परमाणु हथियार कैसे काम करते हैं? परमाणु बम का आविष्कार किसने किया? सोवियत परमाणु बम के आविष्कार और निर्माण का इतिहास। परमाणु बम विस्फोट के परिणाम

परमाणु रिएक्टर के संचालन सिद्धांत और डिज़ाइन को समझने के लिए, आपको अतीत में एक संक्षिप्त भ्रमण करने की आवश्यकता है। परमाणु रिएक्टर ऊर्जा के एक अटूट स्रोत के बारे में मानवता का सदियों पुराना, यद्यपि पूरी तरह से साकार नहीं हुआ सपना है। इसका प्राचीन "पूर्वज" सूखी शाखाओं से बनी आग है, जो एक बार गुफा की तहखानों को रोशन और गर्म करती थी, जहां हमारे दूर के पूर्वजों को ठंड से मुक्ति मिली थी। बाद में, लोगों ने हाइड्रोकार्बन - कोयला, शेल, तेल और प्राकृतिक गैस में महारत हासिल कर ली।

भाप का एक अशांत लेकिन अल्पकालिक युग शुरू हुआ, जिसका स्थान बिजली के और भी अधिक शानदार युग ने ले लिया। शहर रोशनी से भर गए, और कार्यशालाएँ बिजली की मोटरों से चलने वाली अब तक अनदेखी मशीनों की गड़गड़ाहट से भर गईं। तब ऐसा लगा कि प्रगति अपने चरम पर पहुँच गयी है।

में सब कुछ बदल गया है देर से XIXसदी, जब फ्रांसीसी रसायनज्ञ एंटोनी हेनरी बेकरेल ने गलती से पता लगाया कि यूरेनियम लवण रेडियोधर्मी हैं। 2 साल बाद, उनके हमवतन पियरे क्यूरी और उनकी पत्नी मारिया स्कोलोडोव्स्का-क्यूरी ने उनसे रेडियम और पोलोनियम प्राप्त किया, और उनकी रेडियोधर्मिता का स्तर थोरियम और यूरेनियम की तुलना में लाखों गुना अधिक था।

बैटन अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने उठाया, जिन्होंने रेडियोधर्मी किरणों की प्रकृति का विस्तार से अध्ययन किया। इस प्रकार परमाणु का युग शुरू हुआ, जिसने अपने प्रिय बच्चे - परमाणु रिएक्टर को जन्म दिया।

पहला परमाणु रिएक्टर

"फर्स्टबॉर्न" संयुक्त राज्य अमेरिका से आता है। दिसंबर 1942 में, रिएक्टर द्वारा पहली धारा उत्पन्न की गई थी, जिसका नाम इसके निर्माता, सदी के महानतम भौतिकविदों में से एक, ई. फर्मी के नाम पर रखा गया था। तीन साल बाद, कनाडा में ZEEP परमाणु सुविधा अस्तित्व में आई। "कांस्य" 1946 के अंत में लॉन्च किए गए पहले सोवियत रिएक्टर F-1 को मिला। आई.वी. कुरचटोव घरेलू परमाणु परियोजना के प्रमुख बने। आज विश्व में 400 से अधिक परमाणु ऊर्जा इकाइयाँ सफलतापूर्वक संचालित हो रही हैं।

परमाणु रिएक्टरों के प्रकार

उनका मुख्य उद्देश्य एक नियंत्रित परमाणु प्रतिक्रिया का समर्थन करना है जो बिजली पैदा करती है। कुछ रिएक्टर आइसोटोप का उत्पादन करते हैं। संक्षेप में, वे ऐसे उपकरण हैं जिनकी गहराई में कुछ पदार्थ बड़ी मात्रा में तापीय ऊर्जा जारी करके दूसरों में परिवर्तित हो जाते हैं। यह एक प्रकार का "ओवन" है, जहां इसके बजाय पारंपरिक प्रकारईंधन यूरेनियम आइसोटोप - U-235, U-238 और प्लूटोनियम (Pu) को "जलता" है।

उदाहरण के लिए, कई प्रकार के गैसोलीन के लिए डिज़ाइन की गई कार के विपरीत, प्रत्येक प्रकार के रेडियोधर्मी ईंधन का अपना स्वयं का रिएक्टर होता है। उनमें से दो हैं - धीमे (यू-235 के साथ) और तेज़ (यू-238 और पीयू के साथ) न्यूट्रॉन। अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में धीमे न्यूट्रॉन रिएक्टर होते हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के अलावा, अनुसंधान केंद्रों, परमाणु पनडुब्बियों आदि में संस्थापन "काम" करते हैं।

रिएक्टर कैसे काम करता है

सभी रिएक्टरों में लगभग समान सर्किट होता है। इसका "हृदय" सक्रिय क्षेत्र है। इसकी तुलना मोटे तौर पर पारंपरिक स्टोव के फायरबॉक्स से की जा सकती है। केवल जलाऊ लकड़ी के बजाय एक मॉडरेटर - ईंधन छड़ के साथ ईंधन तत्वों के रूप में परमाणु ईंधन होता है। सक्रिय क्षेत्र एक प्रकार के कैप्सूल - एक न्यूट्रॉन परावर्तक के अंदर स्थित होता है। ईंधन की छड़ों को शीतलक - पानी से "धोया" जाता है। क्योंकि "दिल" में बहुत कुछ है उच्च स्तररेडियोधर्मिता, यह विश्वसनीय विकिरण सुरक्षा से घिरा हुआ है।

ऑपरेटर दो महत्वपूर्ण प्रणालियों - श्रृंखला प्रतिक्रिया नियंत्रण और एक रिमोट कंट्रोल प्रणाली का उपयोग करके संयंत्र के संचालन को नियंत्रित करते हैं। यदि कोई आपातकालीन स्थिति उत्पन्न होती है, तो आपातकालीन सुरक्षा तुरंत सक्रिय हो जाती है।

रिएक्टर कैसे काम करता है?

