicas y su efecto puede potenciarse tantas veces como se desee. Se trata de la bomba más poderosa detonada en la Unión Soviética el 12 de agosto de 1953.
Consecuencias de la explosión.
El resultado de la explosión de una bomba de hidrógeno es triple. Lo primero que sucede es que se observa una poderosa onda expansiva. Su potencia depende de la altura de la explosión y del tipo de terreno, así como del grado de transparencia del aire. Se pueden formar grandes tormentas de fuego que no amainan durante varias horas. Y, sin embargo, la consecuencia secundaria y más peligrosa que puede provocar la bomba termonuclear más potente es la radiación radiactiva y la contaminación del entorno durante mucho tiempo.
Restos radiactivos de la explosión de una bomba de hidrógeno
Cuando se produce una explosión, la bola de fuego contiene muchas partículas radiactivas muy pequeñas que quedan retenidas en la capa atmosférica de la tierra y permanecen allí durante mucho tiempo. Al entrar en contacto con el suelo, esta bola de fuego crea un polvo incandescente compuesto de partículas en descomposición. Primero se asienta el más grande, y luego el más ligero, que es arrastrado cientos de kilómetros con la ayuda del viento. Estas partículas se pueden ver a simple vista; por ejemplo, este tipo de polvo se puede ver en la nieve. Es fatal si alguien se acerca. Las partículas más pequeñas pueden permanecer en la atmósfera durante muchos años y “viajar” de esta manera, dando varias vueltas a todo el planeta. Sus emisiones radiactivas se debilitarán cuando caigan en forma de precipitación.
Su explosión es capaz de borrar a Moscú de la faz de la tierra en cuestión de segundos. El centro de la ciudad podría fácilmente evaporarse en el sentido literal de la palabra, y todo lo demás podría convertirse en pequeños escombros. La bomba más poderosa del mundo acabaría con Nueva York y todos sus rascacielos. Dejaría tras de sí un cráter liso y fundido de veinte kilómetros de longitud. Con tal explosión, no habría sido posible escapar bajando al metro. Todo el territorio en un radio de 700 kilómetros quedaría destruido e infectado con partículas radiactivas.
Explosión de la Bomba Zar: ¿ser o no ser?
En el verano de 1961, los científicos decidieron realizar una prueba y observar la explosión. La bomba más poderosa del mundo iba a explotar en un polígono de pruebas situado en el extremo norte de Rusia. La enorme superficie del vertedero ocupa todo el territorio de la isla. Nueva Tierra. Se suponía que la magnitud de la derrota sería de 1.000 kilómetros. La explosión podría haber contaminado centros industriales como Vorkuta, Dudinka y Norilsk. Los científicos, al comprender la magnitud del desastre, se reunieron y se dieron cuenta de que la prueba había sido cancelada.
No había lugar para probar la famosa e increíblemente poderosa bomba en ningún lugar del planeta, solo quedaba la Antártida. pero en continente helado Tampoco se pudo realizar la explosión, ya que el territorio se considera internacional y obtener permiso para realizar tales pruebas es simplemente irreal. Tuve que reducir la carga de esta bomba 2 veces. Sin embargo, la bomba fue detonada el 30 de octubre de 1961 en el mismo lugar: en la isla de Novaya Zemlya (a una altitud de unos 4 kilómetros). Durante la explosión, se observó un enorme hongo atómico, que se elevó 67 kilómetros en el aire, y la onda de choque dio la vuelta al planeta tres veces. Por cierto, en el museo Arzamas-16 de la ciudad de Sarov se pueden ver noticiarios sobre la explosión durante una excursión, aunque afirman que este espectáculo no es para cardíacos.
Ivy Mike: la primera prueba atmosférica de una bomba de hidrógeno realizada por Estados Unidos en el atolón de Eniwetak el 1 de noviembre de 1952.
Hace 65 años, la Unión Soviética detonó su primera bomba termonuclear. ¿Cómo funciona esta arma, qué puede hacer y qué no?
El 12 de agosto de 1953 se detonó en la URSS la primera bomba termonuclear “práctica”. Le contaremos la historia de su creación y descubriremos si es cierto que estas municiones apenas contaminan el medio ambiente, pero pueden destruir el mundo.
La idea de las armas termonucleares, en las que los núcleos de los átomos se fusionan en lugar de dividirse, como en una bomba atómica, apareció a más tardar en 1941. Se les ocurrió a los físicos Enrico Fermi y Edward Teller. Casi al mismo tiempo, se involucraron en el Proyecto Manhattan y ayudaron a crear las bombas lanzadas sobre Hiroshima y Nagasaki. Diseñar un arma termonuclear resultó mucho más difícil.
Para que los núcleos atómicos se fusionen entre sí, deben calentarse a millones de grados. Los estadounidenses patentaron el diseño de un dispositivo que permitiría hacer esto en 1946 (el proyecto se llamó extraoficialmente Super), pero lo recordaron solo tres años después, cuando la URSS probó con éxito una bomba nuclear.
El presidente estadounidense Harry Truman dijo que el avance soviético debería responderse con “la llamada hidrógeno o superbomba”.
En 1951, los estadounidenses ensamblaron el dispositivo y realizaron pruebas con el nombre en clave "George". El diseño era un toroide, es decir, un donut, con isótopos pesados de hidrógeno, deuterio y tritio. Fueron elegidos porque dichos núcleos son más fáciles de fusionar que los núcleos de hidrógeno ordinarios. La mecha era una bomba nuclear. La explosión comprimió el deuterio y el tritio, se fusionaron, produjeron una corriente de neutrones rápidos y encendieron la placa de uranio. En una bomba atómica convencional no se fisiona: sólo hay neutrones lentos, que no pueden provocar la fisión de un isótopo estable de uranio. Aunque la energía de fusión nuclear representó aproximadamente el 10% de la energía total de la explosión de George, la "ignición" del uranio-238 permitió que la explosión fuera dos veces más potente de lo habitual, hasta 225 kilotones.
Gracias al uranio adicional, la explosión fue dos veces más potente que la de una bomba atómica convencional. Pero la fusión termonuclear representó sólo el 10% de la energía liberada: las pruebas demostraron que los núcleos de hidrógeno no se comprimían con suficiente fuerza.
Luego, el matemático Stanislav Ulam propuso un enfoque diferente: una mecha nuclear de dos etapas. Su idea era colocar una barra de plutonio en la zona de “hidrógeno” del dispositivo. La explosión de la primera mecha “encendió” el plutonio, dos ondas de choque y dos corrientes de rayos X chocaron: la presión y la temperatura aumentaron lo suficiente como para que comenzara la fusión termonuclear. El nuevo dispositivo fue probado en el atolón Enewetak en el Océano Pacífico en 1952; el poder explosivo de la bomba ya era de diez megatones de TNT.
Sin embargo, este dispositivo tampoco era apto para su uso como arma militar.
Para que los núcleos de hidrógeno se fusionen, la distancia entre ellos debe ser mínima, por lo que el deuterio y el tritio se enfriaron hasta un estado líquido, casi hasta cero absoluto. Esto requirió una enorme instalación criogénica. El segundo dispositivo termonuclear, esencialmente una modificación ampliada del George, pesaba 70 toneladas; eso no se puede dejar caer desde un avión.
La URSS comenzó a desarrollar una bomba termonuclear más tarde: el primer esquema fue propuesto por los desarrolladores soviéticos recién en 1949. Se suponía que utilizaría deuteruro de litio. Este es un metal, una sustancia sólida, no es necesario licuarlo y, por lo tanto, ya no era necesario un refrigerador voluminoso, como en la versión americana. No menos importante es que el litio-6, al ser bombardeado con neutrones de la explosión, produjo helio y tritio, lo que simplifica aún más la fusión de núcleos.
La bomba RDS-6 estuvo lista en 1953. A diferencia de los dispositivos termonucleares estadounidenses y modernos, no contenía una barra de plutonio. Este esquema se conoce como “bocanada”: se intercalaron capas de deuteruro de litio con capas de uranio. El 12 de agosto, el RDS-6 fue probado en el polígono de pruebas de Semipalatinsk.
La potencia de la explosión fue de 400 kilotones de TNT, 25 veces menos que en el segundo intento de los estadounidenses. Pero los RDS-6 podrían lanzarse desde el aire. La misma bomba iba a ser utilizada en misiles balísticos intercontinentales. Y ya en 1955, la URSS mejoró su creación termonuclear equipándola con una barra de plutonio.
Hoy en día, prácticamente todos los dispositivos termonucleares (al parecer, incluso los norcoreanos) son un cruce entre los primeros diseños soviéticos y estadounidenses. Todos utilizan deuteruro de litio como combustible y lo encienden con un detonador nuclear de dos etapas.
Como se sabe por las filtraciones, incluso la ojiva termonuclear estadounidense más moderna, la W88, es similar a la RDS-6c: capas de deuteruro de litio están intercaladas con uranio.
La diferencia es que las municiones termonucleares modernas no son monstruos de varios megatones como la Tsar Bomba, sino sistemas con una potencia de cientos de kilotones, como los RDS-6. Nadie tiene ojivas de megatones en sus arsenales, ya que, militarmente, una docena de ojivas menos poderosas son más valiosas que una fuerte: esto permite alcanzar más objetivos.
Los técnicos trabajan con una ojiva termonuclear estadounidense W80
Lo que una bomba termonuclear no puede hacer
El hidrógeno es un elemento extremadamente común; hay suficiente en la atmósfera de la Tierra.
Hubo un tiempo en que se rumoreaba que una explosión termonuclear suficientemente potente podría iniciar una reacción en cadena y quemar todo el aire de nuestro planeta. Pero esto es un mito.
No sólo el hidrógeno gaseoso, sino también el líquido, no es lo suficientemente denso para que comience la fusión termonuclear. Debe comprimirse y calentarse mediante una explosión nuclear, preferiblemente desde diferentes lados, como se hace con una mecha de dos etapas. No existen tales condiciones en la atmósfera, por lo que allí las reacciones de fusión nuclear autosostenidas son imposibles.
Ésta no es la única idea errónea sobre las armas termonucleares. Se suele decir que una explosión es “más limpia” que una nuclear: dicen que cuando los núcleos de hidrógeno se fusionan, quedan menos “fragmentos” -peligrosos núcleos atómicos de corta vida que producen contaminación radiactiva- que cuando los núcleos de uranio se fisionan.
Esta idea errónea se basa en el hecho de que durante una explosión termonuclear, la mayor parte de la energía supuestamente se libera debido a la fusión de los núcleos. Esto no es cierto. Sí, la Bomba Zar era así, pero sólo porque su “chaqueta” de uranio fue reemplazada por plomo para realizar pruebas. Las espoletas modernas de dos etapas provocan una importante contaminación radiactiva.
La zona de posible destrucción total por la Bomba Zar, trazada en el mapa de París. El círculo rojo es la zona de destrucción total (radio de 35 km). El círculo amarillo tiene el tamaño de la bola de fuego (radio de 3,5 km).
Es cierto que todavía hay una pizca de verdad en el mito de la bomba “limpia”. Tomemos como ejemplo la mejor ojiva termonuclear estadounidense, la W88. Si explota a la altura óptima sobre la ciudad, el área de destrucción severa prácticamente coincidirá con la zona de daño radiactivo, peligroso para la vida. Habrá muy pocas muertes por enfermedades causadas por la radiación: la gente morirá por la explosión misma, no por la radiación.
Otro mito dice que las armas termonucleares son capaces de destruir toda la civilización humana, e incluso la vida en la Tierra. Esto también está prácticamente excluido. La energía de la explosión se distribuye en tres dimensiones, por lo tanto, con un aumento en el poder de la munición mil veces, el radio de acción destructiva aumenta solo diez veces: una ojiva de megatón tiene un radio de destrucción solo diez veces mayor que una ojiva táctica de kilotones.
Hace 66 millones de años, el impacto de un asteroide provocó la extinción de la mayoría de los animales y plantas terrestres. La potencia del impacto fue de unos 100 millones de megatones, es decir, 10 mil veces más que la potencia total de todos los arsenales termonucleares de la Tierra. Hace 790 mil años, un asteroide chocó con el planeta, el impacto fue de un millón de megatones, pero después de eso no hubo rastros de extinción ni siquiera moderada (incluido nuestro género Homo). Tanto la vida en general como las personas son mucho más fuertes de lo que parecen.
La verdad sobre las armas termonucleares no es tan popular como los mitos. Hoy es esto: los arsenales termonucleares de ojivas compactas de mediano rendimiento proporcionan un frágil equilibrio estratégico, por lo que nadie puede planchar libremente a otros países del mundo. armas atómicas. El miedo a una respuesta termonuclear es un elemento disuasorio más que suficiente.
Bomba de hidrógeno
Armas termonucleares- un tipo de arma de destrucción masiva, cuyo poder destructivo se basa en el uso de la energía de la reacción de fusión nuclear de elementos ligeros en otros más pesados (por ejemplo, la síntesis de dos núcleos de átomos de deuterio (hidrógeno pesado) en un núcleo de un átomo de helio), que libera una cantidad colosal de energía. Al tener los mismos factores destructivos que las armas nucleares, las armas termonucleares tienen un poder explosivo mucho mayor. En teoría, está limitado únicamente por la cantidad de componentes disponibles. Cabe señalar que la contaminación radiactiva de una explosión termonuclear es mucho más débil que la de una explosión atómica, especialmente en relación con el poder de la explosión. Esto dio motivos para calificar de “limpias” las armas termonucleares. Este término, que apareció en la literatura de lengua inglesa, dejó de utilizarse a finales de los años 70.
Descripción general
Se puede construir un dispositivo explosivo termonuclear utilizando deuterio líquido o deuterio gaseoso comprimido. Pero la aparición de armas termonucleares sólo fue posible gracias a un tipo de hidruro de litio: el deuteruro de litio-6. Es un compuesto de un isótopo pesado de hidrógeno, el deuterio, y un isótopo de litio con un número másico de 6.
El deuteruro de litio-6 es una sustancia sólida que permite almacenar deuterio (cuyo estado habitual en condiciones normales es gas) a temperaturas positivas y, además, su segundo componente, el litio-6, es la materia prima para producir el El isótopo más escaso del hidrógeno es el tritio. En realidad, 6 Li es la única fuente industrial de tritio:
Las primeras municiones termonucleares estadounidenses también utilizaban deuteruro de litio natural, que contiene principalmente un isótopo de litio con número de masa 7. También sirve como fuente de tritio, pero para ello los neutrones implicados en la reacción deben tener una energía de 10 MeV o superior.