परमाणु "लौ" अदृश्य है, क्योंकि प्रक्रियाएँ परमाणु विखंडन के स्तर पर होती हैं। एक श्रृंखला प्रतिक्रिया के दौरान, भारी नाभिक छोटे टुकड़ों में विघटित हो जाते हैं, जो उत्तेजित अवस्था में होने के कारण न्यूट्रॉन और अन्य उपपरमाण्विक कणों के स्रोत बन जाते हैं। लेकिन यह प्रक्रिया यहीं ख़त्म नहीं होती. न्यूट्रॉन "विभाजित" होते रहते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है, यानी वही होता है जिसके लिए परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाए जाते हैं।

कर्मियों का मुख्य कार्य नियंत्रण छड़ों की सहायता से श्रृंखला प्रतिक्रिया को स्थिर, समायोज्य स्तर पर बनाए रखना है। यही इसका मुख्य अंतर है परमाणु बम, जहां परमाणु क्षय की प्रक्रिया अनियंत्रित होती है और एक शक्तिशाली विस्फोट के रूप में तेजी से आगे बढ़ती है।

चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में क्या हुआ?

अप्रैल 1986 में चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में आपदा के मुख्य कारणों में से एक चौथी बिजली इकाई में नियमित रखरखाव के दौरान परिचालन सुरक्षा नियमों का घोर उल्लंघन था। फिर नियमों द्वारा अनुमत 15 के बजाय 203 ग्रेफाइट छड़ें एक साथ कोर से हटा दी गईं। परिणामस्वरूप, शुरू हुई अनियंत्रित श्रृंखला प्रतिक्रिया एक थर्मल विस्फोट और बिजली इकाई के पूर्ण विनाश में समाप्त हुई।

नई पीढ़ी के रिएक्टर

के लिए पिछले दशकरूस वैश्विक परमाणु ऊर्जा में अग्रणी नेताओं में से एक बन गया है। पर इस समयराज्य निगम रोसाटॉम 12 देशों में परमाणु ऊर्जा संयंत्र बना रहा है, जहां 34 बिजली इकाइयां बनाई जा रही हैं। इतनी अधिक मांग आधुनिक रूसी परमाणु प्रौद्योगिकी के उच्च स्तर का प्रमाण है। अगली पंक्ति में चौथी पीढ़ी के नए रिएक्टर हैं।

"ब्रेस्ट"

उनमें से एक ब्रेस्ट है, जिसे ब्रेकथ्रू प्रोजेक्ट के हिस्से के रूप में विकसित किया जा रहा है। वर्तमान ओपन-साइकिल सिस्टम कम-संवर्धित यूरेनियम पर चलते हैं, जिससे बड़ी मात्रा में खर्च किए गए ईंधन को भारी खर्च पर निपटाना पड़ता है। "ब्रेस्ट" - एक तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर अपने बंद चक्र में अद्वितीय है।

इसमें, खर्च किया गया ईंधन, एक तेज न्यूट्रॉन रिएक्टर में उचित प्रसंस्करण के बाद, फिर से पूर्ण ईंधन बन जाता है, जिसे उसी इंस्टॉलेशन में वापस लोड किया जा सकता है।

ब्रेस्ट को उच्च स्तर की सुरक्षा से अलग किया जाता है। यह सबसे गंभीर दुर्घटना में भी कभी "विस्फोट" नहीं करेगा, यह बहुत किफायती और पर्यावरण के अनुकूल है, क्योंकि यह अपने "नवीनीकृत" यूरेनियम का पुन: उपयोग करता है। इसका उपयोग हथियार-ग्रेड प्लूटोनियम का उत्पादन करने के लिए भी नहीं किया जा सकता है, जो इसके निर्यात के लिए व्यापक संभावनाएं खोलता है।

वीवीईआर-1200

VVER-1200 1150 मेगावाट की क्षमता वाला एक नवीन पीढ़ी 3+ रिएक्टर है। इसकी अद्वितीय तकनीकी क्षमताओं के कारण, इसमें लगभग पूर्ण परिचालन सुरक्षा है। रिएक्टर प्रचुर मात्रा में निष्क्रिय सुरक्षा प्रणालियों से सुसज्जित है जो बिजली आपूर्ति के अभाव में भी स्वचालित रूप से काम करेगा।

उनमें से एक निष्क्रिय ताप निष्कासन प्रणाली है, जो रिएक्टर के पूरी तरह से डी-एनर्जेटिक होने पर स्वचालित रूप से सक्रिय हो जाती है। इस मामले में, आपातकालीन हाइड्रोलिक टैंक प्रदान किए जाते हैं। यदि प्राथमिक सर्किट में असामान्य दबाव में गिरावट होती है, तो रिएक्टर को बड़ी मात्रा में बोरॉन युक्त पानी की आपूर्ति शुरू हो जाती है, जो परमाणु प्रतिक्रिया को शांत करता है और न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है।

एक अन्य जानकारी सुरक्षात्मक खोल के निचले हिस्से में स्थित है - पिघला हुआ "जाल"। यदि, किसी दुर्घटना के परिणामस्वरूप, कोर "रिसाव" हो जाता है, तो "जाल" रोकथाम शेल को ढहने नहीं देगा और इसे प्रवेश करने से रोक देगा रेडियोधर्मी उत्पादजमीन में.

लेकिन यह कुछ ऐसा है जिसे हम अक्सर नहीं जानते हैं। और परमाणु बम क्यों फटता है...