Para crear los neutrones y la temperatura (unos 50 millones de grados) necesarios para iniciar una reacción termonuclear, primero explota una pequeña bomba atómica en una bomba de hidrógeno. La explosión va acompañada fuerte crecimiento temperatura, radiación electromagnética, así como la aparición de un poderoso flujo de neutrones. Como resultado de la reacción de neutrones con un isótopo de litio, se forma tritio.
La presencia de deuterio y tritio a la alta temperatura de explosión de una bomba atómica inicia una reacción termonuclear (234), que produce la principal liberación de energía durante la explosión de una bomba de hidrógeno (termonuclear). Si el cuerpo de la bomba está hecho de uranio natural, los neutrones rápidos (que se llevan el 70% de la energía liberada durante la reacción (242)) provocan en él una nueva reacción de fisión en cadena incontrolada. Se produce la tercera fase de la explosión de la bomba de hidrógeno. De manera similar se crea una explosión termonuclear de potencia prácticamente ilimitada.
Un factor perjudicial adicional es la radiación de neutrones, que se produce durante la explosión de una bomba de hidrógeno.
Dispositivo de munición termonuclear
Las municiones termonucleares existen tanto en forma de bombas aéreas ( hidrógeno o bomba termonuclear), y ojivas para misiles balísticos y de crucero.
Historia
URSS
El primer proyecto soviético de un dispositivo termonuclear se parecía a un pastel de capas y, por lo tanto, recibió el nombre en clave "Sloyka". El diseño fue desarrollado en 1949 (incluso antes de las pruebas de la primera bomba nuclear soviética) por Andrei Sakharov y Vitaly Ginzburg y tenía una configuración de carga diferente al ahora famoso diseño dividido Teller-Ulam. En la carga, capas de material fisionable se alternaban con capas de combustible de fusión: deuteruro de litio mezclado con tritio (“la primera idea de Sájarov”). La carga de fusión colocada alrededor de la carga de fisión no fue eficaz para aumentar la potencia total del dispositivo (los dispositivos modernos de Teller-Ulam pueden proporcionar un factor multiplicador de hasta 30 veces). Además, las áreas de cargas de fisión y fusión se intercalaron con un explosivo convencional, el iniciador de la reacción de fisión primaria, que aumentó aún más la masa requerida de explosivos convencionales. El primer dispositivo del tipo "Sloika" se probó en 1953 y recibió el nombre de "Joe-4" en Occidente (las primeras pruebas nucleares soviéticas recibieron nombres en clave del apodo estadounidense de Joseph (Joseph) Stalin "Tío Joe"). La potencia de explosión equivalía a 400 kilotones con una eficiencia de sólo el 15 - 20%. Los cálculos han demostrado que la dispersión del material sin reaccionar impide un aumento de potencia más allá de los 750 kilotones.
Después de que Estados Unidos realizara las pruebas Ivy Mike en noviembre de 1952, que demostraron la posibilidad de crear bombas de megatones, la Unión Soviética comenzó a desarrollar otro proyecto. Como mencionó Andrei Sajarov en sus memorias, la "segunda idea" fue propuesta por Ginzburg en noviembre de 1948 y propuso utilizar deuteruro de litio en una bomba que, cuando se irradia con neutrones, forma tritio y libera deuterio.
A finales de 1953, el físico Viktor Davidenko propuso colocar las cargas primaria (fisión) y secundaria (fusión) en volúmenes separados, repitiendo así el esquema de Teller-Ulam. El siguiente gran paso fue propuesto y desarrollado por Sajarov y Yakov Zeldovich en la primavera de 1954. Implicaba utilizar rayos X procedentes de la reacción de fisión para comprimir el deuteruro de litio antes de la fusión (“implosión del haz”). La "tercera idea" de Sajarov se puso a prueba durante las pruebas del RDS-37 de 1,6 megatones en noviembre de 1955. Mayor desarrollo Esta idea fue confirmada por la práctica ausencia de restricciones fundamentales al poder de las cargas termonucleares.
La Unión Soviética lo demostró con pruebas en octubre de 1961, cuando una bomba de 50 megatones lanzada por un bombardero Tu-95 fue detonada en Novaya Zemlya. La eficiencia del dispositivo fue de casi el 97% y inicialmente fue diseñado para una potencia de 100 megatones, que posteriormente se redujo a la mitad por una decisión decidida de la dirección del proyecto. Fue el dispositivo termonuclear más poderoso jamás desarrollado y probado en la Tierra. Tan poderoso que aplicación práctica como arma perdió todo significado, incluso teniendo en cuenta el hecho de que ya fue probada en forma de bomba terminada.
EE.UU
La idea de una bomba de fusión nuclear iniciada por una carga atómica fue propuesta por Enrico Fermi a su colega Edward Teller allá por 1941, al comienzo del Proyecto Manhattan. Teller dedicó gran parte de su trabajo durante el Proyecto Manhattan a trabajar en el proyecto de la bomba de fusión, descuidando un poco la bomba atómica en sí. Su enfoque en las dificultades y la posición de "abogado del diablo" en las discusiones sobre problemas obligaron a Oppenheimer a llevar a Teller y otros físicos "problemáticos" a una vía muerta.
Los primeros pasos importantes y conceptuales hacia la implementación del proyecto de síntesis los dio el colaborador de Teller, Stanislav Ulam. Para iniciar la fusión termonuclear, Ulam propuso comprimir el combustible termonuclear antes de calentarlo, utilizando factores de la reacción de fisión primaria y también colocar la carga termonuclear separada del componente nuclear primario de la bomba. Estas propuestas permitieron llevar el desarrollo de armas termonucleares a un nivel práctico. En base a esto, Teller propuso que los rayos X y la radiación gamma generada por la explosión primaria podrían transferir suficiente energía al componente secundario, ubicado en una capa común con el primario, para llevar a cabo una implosión (compresión) suficiente para iniciar una reacción termonuclear. . Teller y sus partidarios y oponentes discutieron más tarde la contribución de Ulam a la teoría subyacente a este mecanismo.
El 30 de octubre de 1961, la URSS hizo explotar la bomba más poderosa de la historia mundial: una bomba de hidrógeno de 58 megatones (“Bomba Zar”) fue detonada en un polígono de pruebas en la isla de Novaya Zemlya. Nikita Khrushchev bromeó diciendo que el plan original era detonar una bomba de 100 megatones, pero la carga se redujo para no romper todos los cristales de Moscú.
La explosión del AN602 fue clasificada como una explosión de aire de baja potencia y de altísima potencia. Los resultados fueron impresionantes:
- La bola de fuego de la explosión alcanzó un radio de aproximadamente 4,6 kilómetros. En teoría, podría haber crecido hasta la superficie de la tierra, pero esto fue impedido por la onda de choque reflejada, que aplastó y arrojó la pelota del suelo.
- La radiación luminosa podría provocar quemaduras de tercer grado a una distancia de hasta 100 kilómetros.
- La ionización de la atmósfera provocó interferencias de radio incluso a cientos de kilómetros del lugar de la prueba durante unos 40 minutos.
- La onda sísmica tangible resultante de la explosión dio tres vueltas al mundo.
- Los testigos sintieron el impacto y pudieron describir la explosión a miles de kilómetros de su centro.
- El hongo nuclear de la explosión se elevó a una altura de 67 kilómetros; el diámetro de su “sombrero” de dos niveles alcanzó (en el nivel superior) 95 kilómetros.
- La onda sonora generada por la explosión llegó a la isla Dikson a una distancia de unos 800 kilómetros. Sin embargo, las fuentes no informan de ninguna destrucción o daño a las estructuras ni siquiera en la aldea de tipo urbano de Amderma y en la aldea de Belushya Guba, ubicada mucho más cerca (280 km) del sitio de prueba.
- La contaminación radiactiva del campo experimental en un radio de 2-3 km en la zona del epicentro no fue superior a 1 mR/hora; los probadores llegaron al lugar del epicentro 2 horas después de la explosión. La contaminación radiactiva prácticamente no representó ningún peligro para los participantes de la prueba.
Todas las explosiones nucleares llevadas a cabo por países del mundo en un solo vídeo:
El creador de la bomba atómica, Robert Oppenheimer, el día de la primera prueba de su creación dijo: “Si cientos de miles de soles surgieran en el cielo a la vez, su luz podría compararse con el resplandor que emana del Señor Supremo. .. Soy la Muerte, la gran destructora de los mundos, trayendo la muerte a todos los seres vivos " Estas palabras fueron una cita del Bhagavad Gita, que el físico estadounidense leyó en su versión original.
Los fotógrafos de Lookout Mountain están hundidos hasta la cintura en el polvo levantado por la onda expansiva tras una explosión nuclear (foto de 1953).
Nombre del desafío: Paraguas
Fecha: 8 de junio de 1958
Potencia: 8 kilotones
Durante la Operación Hardtack se llevó a cabo una explosión nuclear submarina. Se utilizaron como objetivos barcos desmantelados.
Nombre del desafío: Chama (como parte del Proyecto Dominic)
Fecha: 18 de octubre de 1962
Ubicación: Isla Johnston
Potencia: 1,59 megatones
Nombre del desafío: Roble
Fecha: 28 de junio de 1958
Ubicación: Laguna Enewetak en el Océano Pacífico
Potencia: 8,9 megatones
Proyecto Upshot Knothole, Annie Test. Fecha: 17 de marzo de 1953; proyecto: Upshot Knothole; desafío: Annie; Ubicación: Knothole, sitio de pruebas de Nevada, sector 4; potencia: 16 kt. (Foto: Wikicommons)
Nombre del desafío: Castillo Bravo
Fecha: 1 de marzo de 1954
Ubicación: Atolón Bikini
Tipo de explosión: superficie
Potencia: 15 megatones
La bomba de hidrógeno Castle Bravo fue la explosión más poderosa jamás probada por Estados Unidos. La potencia de la explosión resultó ser mucho mayor que las previsiones iniciales de 4 a 6 megatones.
Nombre del desafío: Castillo Romeo
Fecha: 26 de marzo de 1954
Ubicación: en una barcaza en el cráter Bravo, atolón Bikini
Tipo de explosión: superficie
Potencia: 11 megatones
La potencia de la explosión resultó ser 3 veces mayor que las previsiones iniciales. Romeo fue la primera prueba realizada en una barcaza.
Proyecto Dominic, Prueba Azteca
Nombre del desafío: Priscilla (como parte de la serie de desafíos "Plumbbob")
Fecha: 1957
Rendimiento: 37 kilotones
Así es exactamente como se ve el proceso de liberación de enormes cantidades de energía radiante y térmica durante una explosión atómica en el aire sobre el desierto. Aquí todavía se puede ver el equipo militar, que en un momento será destruido por la onda expansiva, capturado en forma de una corona que rodea el epicentro de la explosión. Puedes ver cómo la onda de choque se reflejó desde superficie de la tierra y está a punto de fusionarse con la bola de fuego.
Nombre del desafío: Grable (como parte de la Operación Upshot Knothole)
Fecha: 25 de mayo de 1953
Ubicación: Sitio de pruebas nucleares de Nevada
Potencia: 15 kilotones
En un sitio de pruebas en el desierto de Nevada, los fotógrafos del Lookout Mountain Center fotografiaron en 1953 un fenómeno inusual (un anillo de fuego en un hongo nuclear después de la explosión de un proyectil de un cañón nuclear), cuya naturaleza ha Durante mucho tiempo ocupó las mentes de los científicos.
Proyecto Upshot Knothole, prueba de rastrillo. Esta prueba implicó la explosión de una bomba atómica de 15 kilotones lanzada por un cañón atómico de 280 mm. La prueba tuvo lugar el 25 de mayo de 1953 en el sitio de pruebas de Nevada. (Foto: Administración Nacional de Seguridad Nuclear/Oficina del Sitio de Nevada)
Como resultado se formó una nube en forma de hongo. explosión atómica pruebas "Camiones", realizadas en el marco del proyecto Dominic.
Proyecto Buster, perro de prueba.
Proyecto Dominic, prueba de Yeso. Prueba: Sí; fecha: 10 de junio de 1962; proyecto: Domingo; ubicación: 32 km al sur de la Isla de Navidad; tipo de prueba: B-52, atmosférico, altura – 2,5 m; potencia: 3,0 tm; tipo de carga: atómica. (Wikicommons)
Nombre del desafío: YESO
Fecha: 10 de junio de 1962
Ubicación: Isla de Navidad
Potencia: 3 megatones
Probando "Licorn" en la Polinesia Francesa. Imagen #1. (Pierre J./Ejército francés)
Nombre de la prueba: “Unicornio” (francés: Licorne)
Fecha: 3 de julio de 1970
Ubicación: atolón en la Polinesia Francesa
Rendimiento: 914 kilotones
Probando "Licorn" en la Polinesia Francesa. Imagen #2. (Foto: Pierre J./Ejército francés)
Probando "Licorn" en la Polinesia Francesa. Imagen #3. (Foto: Pierre J./Ejército francés)
Para obtener buenas imágenes, los sitios de prueba suelen emplear equipos completos de fotógrafos. Foto: explosión de prueba nuclear en el desierto de Nevada. A la derecha se ven las columnas de cohetes, con ayuda de las cuales los científicos determinan las características de la onda de choque.
Probando "Licorn" en la Polinesia Francesa. Imagen #4. (Foto: Pierre J./Ejército francés)
Proyecto Castillo, Prueba Romeo. (Foto: zvis.com)
Proyecto Hardtack, Prueba de paraguas. Desafío: Paraguas; fecha: 8 de junio de 1958; proyecto: Hardtack I; ubicación: laguna del atolón Enewetak; tipo de prueba: bajo el agua, profundidad 45 m; potencia: 8kt; tipo de carga: atómica.
Proyecto Redwing, Prueba Seminole. (Foto: Archivo de Armas Nucleares)
Prueba de Riya. Prueba atmosférica de una bomba atómica en la Polinesia Francesa en agosto de 1971. En el marco de esta prueba, que tuvo lugar el 14 de agosto de 1971, se detonó una ojiva termonuclear con el nombre en código "Riya" y una potencia de 1.000 kt. La explosión se produjo en el territorio del atolón Mururoa. Esta foto fue tomada desde una distancia de 60 km de la marca cero. Foto: Pierre J.