चलो दूर से शुरू करते हैं. प्रत्येक परमाणु में एक नाभिक होता है, और नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं - यह बात शायद हर कोई जानता है। इसी प्रकार सभी ने आवर्त सारणी देखी। लेकिन क्यों रासायनिक तत्वक्या उन्हें इसमें ठीक इसी तरह रखा गया है अन्यथा नहीं? निश्चित रूप से नहीं, क्योंकि मेंडेलीव ऐसा ही चाहते थे। तालिका में प्रत्येक तत्व की परमाणु संख्या इंगित करती है कि उस तत्व के परमाणु के नाभिक में कितने प्रोटॉन हैं। दूसरे शब्दों में, तालिका में लोहा 26वें नंबर पर है क्योंकि लोहे के परमाणु में 26 प्रोटॉन होते हैं। और यदि उनमें से 26 नहीं हैं, तो यह अब लोहा नहीं है।

लेकिन एक ही तत्व के नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या अलग-अलग हो सकती है, जिसका अर्थ है कि नाभिक का द्रव्यमान अलग-अलग हो सकता है। एक ही तत्व के विभिन्न द्रव्यमान वाले परमाणुओं को आइसोटोप कहा जाता है। यूरेनियम में ऐसे कई आइसोटोप हैं: प्रकृति में सबसे आम यूरेनियम -238 है (इसके नाभिक में 92 प्रोटॉन और 146 न्यूट्रॉन हैं, कुल मिलाकर 238)। यह रेडियोधर्मी है, लेकिन आप इससे परमाणु बम नहीं बना सकते। लेकिन आइसोटोप यूरेनियम-235, जिसकी थोड़ी मात्रा पाई जाती है यूरेनियम अयस्क, परमाणु चार्ज के लिए उपयुक्त।

पाठक को "समृद्ध यूरेनियम" और "क्षीण यूरेनियम" शब्द सुनने को मिले होंगे। समृद्ध यूरेनियम में प्राकृतिक यूरेनियम की तुलना में अधिक यूरेनियम-235 होता है; क्षीण अवस्था में, तदनुसार, कम। समृद्ध यूरेनियम का उपयोग प्लूटोनियम के उत्पादन के लिए किया जा सकता है, जो परमाणु बम के लिए उपयुक्त एक अन्य तत्व है (यह प्रकृति में लगभग कभी नहीं पाया जाता है)। यूरेनियम का संवर्धन कैसे होता है और उससे प्लूटोनियम कैसे प्राप्त होता है, यह एक और चर्चा का विषय है।

तो परमाणु बम क्यों फटता है? तथ्य यह है कि कुछ भारी नाभिक न्यूट्रॉन की चपेट में आने पर क्षय हो जाते हैं। और आपको मुक्त न्यूट्रॉन के लिए लंबे समय तक इंतजार नहीं करना पड़ेगा - उनमें से बहुत सारे उड़ रहे हैं। तो, ऐसा न्यूट्रॉन यूरेनियम-235 नाभिक से टकराता है और इस तरह इसे "टुकड़ों" में तोड़ देता है। इससे कुछ और न्यूट्रॉन निकलते हैं। क्या आप अनुमान लगा सकते हैं कि यदि चारों ओर एक ही तत्व के नाभिक हों तो क्या होगा? यह सही है, एक श्रृंखलाबद्ध प्रतिक्रिया घटित होगी। ऐसा ही होता है.

एक परमाणु रिएक्टर में, जहां यूरेनियम-235 अधिक स्थिर यूरेनियम-238 में "विघटित" होता है, सामान्य परिस्थितियों में विस्फोट नहीं होता है। क्षयकारी नाभिकों से निकलने वाले अधिकांश न्यूट्रॉन यूरेनियम-235 नाभिक को खोजे बिना ही दूध में उड़ जाते हैं। रिएक्टर में, नाभिक का क्षय "धीमी गति से" होता है (लेकिन यह रिएक्टर को ऊर्जा प्रदान करने के लिए पर्याप्त है)। यूरेनियम-235 के एक टुकड़े में, यदि यह पर्याप्त द्रव्यमान का है, तो न्यूट्रॉन नाभिक को तोड़ने की गारंटी देंगे, श्रृंखला प्रतिक्रिया हिमस्खलन के रूप में शुरू होगी, और... रुकें! आख़िरकार, यदि आप विस्फोट के लिए आवश्यक द्रव्यमान वाला यूरेनियम-235 या प्लूटोनियम का एक टुकड़ा बनाते हैं, तो यह तुरंत फट जाएगा। ये बात नहीं है.

क्या होगा यदि आप सबक्रिटिकल द्रव्यमान के दो टुकड़े लें और रिमोट-नियंत्रित तंत्र का उपयोग करके उन्हें एक-दूसरे के खिलाफ धकेलें? उदाहरण के लिए, दोनों को एक ट्यूब में रखें और एक में पाउडर चार्ज लगा दें ताकि एक टुकड़े को प्रक्षेप्य की तरह दूसरे टुकड़े पर सही समय पर शूट किया जा सके। यहाँ समस्या का समाधान है.