Una nube en forma de hongo procedente de una explosión nuclear sobre Hiroshima (izquierda) y Nagasaki (derecha). Durante las etapas finales de la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos lanzó dos bombas atómicas sobre Hiroshima y Nagasaki. La primera explosión ocurrió el 6 de agosto de 1945 y la segunda el 9 de agosto de 1945. Esta fue la única vez que se utilizaron armas nucleares con fines militares. Por orden del presidente Truman, el ejército estadounidense lanzó la bomba nuclear Little Boy sobre Hiroshima el 6 de agosto de 1945, seguida de la bomba nuclear Fat Man sobre Nagasaki el 9 de agosto. Entre 2 y 4 meses después de las explosiones nucleares, entre 90.000 y 166.000 personas murieron en Hiroshima, y entre 60.000 y 80.000 en Nagasaki (Foto: Wikicommons).
Proyecto Knothole final. Sitio de pruebas de Nevada, 17 de marzo de 1953. La onda expansiva destruyó por completo el edificio nº 1, situado a una distancia de 1,05 km de la marca cero. La diferencia de tiempo entre el primer y el segundo disparo es de 21/3 segundos. La cámara se colocó en una funda protectora con un espesor de pared de 5 cm. La única fuente de luz. en este caso hubo un brote nuclear. (Foto: Administración Nacional de Seguridad Nuclear/Oficina del Sitio de Nevada)
Proyecto Ranger, 1951. Se desconoce el nombre de la prueba. (Foto: Administración Nacional de Seguridad Nuclear/Oficina del Sitio de Nevada)
Prueba de la Trinidad.
"Trinity" fue el nombre en clave de la primera prueba de armas nucleares. Esta prueba fue realizada por el ejército de los Estados Unidos el 16 de julio de 1945, en un sitio ubicado aproximadamente a 56 km al sureste de Socorro, Nuevo México, en el campo de misiles White Sands. La prueba utilizó una bomba de plutonio de tipo implosión, apodada “La Cosa”. Tras la detonación se produjo una explosión con una potencia equivalente a 20 kilotones de TNT. La fecha de esta prueba se considera el inicio de la era atómica. (Foto: Wikicommons)
Nombre del desafío: Mike
Fecha: 31 de octubre de 1952
Ubicación: Isla Elugelab ("Flora"), Atolón Enewate
Potencia: 10,4 megatones
El dispositivo detonado durante la prueba de Mike, llamado "salchicha", fue la primera verdadera bomba de "hidrógeno" de clase megatón. La nube en forma de hongo alcanzó una altura de 41 km y un diámetro de 96 km.
El bombardeo del MET se llevó a cabo como parte de la Operación Thipot. Es de destacar que la explosión del MET fue comparable en potencia a la bomba de plutonio Fat Man lanzada sobre Nagasaki. 15 de abril de 1955, 22 nudos. (Wikimedia)
Una de las explosiones más poderosas de una bomba termonuclear de hidrógeno por cuenta de Estados Unidos es la Operación Castillo Bravo. La potencia de carga fue de 10 megatones. La explosión tuvo lugar el 1 de marzo de 1954 en el atolón Bikini, Islas Marshall. (Wikimedia)
La Operación Castillo Romeo fue una de las explosiones de bombas termonucleares más poderosas llevadas a cabo por Estados Unidos. Atolón Bikini, 27 de marzo de 1954, 11 megatones. (Wikimedia)
Explosión de Baker, que muestra la superficie blanca del agua perturbada por la onda de choque del aire y la parte superior de la columna hueca de rocío que formó la nube hemisférica de Wilson. Al fondo, la costa del atolón Bikini, julio de 1946. (Wikimedia)
La explosión de la bomba termonuclear (hidrógeno) estadounidense “Mike” con una potencia de 10,4 megatones. 1 de noviembre de 1952. (Wikimedia)
La Operación Invernadero fue la quinta serie de pruebas nucleares estadounidenses y la segunda de ellas en 1951. La operación probó diseños de ojivas nucleares que utilizan la fusión nuclear para aumentar la producción de energía. Además, se estudió el impacto de la explosión en estructuras, incluidos edificios residenciales, edificios industriales y búnkeres. La operación se llevó a cabo en el polígono de pruebas nucleares del Pacífico. Todos los dispositivos fueron detonados en altas torres de metal, simulando una explosión de aire. Explosión de George, 225 kilotones, 9 de mayo de 1951. (Wikimedia)
Una nube en forma de hongo con una columna de agua en lugar de un tallo de polvo. A la derecha se ve un agujero en el pilar: el acorazado Arkansas cubrió la emisión de salpicaduras. Prueba de Baker, potencia de carga: 23 kilotones de TNT, 25 de julio de 1946. (Wikimedia)
Nube de 200 metros sobre Frenchman Flat tras la explosión del MET como parte de la Operación Teapot, 15 de abril de 1955, 22 kt. Este proyectil tenía un raro núcleo de uranio-233. (Wikimedia)
El cráter se formó cuando una onda expansiva de 100 kilotones estalló debajo de 635 pies de desierto el 6 de julio de 1962, desplazando 12 millones de toneladas de tierra. 
Tiempo: 0s. Distancia: 0m. Inicio de la explosión de un detonador nuclear.
Tiempo: 0,0000001s. Distancia: 0m Temperatura: hasta 100 millones °C. El inicio y curso de reacciones nucleares y termonucleares en una carga. Con su explosión, un detonador nuclear crea las condiciones para el inicio de reacciones termonucleares: la zona de combustión termonuclear pasa a través de una onda de choque en la sustancia cargada a una velocidad de aproximadamente 5000 km/s (106 - 107 m/s aproximadamente 90%). De los neutrones liberados durante las reacciones son absorbidos por la sustancia de la bomba, el 10% restante se emite.
Tiempo: 10-7c. Distancia: 0m. Hasta el 80% o más de la energía de la sustancia reaccionante se transforma y se libera en forma de rayos X suaves y radiación UV dura con enorme energía. La radiación de rayos X genera una ola de calor que calienta la bomba, sale y comienza a calentar el aire circundante.
Tiempo:< 10−7c. Расстояние: 2м Temperatura: 30 millones°C. El final de la reacción, el comienzo de la dispersión de la sustancia bomba. La bomba desaparece inmediatamente de la vista y en su lugar aparece una esfera luminosa brillante (bola de fuego), que enmascara la dispersión de la carga. La velocidad de crecimiento de la esfera en los primeros metros se acerca a la velocidad de la luz. La densidad de la sustancia cae aquí en 0,01 segundos al 1% de la densidad del aire circundante; la temperatura desciende a 7-8 mil °C en 2,6 segundos, se mantiene durante ~5 segundos y disminuye aún más con el ascenso de la esfera de fuego; Después de 2-3 segundos, la presión cae ligeramente por debajo de la presión atmosférica.
Tiempo: 1,1x10−7s. Distancia: 10m Temperatura: 6 millones°C. La expansión de la esfera visible a ~10 m se produce debido al brillo del aire ionizado bajo la radiación de rayos X de reacciones nucleares, y luego a través de la difusión radiativa del propio aire calentado. La energía de los cuantos de radiación que salen de la carga termonuclear es tal que su recorrido libre antes de ser capturados por las partículas de aire es de unos 10 my inicialmente es comparable al tamaño de una esfera; Los fotones corren rápidamente alrededor de toda la esfera, promediando su temperatura y salen volando a la velocidad de la luz, ionizando cada vez más capas de aire, de ahí la misma temperatura y tasa de crecimiento cercana a la luz. Además, de una captura a otra, los fotones pierden energía y su distancia recorrida disminuye, el crecimiento de la esfera se ralentiza.
Tiempo: 1,4x10−7s. Distancia: 16m Temperatura: 4 millones°C. En general, de 10-7 a 0,08 segundos, se produce la primera fase del brillo de la esfera con una rápida caída de la temperatura y la liberación de ~1% de la energía de radiación, principalmente en forma de rayos UV y radiación de luz brillante, que puede dañar la visión de un observador distante sin educación quemaduras en la piel. La iluminación de la superficie terrestre en estos momentos a distancias de hasta decenas de kilómetros puede ser cien o más veces mayor que la del sol.
Tiempo: 1,7x10−7s. Distancia: 21m Temperatura: 3 millones°C. Los vapores de las bombas en forma de mazas, coágulos densos y chorros de plasma, como un pistón, comprimen el aire frente a ellos y forman una onda de choque dentro de la esfera, una onda de choque interna, que se diferencia de una onda de choque ordinaria en no- propiedades adiabáticas, casi isotérmicas y a las mismas presiones tiene una densidad varias veces mayor: al comprimir el aire, se irradia inmediatamente la mayor parte de la energía a través de la bola, que todavía es transparente a la radiación.
En las primeras decenas de metros, los objetos circundantes, antes de que la esfera de fuego los golpee, debido a su velocidad demasiado alta, no tienen tiempo de reaccionar de ninguna manera; prácticamente no se calientan, y una vez dentro de la esfera debajo del flujo de radiación se evaporan instantáneamente.
Temperatura: 2 millones°C. Velocidad 1000 km/s. A medida que la esfera crece y la temperatura desciende, la energía y la densidad de flujo de los fotones disminuyen y su alcance (del orden de un metro) ya no es suficiente para velocidades cercanas a la luz de expansión del frente de fuego. El volumen de aire calentado comenzó a expandirse y se formó un flujo de partículas desde el centro de la explosión. Cuando el aire todavía está en el límite de la esfera, la ola de calor se ralentiza. El aire caliente en expansión dentro de la esfera choca con el aire estacionario en su borde y en algún lugar a partir de 36-37 m aparece una onda de densidad creciente: la futura onda de choque del aire externo; Antes de esto, la onda no tuvo tiempo de aparecer debido al enorme ritmo de crecimiento de la esfera de luz.
Tiempo: 0,000001s. Distancia: 34m Temperatura: 2 millones°C. El choque interno y los vapores de la bomba se encuentran en una capa a 8-12 m del lugar de la explosión, el pico de presión es de hasta 17.000 MPa a una distancia de 10,5 m, la densidad es ~ 4 veces la densidad del aire, la velocidad es ~ 100 km/s. Región de aire caliente: presión en el límite 2500 MPa, dentro de la región hasta 5000 MPa, velocidad de las partículas hasta 16 km/s. La sustancia del vapor de la bomba comienza a quedarse atrás de las partes internas. salta a medida que más y más aire se pone en movimiento. Los coágulos y chorros densos mantienen la velocidad.
Tiempo: 0,000034s. Distancia: 42m Temperatura: 1 millón°C. Condiciones en el epicentro de la explosión de la primera bomba de hidrógeno soviética (400 kt a 30 m de altura), que creó un cráter de unos 50 m de diámetro y 8 m de profundidad. A 15 m del epicentro o a 5-6 m de la base de la torre con carga se encontraba un búnker de hormigón armado con paredes de 2 m de espesor para colocar el equipo científico, cubierto con un gran montículo de tierra de 8 m de espesor, destruido. .
Temperatura: 600 mil °C A partir de este momento, la naturaleza de la onda de choque deja de depender de las condiciones iniciales de la explosión nuclear y se acerca a la típica de una fuerte explosión en el aire, es decir. Estos parámetros de onda se pudieron observar durante la explosión de una gran masa de explosivos convencionales.
Tiempo: 0,0036s. Distancia: 60m Temperatura: 600 mil °C. El choque interno, habiendo atravesado toda la esfera isotérmica, alcanza y se fusiona con el externo, aumentando su densidad y formando el llamado. un choque fuerte es un frente de onda de choque único. La densidad de la materia en la esfera cae a 1/3 de la atmosférica.
Tiempo: 0,014s. Distancia: 110m Temperatura: 400 mil°C. Una onda de choque similar en el epicentro de la explosión de la primera bomba atómica soviética con una potencia de 22 kt a una altura de 30 m generó un desplazamiento sísmico que destruyó la imitación de túneles de metro con varios tipos de fijación a profundidades de 10 y 20 m. m 30 m, los animales en los túneles a profundidades de 10, 20 y 30 m murieron. En la superficie apareció una discreta depresión en forma de platillo con un diámetro de unos 100 m. Condiciones similares se dieron en el epicentro de la explosión Trinity de 21 nudos a una altitud de 30 m; Se formaron 2 m.
Tiempo: 0,004s. Distancia: 135m
Temperatura: 300 mil°C. La altura máxima de la explosión de aire es de 1 Mt para formar un cráter visible en el suelo. El frente de la onda de choque está distorsionado por los impactos de las acumulaciones de vapor de la bomba:
Tiempo: 0,007s. Distancia: 190m Temperatura: 200 mil°C. En un frente liso y aparentemente brillante, el ritmo. Las ondas forman grandes ampollas y puntos brillantes (la esfera parece estar hirviendo). La densidad de la materia en una esfera isotérmica con un diámetro de ~150 m cae por debajo del 10% de la atmosférica.
Los objetos no masivos se evaporan unos metros antes de la llegada del fuego. esferas (“Trucos con cuerdas”); El cuerpo humano del lado de la explosión tendrá tiempo de carbonizarse y se evaporará por completo con la llegada de la onda de choque.
Tiempo: 0,01s. Distancia: 214m Temperatura: 200 mil°C. Una onda de choque de aire similar de la primera bomba atómica soviética a una distancia de 60 m (a 52 m del epicentro) destruyó las cabezas de los pozos que conducían a túneles de metro de imitación debajo del epicentro (ver arriba). Cada cabecera era una potente casamata de hormigón armado, cubierta por un pequeño terraplén de tierra. Los fragmentos de las cabezas cayeron dentro de los troncos, que luego fueron aplastados por la onda sísmica.
Tiempo: 0,015s. Distancia: 250m Temperatura: 170 mil°C. La onda de choque destruye enormemente las rocas. La velocidad de la onda de choque es mayor que la velocidad del sonido en el metal: el límite teórico de resistencia de la puerta de entrada al refugio; el tanque se aplana y arde.
Tiempo: 0,028s. Distancia: 320m Temperatura: 110 mil°C. La persona es disipada por una corriente de plasma (velocidad de la onda de choque = velocidad del sonido en los huesos, el cuerpo se convierte en polvo y arde inmediatamente). Destrucción completa de las estructuras aéreas más duraderas.
Tiempo: 0,073s. Distancia: 400m Temperatura: 80 mil°C. Las irregularidades en la esfera desaparecen. La densidad de la sustancia cae en el centro a casi el 1% y en el borde de las isotermas. esferas con un diámetro de ~320 m al 2% atmosférico A esta distancia, en 1,5 s, calentando a 30.000 °C y bajando a 7000 °C, ~5 s manteniéndose a un nivel de ~6.500 °C y disminuyendo la temperatura en. 10-20 s mientras la bola de fuego se mueve hacia arriba.