आप इसे अलग तरीके से कर सकते हैं: प्लूटोनियम का एक गोलाकार टुकड़ा लें और इसकी पूरी सतह पर विस्फोटक चार्ज लगा दें। जब ये चार्ज बाहर से आदेश पर विस्फोट करते हैं, तो उनका विस्फोट प्लूटोनियम को सभी तरफ से संपीड़ित करेगा, इसे एक महत्वपूर्ण घनत्व तक संपीड़ित करेगा, और एक श्रृंखला प्रतिक्रिया होगी। हालाँकि, यहां सटीकता और विश्वसनीयता महत्वपूर्ण है: सभी विस्फोटक चार्ज एक ही समय में बंद होने चाहिए। यदि उनमें से कुछ काम करते हैं, और कुछ नहीं करते हैं, या कुछ देर से काम करते हैं, तो कोई परमाणु विस्फोट नहीं होगा: प्लूटोनियम एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान तक संपीड़ित नहीं होगा, बल्कि हवा में फैल जाएगा। परमाणु बम के स्थान पर आपको एक तथाकथित "गंदा" बम मिलेगा।

यह विस्फोट-प्रकार का परमाणु बम जैसा दिखता है। चार्ज, जो एक निर्देशित विस्फोट पैदा करते हैं, प्लूटोनियम क्षेत्र की सतह को यथासंभव कसकर कवर करने के लिए पॉलीहेड्रा के रूप में बनाए जाते हैं।

पहले प्रकार के उपकरण को तोप उपकरण कहा जाता था, दूसरे प्रकार को - विस्फोट उपकरण कहा जाता था।
हिरोशिमा पर गिराए गए "लिटिल बॉय" बम में यूरेनियम-235 चार्ज और एक तोप-प्रकार का उपकरण था। नागासाकी पर फटे फैट मैन बम में प्लूटोनियम चार्ज था और विस्फोटक उपकरण फट गया था। आजकल, बंदूक-प्रकार के उपकरणों का उपयोग लगभग कभी नहीं किया जाता है; विस्फोट वाले अधिक जटिल होते हैं, लेकिन साथ ही वे आपको परमाणु चार्ज के द्रव्यमान को विनियमित करने और इसे अधिक तर्कसंगत रूप से खर्च करने की अनुमति देते हैं। और परमाणु विस्फोटक के रूप में प्लूटोनियम ने यूरेनियम-235 का स्थान ले लिया है।

काफी साल बीत गए, और भौतिकविदों ने सेना को और भी अधिक शक्तिशाली बम की पेशकश की - एक थर्मोन्यूक्लियर बम, या, जैसा कि इसे हाइड्रोजन बम भी कहा जाता है। यह पता चला है कि हाइड्रोजन प्लूटोनियम की तुलना में अधिक शक्तिशाली रूप से विस्फोट करता है?

हाइड्रोजन वास्तव में विस्फोटक है, लेकिन उतना विस्फोटक नहीं। हालाँकि, हाइड्रोजन बम में कोई "साधारण" हाइड्रोजन नहीं होता है; यह इसके आइसोटोप - ड्यूटेरियम और ट्रिटियम का उपयोग करता है। "साधारण" हाइड्रोजन के नाभिक में एक न्यूट्रॉन होता है, ड्यूटेरियम में दो और ट्रिटियम में तीन होते हैं।

परमाणु बम में भारी तत्व के नाभिकों को हल्के तत्वों के नाभिकों में विभाजित किया जाता है। थर्मोन्यूक्लियर संलयन में, विपरीत प्रक्रिया होती है: हल्के नाभिक एक दूसरे के साथ भारी नाभिक में विलीन हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, ड्यूटेरियम और ट्रिटियम नाभिक मिलकर हीलियम नाभिक (अन्यथा अल्फा कणों के रूप में जाना जाता है) बनाते हैं, और "अतिरिक्त" न्यूट्रॉन को "मुक्त उड़ान" में भेजा जाता है। इससे प्लूटोनियम नाभिक के क्षय की तुलना में काफी अधिक ऊर्जा निकलती है। वैसे, यह बिल्कुल वही प्रक्रिया है जो सूर्य पर होती है।

हालाँकि, संलयन प्रतिक्रिया केवल अति-उच्च तापमान पर ही संभव है (यही कारण है कि इसे थर्मोन्यूक्लियर कहा जाता है)। ड्यूटेरियम और ट्रिटियम कैसे प्रतिक्रिया करें? हाँ, यह बहुत सरल है: आपको परमाणु बम को डेटोनेटर के रूप में उपयोग करने की आवश्यकता है!

चूँकि ड्यूटेरियम और ट्रिटियम स्वयं स्थिर हैं, थर्मोन्यूक्लियर बम में उनका चार्ज मनमाने ढंग से बहुत बड़ा हो सकता है। इसका मतलब यह है कि एक थर्मोन्यूक्लियर बम को "सरल" परमाणु बम की तुलना में अतुलनीय रूप से अधिक शक्तिशाली बनाया जा सकता है। हिरोशिमा पर गिराए गए "बेबी" का टीएनटी लगभग 18 किलोटन के बराबर था, और यह सबसे शक्तिशाली था उदजन बम(तथाकथित "ज़ार बोम्बा", जिसे "कुज़्का की माँ" के रूप में भी जाना जाता है) - पहले से ही 58.6 मेगाटन, "बेबी" से 3255 गुना अधिक शक्तिशाली!