Tiempo: 0,079s. Distancia: 435m Temperatura: 110 mil°C. Destrucción completa de carreteras con superficies de asfalto y hormigón. Temperatura mínima de radiación de ondas de choque, fin de la 1ª fase de incandescencia. Se calcula que un refugio tipo metro, revestido con tubos de hierro fundido y hormigón armado monolítico y enterrado a 18 m, puede resistir una explosión (40 kt) sin destrucción a una altura de 30 m a una distancia mínima de 150 m ( presión de onda de choque del orden de 5 MPa), se probaron 38 kt de RDS 2 a una distancia de 235 m (presión ~1,5 MPa), sufrieron deformaciones y daños menores. A temperaturas en el frente de compresión inferiores a 80 mil °C, ya no aparecen nuevas moléculas de NO2, la capa de dióxido de nitrógeno desaparece gradualmente y deja de proteger la radiación interna. La esfera de impacto se vuelve gradualmente transparente y a través de ella, como a través de un cristal oscurecido, se ven durante algún tiempo las nubes de vapor de la bomba y la esfera isotérmica; En general, la esfera de fuego es similar a los fuegos artificiales. Luego, a medida que aumenta la transparencia, aumenta la intensidad de la radiación y los detalles de la esfera, como si volvieran a brillar, se vuelven invisibles. El proceso recuerda el fin de la era de la recombinación y el nacimiento de la luz en el Universo, varios cientos de miles de años después del Big Bang.
Tiempo: 0,1s. Distancia: 530m Temperatura: 70 mil°C. Cuando el frente de la onda de choque se separa y avanza desde el límite de la esfera de fuego, su tasa de crecimiento disminuye notablemente. Comienza la segunda fase del resplandor, menos intensa, pero dos órdenes de magnitud más larga, con la liberación del 99% de la energía de radiación de la explosión principalmente en el espectro visible e infrarrojo. En los primeros cien metros, una persona no tiene tiempo de ver la explosión y muere sin sufrir (el tiempo de reacción visual de una persona es de 0,1 a 0,3 s, el tiempo de reacción a una quemadura es de 0,15 a 0,2 s).
Tiempo: 0,15s. Distancia: 580m Temperatura: 65 mil°C. Radiación ~100.000 Gy. Una persona queda con fragmentos de huesos carbonizados (la velocidad de la onda de choque es del orden de la velocidad del sonido en los tejidos blandos: un choque hidrodinámico que destruye las células y los tejidos atraviesa el cuerpo).
Tiempo: 0,25s. Distancia: 630m Temperatura: 50 mil°C. Radiación penetrante ~40.000 Gy. Una persona se convierte en restos carbonizados: la onda de choque provoca una amputación traumática, que se produce en una fracción de segundo. la esfera de fuego carboniza los restos. Destrucción completa del tanque. Destrucción completa de líneas de cables subterráneos, tuberías de agua, gasoductos, alcantarillas, pozos de inspección. Destrucción de tuberías subterráneas de hormigón armado con un diámetro de 1,5 my un espesor de pared de 0,2 m. Destrucción de la presa de hormigón arqueada de una central hidroeléctrica. Destrucción severa de fortificaciones de hormigón armado de larga duración. Daños menores a estructuras subterráneas del metro.
Tiempo: 0,4s. Distancia: 800m Temperatura: 40 mil°C. Calienta objetos hasta 3000 °C. Radiación penetrante ~20.000 Gy. Destrucción completa de todas las estructuras protectoras. defensa civil(refugios) destrucción de dispositivos de protección en las entradas del metro. Destrucción de una presa de hormigón por gravedad de una central hidroeléctrica, los búnkeres se vuelven ineficaces a una distancia de 250 m.
Tiempo: 0,73s. Distancia: 1200m Temperatura: 17 mil°C. Radiación ~5000 Gy. Con una altura de explosión de 1200 m, se produjo el calentamiento del aire terrestre en el epicentro antes de la llegada del choque. olas de hasta 900°C. Hombre: 100% de muerte por la onda expansiva. Destrucción de refugios diseñados para 200 kPa (tipo A-III o clase 3). Destrucción completa de búnkeres prefabricados de hormigón armado a una distancia de 500 m en condiciones de explosión terrestre. Destrucción completa de las vías del tren. El brillo máximo de la segunda fase del resplandor de la esfera en ese momento había liberado ~20% de la energía luminosa.
Tiempo: 1,4s. Distancia: 1600m Temperatura: 12 mil°C. Calentar objetos hasta 200°C. Radiación 500 Gy. Numerosas quemaduras de 3-4 grados hasta el 60-90% de la superficie corporal, daños graves por radiación combinados con otras lesiones, mortalidad inmediata o hasta el 100% en el primer día. El tanque es lanzado hacia atrás ~10 m y dañado. Destrucción completa de puentes metálicos y de hormigón armado con una luz de 30 a 50 m.
Tiempo: 1,6s. Distancia: 1750m Temperatura: 10 mil°C. Radiación aprox. 70 gr. La tripulación del tanque muere en 2-3 semanas debido a una enfermedad por radiación extremadamente grave. Destrucción completa de edificios de hormigón, monolíticos (de poca altura) de hormigón armado y resistentes a terremotos de 0,2 MPa, refugios empotrados e independientes diseñados para 100 kPa (tipo A-IV o clase 4), refugios en sótanos de múltiples -Edificios de pisos.
Tiempo: 1,9c. Distancia: 1900m Temperatura: 9 mil °C Daños peligrosos para una persona por onda de choque y lanzamiento hasta 300 m con una velocidad inicial de hasta 400 km/h, de los cuales 100-150 m (recorrido 0,3-0,5) son vuelo libre, y la distancia restante son numerosos rebotes en el suelo. La radiación de aproximadamente 50 Gy es una forma fulminante de enfermedad por radiación [, mortalidad del 100% en 6 a 9 días. Destrucción de refugios empotrados diseñados para 50 kPa. Severa destrucción de edificios sismorresistentes. Presión de 0,12 MPa y superior: todos los edificios urbanos son densos y descargados y se convierten en escombros sólidos (los escombros individuales se fusionan en uno solo), la altura de los escombros puede ser de 3 a 4 m. La esfera de fuego en este momento alcanza su tamaño máximo. (D ~ 2 km), aplastado desde abajo por la onda de choque reflejada desde el suelo y comienza a elevarse; la esfera isotérmica que contiene colapsa, formando un rápido flujo ascendente en el epicentro, la futura pata del hongo.
Tiempo: 2,6s. Distancia: 2200m Temperatura: 7,5 mil°C. Lesiones graves a una persona por una onda de choque. La radiación ~10 Gy es una enfermedad por radiación aguda extremadamente grave, con una combinación de lesiones y una mortalidad del 100% en 1 a 2 semanas. Estancia segura en un tanque, en un sótano fortificado con techo de hormigón armado y en la mayoría de refugios G.O. Destrucción de camiones. 0,1 MPa: presión de diseño de una onda de choque para el diseño de estructuras y dispositivos de protección de estructuras subterráneas de líneas de metro poco profundas.
Tiempo: 3,8c. Distancia: 2800m Temperatura: 7,5 mil°C. Radiación de 1 Gy: en condiciones pacíficas y tratamiento oportuno, una lesión por radiación no peligrosa, pero con las condiciones insalubres y el estrés físico y psicológico severo que acompañaron al desastre, la falta de atención médica, nutrición y descanso normal, hasta la mitad de las víctimas mueren solo por radiación y enfermedades concomitantes, y en términos de cantidad de daño (más lesiones y quemaduras) mucho más. Presión inferior a 0,1 MPa: las zonas urbanas con edificios densos se convierten en escombros sólidos. Destrucción completa de sótanos sin refuerzo de estructuras 0,075 MPa. La destrucción media de los edificios resistentes a los terremotos es de 0,08 a 0,12 MPa. Daños graves en búnkeres prefabricados de hormigón armado. Detonación de pirotecnia.