ज़ार बोम्बा से "मशरूम" बादल 67 किलोमीटर की ऊँचाई तक उठा, और विस्फोट की लहर ने दुनिया का तीन बार चक्कर लगाया।

हालाँकि, ऐसी विशाल शक्ति स्पष्ट रूप से अत्यधिक है। मेगाटन बमों के साथ "पर्याप्त खेलने" के बाद, सैन्य इंजीनियरों और भौतिकविदों ने एक अलग रास्ता अपनाया - परमाणु हथियारों के लघुकरण का मार्ग। अपने पारंपरिक रूप में, परमाणु हथियारों को हवाई बम जैसे रणनीतिक बमवर्षकों से गिराया जा सकता है या बैलिस्टिक मिसाइलों से लॉन्च किया जा सकता है; यदि आप उन्हें छोटा बनाते हैं, तो आपको एक कॉम्पैक्ट परमाणु चार्ज मिलता है जो आसपास के किलोमीटर तक सब कुछ नष्ट नहीं करता है, और जिसे तोपखाने के गोले या हवा से जमीन पर मार करने वाली मिसाइल पर रखा जा सकता है। गतिशीलता बढ़ेगी और हल किए जाने वाले कार्यों की सीमा का विस्तार होगा। रणनीतिक परमाणु हथियारों के अलावा, हमें सामरिक हथियार भी प्राप्त होंगे।

सामरिक परमाणु हथियारों के लिए विभिन्न प्रकार की डिलीवरी प्रणालियाँ विकसित की गई हैं - परमाणु तोपें, मोर्टार, रिकॉइललेस राइफलें (उदाहरण के लिए, अमेरिकी डेवी क्रॉकेट)। यूएसएसआर के पास एक परमाणु बुलेट परियोजना भी थी। सच है, इसे छोड़ना पड़ा - परमाणु गोलियां इतनी अविश्वसनीय, इतनी जटिल और निर्माण और भंडारण के लिए महंगी थीं कि उनका कोई मतलब नहीं था।

"डेवी क्रॉकेट।" इनमें से कई परमाणु हथियार अमेरिकी सशस्त्र बलों की सेवा में थे, और पश्चिम जर्मन रक्षा मंत्री ने बुंडेसवेहर को उनसे लैस करने की असफल कोशिश की।

छोटे परमाणु हथियारों के बारे में बोलते हुए, एक अन्य प्रकार के परमाणु हथियार - न्यूट्रॉन बम का उल्लेख करना उचित है। इसमें प्लूटोनियम चार्ज छोटा है, लेकिन यह जरूरी नहीं है। यदि थर्मोन्यूक्लियर बम विस्फोट के बल को बढ़ाने के मार्ग का अनुसरण करता है, तो न्यूट्रॉन बम एक अन्य हानिकारक कारक - विकिरण पर निर्भर करता है। विकिरण को बढ़ाने के लिए, न्यूट्रॉन बम में बेरिलियम आइसोटोप की आपूर्ति होती है, जो विस्फोट होने पर बड़ी संख्या में तेज़ न्यूट्रॉन पैदा करता है।

इसके रचनाकारों के अनुसार, एक न्यूट्रॉन बम को दुश्मन कर्मियों को मारना चाहिए, लेकिन उपकरण बरकरार रखना चाहिए, जिसे बाद में आक्रामक के दौरान पकड़ा जा सकता है। व्यवहार में, यह कुछ अलग तरीके से निकला: विकिरणित उपकरण अनुपयोगी हो जाते हैं - जो कोई भी इसे चलाने की हिम्मत करता है वह बहुत जल्द विकिरण बीमारी "कमाई" करेगा। यह इस तथ्य को नहीं बदलता है कि एक न्यूट्रॉन बम विस्फोट टैंक कवच के माध्यम से दुश्मन पर हमला करने में सक्षम है; न्यूट्रॉन गोला-बारूद संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा विशेष रूप से सोवियत टैंक संरचनाओं के खिलाफ एक हथियार के रूप में विकसित किया गया था। हालाँकि, जल्द ही टैंक कवच विकसित किया गया जो तेज़ न्यूट्रॉन के प्रवाह से कुछ प्रकार की सुरक्षा प्रदान करता था।

1950 में एक अन्य प्रकार के परमाणु हथियार का आविष्कार किया गया था, लेकिन कभी भी (जहाँ तक ज्ञात है) उत्पादन नहीं किया गया। यह तथाकथित कोबाल्ट बम है - कोबाल्ट शेल के साथ एक परमाणु चार्ज। विस्फोट के दौरान, कोबाल्ट, न्यूट्रॉन की एक धारा से विकिरणित होकर, एक अत्यंत रेडियोधर्मी आइसोटोप बन जाता है और पूरे क्षेत्र में बिखर जाता है, जिससे यह दूषित हो जाता है। पर्याप्त शक्ति का ऐसा एक बम पूरे विश्व को कोबाल्ट से ढक सकता है और पूरी मानवता को नष्ट कर सकता है। सौभाग्य से, यह परियोजना एक परियोजना बनकर रह गई।

हम निष्कर्ष में क्या कह सकते हैं? परमाणु बम वास्तव में एक भयानक हथियार है, और साथ ही इसने (कितना विरोधाभास है!) महाशक्तियों के बीच सापेक्ष शांति बनाए रखने में मदद की। अगर आपके दुश्मन के पास परमाणु हथियार हैं तो आप उस पर हमला करने से पहले दस बार सोचेंगे. परमाणु शस्त्रागार वाले किसी भी देश पर कभी भी बाहर से हमला नहीं हुआ है, और 1945 के बाद से दुनिया के प्रमुख राज्यों के बीच कोई युद्ध नहीं हुआ है। आशा करते हैं कि कोई नहीं होगा।

विस्फोटक चरित्र

यूरेनियम नाभिक में 92 प्रोटॉन होते हैं। प्राकृतिक यूरेनियम मुख्य रूप से दो समस्थानिकों का मिश्रण है: U238 (जिसके नाभिक में 146 न्यूट्रॉन हैं) और U235 (143 न्यूट्रॉन), प्राकृतिक यूरेनियम में उत्तरार्द्ध का केवल 0.7% है। रासायनिक गुणआइसोटोप बिल्कुल समान हैं, और इसलिए उन्हें रासायनिक तरीकों से अलग करना असंभव है, लेकिन द्रव्यमान में अंतर (235 और 238 इकाइयां) इसे भौतिक तरीकों से करने की अनुमति देता है: यूरेनियम का मिश्रण गैस (यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड) में परिवर्तित हो जाता है। और फिर अनगिनत छिद्रपूर्ण विभाजनों के माध्यम से पंप किया गया। हालाँकि यूरेनियम के समस्थानिकों को किसी भी तरह से अलग नहीं किया जा सकता है उपस्थिति, न ही रासायनिक रूप से, वे परमाणु वर्णों के गुणों में एक अंतर से अलग होते हैं।