Hora: 6c. Distancia: 3600m Temperatura: 4,5 mil°C. Daño moderado a una persona por una onda de choque. Radiación ~0,05 Gy: la dosis no es peligrosa. Personas y objetos dejan “sombras” sobre el asfalto. Destrucción completa de edificios administrativos de varios pisos (oficinas) (0,05-0,06 MPa), refugios del tipo más simple; destrucción severa y completa de estructuras industriales masivas. Casi todos los edificios urbanos fueron destruidos con la formación de escombros locales (una casa, un escombros). Destrucción total de los turismos, destrucción total del bosque. Un pulso electromagnético de ~3 kV/m afecta a los aparatos eléctricos insensibles. La destrucción es similar a un terremoto de 10 puntos. La esfera se ha convertido en una cúpula de fuego, como una burbuja que flota hacia arriba, arrastrando consigo una columna de humo y polvo de la superficie de la tierra: un hongo explosivo característico crece con una velocidad vertical inicial de hasta 500 km/h. La velocidad del viento en la superficie hasta el epicentro es de ~100 km/h.
Tiempo: 10c. Distancia: 6400m Temperatura: 2 mil°C. Al final del tiempo efectivo de la segunda fase de brillo, se ha liberado aproximadamente el 80% de la energía total de la radiación luminosa. El 20% restante se ilumina de forma inofensiva durante aproximadamente un minuto con una disminución continua de intensidad, perdiéndose gradualmente entre las nubes. Destrucción del tipo de refugio más simple (0,035-0,05 MPa). En los primeros kilómetros, la persona no oirá el estruendo de la explosión debido al daño auditivo causado por la onda de choque. Una persona es arrojada hacia atrás por una onda de choque de ~20 m con una velocidad inicial de ~30 km/h. Destrucción completa de casas de ladrillo de varios pisos, casas de paneles, destrucción severa de almacenes, destrucción moderada de edificios administrativos de estructura. La destrucción es similar a un terremoto de magnitud 8. Seguro en casi cualquier sótano.
El resplandor de la cúpula de fuego deja de ser peligroso, se convierte en una nube de fuego, que aumenta de volumen a medida que se eleva; los gases calientes de la nube comienzan a girar en un vórtice en forma de toro; Los productos calientes de la explosión se localizan en la parte superior de la nube. El flujo de aire polvoriento en la columna se mueve dos veces más rápido que la subida del "hongo", alcanza la nube, la atraviesa, diverge y, por así decirlo, se enrolla alrededor de ella, como en una bobina en forma de anillo.
Tiempo: 15c. Distancia: 7500m. Daños leves a una persona por una onda de choque. Quemaduras de tercer grado en partes expuestas del cuerpo. Destrucción completa de casas de madera, destrucción severa de edificios de ladrillo de varios pisos 0,02-0,03 MPa, destrucción promedio de almacenes de ladrillo, hormigón armado de varios pisos, casas de paneles; Destrucción débil de edificios administrativos 0,02-0,03 MPa, estructuras industriales masivas. Coches incendiándose. La destrucción es similar a un terremoto de magnitud 6 o un huracán de magnitud 12. hasta 39 m/s. El “hongo” ha crecido hasta 3 km por encima del centro de la explosión (la altura real del hongo es mayor que la altura de la explosión de la ojiva, aproximadamente 1,5 km), tiene un “faldón” de condensación de vapor de agua en una corriente de aire cálido, avivada por la nube hacia las frías capas superiores de la atmósfera.
Tiempo: 35c. Distancia: 14 kilómetros. Quemaduras de segundo grado. El papel y la lona oscura se encienden. Una zona de incendios continuos; en áreas de edificios densamente combustibles, es posible que se produzcan tormentas de fuego y tornados (Hiroshima, “Operación Gomorra”). Destrucción débil de edificios de paneles. Inutilizar aviones y misiles. La destrucción es similar a un terremoto de 4-5 puntos, una tormenta de 9-11 puntos V = 21 - 28,5 m/s. El “hongo” ha crecido hasta ~5 km; la nube de fuego brilla cada vez más débilmente.
Tiempo: 1 min. Distancia: 22 kilómetros. Quemaduras de primer grado: la muerte es posible en ropa de playa. Destrucción de acristalamientos reforzados. Arrancar árboles grandes. Zona de incendios individuales El “hongo” ha ascendido a 7,5 km, la nube deja de emitir luz y ahora tiene un tinte rojizo debido a los óxidos de nitrógeno que contiene, lo que la hará destacar marcadamente entre otras nubes.
Tiempo: 1,5 min. Distancia: 35km. El radio máximo de daño a equipos eléctricos sensibles desprotegidos por un pulso electromagnético. Casi todos los cristales normales y algunos cristales reforzados de las ventanas estaban rotos, especialmente en el gélido invierno, además de la posibilidad de cortes por fragmentos voladores. El "hongo" aumentó a 10 km, la velocidad de ascenso ~220 km/h. Por encima de la tropopausa, la nube se desarrolla predominantemente en anchura.
Tiempo: 4min. Distancia: 85 kilómetros. El destello parece un sol grande y anormalmente brillante cerca del horizonte y puede causar quemaduras en la retina y una ráfaga de calor en la cara. La onda de choque que llega después de 4 minutos todavía puede derribar a una persona y romper cristales individuales de las ventanas. El hongo se elevó más de 16 km, velocidad de ascenso ~140 km/h
Tiempo: 8 min. Distancia: 145 kilómetros. El destello no es visible más allá del horizonte, pero sí un fuerte resplandor y una nube de fuego. La altura total del "hongo" es de hasta 24 km, la nube tiene 9 km de altura y 20-30 km de diámetro, y su parte más ancha "descansa" sobre la tropopausa. La nube en forma de hongo ha crecido hasta su tamaño máximo y se observa durante aproximadamente una hora o más hasta que los vientos la disipan y se mezclan con las nubes normales. La precipitación con partículas relativamente grandes cae de la nube en 10 a 20 horas, formando un rastro radiactivo cercano.
Tiempo: 5,5-13 horas Distancia: 300-500 km. El límite lejano de la zona moderadamente infectada (zona A). El nivel de radiación en el límite exterior de la zona es de 0,08 Gy/h; dosis total de radiación 0,4-4 Gy.
Tiempo: ~10 meses. El tiempo efectivo de semideposición de sustancias radiactivas en las capas inferiores de la estratosfera tropical (hasta 21 km) también se produce principalmente en las latitudes medias del mismo hemisferio donde se produjo la explosión;
Monumento a la primera prueba de la bomba atómica Trinity. Este monumento fue erigido en el polígono de pruebas de White Sands en 1965, 20 años después de la prueba Trinity. En la placa del monumento se lee: "La primera prueba de bomba atómica del mundo tuvo lugar en este lugar el 16 de julio de 1945". Una vez más placa conmemorativa, establecido a continuación, indica que este lugar ha recibido estatus nacional monumento historico. (Foto: Wikicommons)