U238 की विखंडन प्रक्रिया एक भुगतान प्रक्रिया है: बाहर से आने वाले न्यूट्रॉन को अपने साथ ऊर्जा लानी होगी - 1 MeV या अधिक। और यू235 निःस्वार्थ है: उत्तेजना और उसके बाद के क्षय के लिए आने वाले न्यूट्रॉन से कुछ भी आवश्यक नहीं है; नाभिक में इसकी बाध्यकारी ऊर्जा काफी पर्याप्त है;

जब एक न्यूट्रॉन विखंडन-सक्षम नाभिक से टकराता है, तो एक अस्थिर यौगिक बनता है, लेकिन बहुत जल्दी (10−23−10−22 s के बाद) ऐसा नाभिक दो टुकड़ों में टूट जाता है जो द्रव्यमान में असमान होते हैं और "तुरंत" (10 के भीतर) −16−10−14 सी) दो या तीन नए न्यूट्रॉन उत्सर्जित करता है, ताकि समय के साथ विखंडनीय नाभिकों की संख्या बढ़ सके (इस प्रतिक्रिया को श्रृंखला प्रतिक्रिया कहा जाता है)। यह केवल U235 में ही संभव है, क्योंकि लालची U238 अपने स्वयं के न्यूट्रॉन से साझा नहीं करना चाहता है, जिनकी ऊर्जा 1 MeV से कम परिमाण का क्रम है। विखंडन उत्पाद कणों की गतिज ऊर्जा किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान निकलने वाली ऊर्जा से कई गुना अधिक होती है जिसमें नाभिक की संरचना नहीं बदलती है।

महत्वपूर्ण सभा

विखंडन उत्पाद अस्थिर होते हैं और विभिन्न विकिरण (न्यूट्रॉन सहित) उत्सर्जित करते हुए उन्हें "ठीक होने" में लंबा समय लगता है। विखंडन के बाद एक महत्वपूर्ण समय (दसियों सेकंड तक) उत्सर्जित होने वाले न्यूट्रॉन को विलंबित कहा जाता है, और यद्यपि उनका हिस्सा तात्कालिक (1% से कम) की तुलना में छोटा होता है, परमाणु प्रतिष्ठानों के संचालन में उनकी भूमिका सबसे अधिक होती है महत्वपूर्ण।

विखंडन उत्पाद, आसपास के परमाणुओं के साथ कई टकरावों के दौरान, उन्हें अपनी ऊर्जा छोड़ देते हैं, जिससे तापमान बढ़ जाता है। विखंडनीय सामग्री वाली असेंबली में न्यूट्रॉन दिखाई देने के बाद, गर्मी रिलीज शक्ति बढ़ या घट सकती है, और असेंबली के पैरामीटर जिसमें प्रति यूनिट समय में विखंडन की संख्या स्थिर होती है, उन्हें क्रिटिकल कहा जाता है। असेंबली की गंभीरता को बड़ी और छोटी संख्या में न्यूट्रॉन (तदनुसार अधिक या कम गर्मी रिलीज शक्ति के साथ) के साथ बनाए रखा जा सकता है। थर्मल पावर को या तो बाहर से क्रिटिकल असेंबली में अतिरिक्त न्यूट्रॉन पंप करके बढ़ाया जाता है, या असेंबली को सुपरक्रिटिकल बनाकर (फिर अतिरिक्त न्यूट्रॉन को विखंडनीय नाभिक की कई पीढ़ियों द्वारा आपूर्ति की जाती है)। उदाहरण के लिए, यदि किसी रिएक्टर की तापीय शक्ति को बढ़ाना आवश्यक है, तो इसे एक ऐसे शासन में लाया जाता है, जहां त्वरित न्यूट्रॉन की प्रत्येक पीढ़ी पिछले एक की तुलना में थोड़ी कम होती है, लेकिन विलंबित न्यूट्रॉन के लिए धन्यवाद, रिएक्टर मुश्किल से ध्यान देने योग्य हो जाता है। गंभीर स्थिति. तब यह तेज़ नहीं होता, बल्कि धीरे-धीरे शक्ति प्राप्त करता है - ताकि सही समय पर न्यूट्रॉन अवशोषक (कैडमियम या बोरान युक्त छड़ें) डालकर इसकी वृद्धि को रोका जा सके।

विखंडन के दौरान उत्पन्न न्यूट्रॉन अक्सर आगे विखंडन किए बिना आसपास के नाभिक के पार उड़ जाते हैं। न्यूट्रॉन किसी पदार्थ की सतह के जितना करीब उत्पन्न होता है, उसके विखंडनीय पदार्थ से बाहर निकलने और कभी वापस न लौटने की संभावना उतनी ही अधिक होती है। इसलिए, असेंबली का वह रूप जो न्यूट्रॉन की सबसे बड़ी संख्या को बचाता है वह एक गोला है: पदार्थ के किसी दिए गए द्रव्यमान के लिए इसका सतह क्षेत्र न्यूनतम होता है। अंदर गुहाओं के बिना 94% U235 की एक घेरा रहित (अकेला) गेंद 49 किलोग्राम के द्रव्यमान और 85 मिमी की त्रिज्या के साथ गंभीर हो जाती है। यदि समान यूरेनियम का एक संयोजन व्यास के बराबर लंबाई वाला एक सिलेंडर है, तो यह 52 किलोग्राम के द्रव्यमान पर महत्वपूर्ण हो जाता है। बढ़ते घनत्व के साथ सतह का क्षेत्रफल भी घटता जाता है। इसीलिए विस्फोटक संपीड़न, विखंडनीय सामग्री की मात्रा को बदले बिना, असेंबली को गंभीर स्थिति में ला सकता है। यह वह प्रक्रिया है जो परमाणु चार्ज के सामान्य डिज़ाइन को रेखांकित करती है।

बॉल असेंबली

लेकिन अक्सर परमाणु हथियारों में यूरेनियम का उपयोग नहीं किया जाता है, बल्कि प्लूटोनियम -239 का उपयोग किया जाता है। इसे शक्तिशाली न्यूट्रॉन फ्लक्स के साथ यूरेनियम-238 को विकिरणित करके रिएक्टरों में उत्पादित किया जाता है। प्लूटोनियम की लागत U235 से लगभग छह गुना अधिक है, लेकिन विखंडन करते समय, Pu239 नाभिक औसतन 2.895 न्यूट्रॉन उत्सर्जित करता है - U235 (2.452) से अधिक। इसके अलावा, प्लूटोनियम विखंडन की संभावना अधिक है। यह सब इस तथ्य की ओर ले जाता है कि यूरेनियम की एक गेंद की तुलना में लगभग तीन गुना कम द्रव्यमान के साथ एक अकेली पीयू 239 गेंद महत्वपूर्ण हो जाती है, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि एक छोटे त्रिज्या के साथ, जो महत्वपूर्ण असेंबली के आयामों को कम करना संभव बनाता है।

असेंबली गोलाकार परत (अंदर से खोखली) के रूप में सावधानीपूर्वक फिट किए गए दो हिस्सों से बनी होती है; यह स्पष्ट रूप से सबक्रिटिकल है - थर्मल न्यूट्रॉन के लिए भी और मॉडरेटर से घिरे होने के बाद भी। बहुत सटीक रूप से फिट किए गए विस्फोटक ब्लॉकों की एक असेंबली के चारों ओर एक चार्ज लगाया जाता है। न्यूट्रॉन को बचाने के लिए, विस्फोट के दौरान गेंद के उत्कृष्ट आकार को संरक्षित करना आवश्यक है - इसके लिए विस्फोटक की परत को उसके पूरे भाग में एक साथ विस्फोटित किया जाना चाहिए बाहरी सतह, असेंबली को समान रूप से दबाना। यह व्यापक रूप से माना जाता है कि इसके लिए बहुत सारे इलेक्ट्रिक डेटोनेटर की आवश्यकता होती है। लेकिन यह केवल "बम निर्माण" की शुरुआत में मामला था: कई दर्जन डेटोनेटरों को ट्रिगर करने के लिए, बहुत सारी ऊर्जा और दीक्षा प्रणाली के काफी आकार की आवश्यकता थी। आधुनिक चार्ज एक विशेष तकनीक द्वारा चुने गए कई डेटोनेटर का उपयोग करते हैं, विशेषताओं में समान, जिससे अत्यधिक स्थिर (विस्फोट गति के संदर्भ में) विस्फोटकों को पॉली कार्बोनेट परत में मिल्ड ग्रूव में ट्रिगर किया जाता है (गोलाकार सतह पर आकार की गणना रीमैन ज्यामिति का उपयोग करके की जाती है) तरीके)। लगभग 8 किमी/सेकंड की गति से विस्फोट खांचे के साथ बिल्कुल समान दूरी पर यात्रा करेगा, उसी समय यह छिद्रों तक पहुंच जाएगा और मुख्य चार्ज को विस्फोट कर देगा - एक साथ सभी आवश्यक बिंदुओं पर।

भीतर विस्फोट

अंदर की ओर निर्देशित विस्फोट एक लाख से अधिक वायुमंडल के दबाव के साथ असेंबली को संपीड़ित करता है। असेंबली की सतह कम हो जाती है, प्लूटोनियम में आंतरिक गुहा लगभग गायब हो जाती है, घनत्व बढ़ जाता है, और बहुत तेज़ी से - दस माइक्रोसेकंड के भीतर, संपीड़ित असेंबली थर्मल न्यूट्रॉन के साथ महत्वपूर्ण स्थिति से गुजरती है और तेज़ न्यूट्रॉन के साथ महत्वपूर्ण रूप से सुपरक्रिटिकल हो जाती है।

तेज़ न्यूट्रॉनों की नगण्य मंदी के नगण्य समय द्वारा निर्धारित अवधि के बाद, उनमें से प्रत्येक नई, अधिक असंख्य पीढ़ी अपने द्वारा उत्पादित विखंडन के माध्यम से असेंबली के पदार्थ में 202 MeV की ऊर्जा जोड़ती है, जो पहले से ही राक्षसी रूप से फूट रही है दबाव। घटित होने वाली घटनाओं के पैमाने पर, यहां तक ​​​​कि सबसे अच्छे मिश्र धातु इस्पात की ताकत इतनी कम है कि विस्फोट की गतिशीलता की गणना करते समय किसी को भी इसे ध्यान में रखना कभी नहीं आता है। एकमात्र चीज जो असेंबली को उड़ने से रोकती है वह जड़ता है: प्लूटोनियम बॉल को दसियों नैनोसेकंड में केवल 1 सेमी तक विस्तारित करने के लिए, उस पदार्थ को एक त्वरण प्रदान करना आवश्यक है जो त्वरण से दसियों खरबों गुना अधिक है मुक्त गिरावट का, और यह आसान नहीं है।

अंत में, पदार्थ अभी भी बिखरता है, विखंडन रुक जाता है, लेकिन प्रक्रिया यहीं समाप्त नहीं होती है: ऊर्जा को अलग किए गए नाभिक के आयनित टुकड़ों और विखंडन के दौरान उत्सर्जित अन्य कणों के बीच पुनर्वितरित किया जाता है। उनकी ऊर्जा दसियों और यहां तक ​​कि सैकड़ों MeV के क्रम पर है, लेकिन केवल विद्युत रूप से तटस्थ उच्च-ऊर्जा गामा क्वांटा और न्यूट्रॉन के पास पदार्थ के साथ बातचीत से बचने और "भागने" का मौका है। आवेशित कण टकराव और आयनीकरण की क्रियाओं में तेजी से ऊर्जा खो देते हैं। इस मामले में, विकिरण उत्सर्जित होता है - हालाँकि, यह अब कठोर परमाणु विकिरण नहीं है, बल्कि नरम है, जिसकी ऊर्जा परिमाण के तीन क्रम कम है, लेकिन फिर भी परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालने के लिए पर्याप्त से अधिक है - न केवल बाहरी कोश से, बल्कि सामान्य तौर पर हर चीज़ से. नंगे नाभिकों, उनसे निकाले गए इलेक्ट्रॉनों और प्रति घन सेंटीमीटर ग्राम के घनत्व वाले विकिरण का मिश्रण (कल्पना करने का प्रयास करें कि आप उस प्रकाश के नीचे कितनी अच्छी तरह से तन सकते हैं जिसने एल्यूमीनियम का घनत्व प्राप्त कर लिया है!) - वह सब कुछ जो एक क्षण पहले एक आवेश था - संतुलन के कुछ अंश में आ जाता है। एक बहुत ही युवा आग के गोले में, तापमान लाखों डिग्री तक पहुंच जाता है।

आग का गोला

ऐसा प्रतीत होता है कि प्रकाश की गति से चलने वाले नरम विकिरण को भी उस पदार्थ को बहुत पीछे छोड़ देना चाहिए जिसने इसे उत्पन्न किया है, लेकिन ऐसा नहीं है: ठंडी हवा में, केव ऊर्जा के क्वांटा की सीमा सेंटीमीटर है, और वे एक में नहीं चलते हैं सीधी रेखा, लेकिन गति की दिशा बदलें, प्रत्येक अंतःक्रिया के साथ पुनः उत्सर्जन करें। क्वांटा हवा को आयनित करता है और उसमें फैल जाता है, जैसे चेरी का रस एक गिलास पानी में डाला जाता है। इस घटना को विकिरणीय प्रसार कहा जाता है।

विखंडन विस्फोट की समाप्ति के कुछ दसियों नैनोसेकंड बाद 100 kt विस्फोट के एक युवा आग के गोले की त्रिज्या 3 मीटर और तापमान लगभग 8 मिलियन केल्विन है। लेकिन 30 माइक्रोसेकंड के बाद इसकी त्रिज्या 18 मीटर है, हालांकि तापमान दस लाख डिग्री से नीचे चला जाता है। गेंद अंतरिक्ष को निगल जाती है, और इसके सामने के पीछे की आयनित हवा मुश्किल से चलती है: विकिरण प्रसार के दौरान इसमें महत्वपूर्ण गति स्थानांतरित नहीं कर सकता है। लेकिन यह इस हवा में भारी ऊर्जा पंप करता है, इसे गर्म करता है, और जब विकिरण ऊर्जा खत्म हो जाती है, तो गर्म प्लाज्मा के विस्तार के कारण गेंद बढ़ने लगती है, जो चार्ज के रूप में अंदर से फूटती है। फूले हुए बुलबुले की तरह फैलते हुए, प्लाज़्मा खोल पतला हो जाता है। एक बुलबुले के विपरीत, निःसंदेह, कुछ भी इसे फुलाता नहीं है: साथ अंदरलगभग कोई भी पदार्थ नहीं बचा है, यह सब जड़ता से केंद्र से उड़ता है, लेकिन विस्फोट के 30 माइक्रोसेकंड बाद, इस उड़ान की गति 100 किमी/सेकंड से अधिक है, और पदार्थ में हाइड्रोडायनामिक दबाव 150,000 एटीएम से अधिक है! खोल का बहुत पतला होना नियति नहीं है; यह फट जाता है, जिससे "फफोले" बन जाते हैं।

आग के गोले की ऊर्जा संचारित करने के लिए कौन सा तंत्र है? पर्यावरणप्रबल होता है, विस्फोट की शक्ति पर निर्भर करता है: यदि यह बड़ा है, तो मुख्य भूमिका विकिरण प्रसार द्वारा निभाई जाती है, यदि यह छोटा है, तो प्लाज्मा बुलबुले का विस्तार एक प्रमुख भूमिका निभाता है; यह स्पष्ट है कि एक मध्यवर्ती मामला भी संभव है, जब दोनों तंत्र प्रभावी हों।

यह प्रक्रिया हवा की नई परतों को पकड़ लेती है और परमाणुओं से सभी इलेक्ट्रॉनों को निकालने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं रह जाती है। आयनीकृत परत और प्लाज्मा बुलबुले के टुकड़ों की ऊर्जा समाप्त हो जाती है, वे अब अपने सामने विशाल द्रव्यमान को स्थानांतरित करने में सक्षम नहीं होते हैं और काफी धीमा हो जाते हैं। लेकिन विस्फोट से पहले जो हवा थी वह चलती है, गेंद से अलग हो जाती है, ठंडी हवा की अधिक से अधिक परतों को अवशोषित करती है... एक सदमे की लहर का गठन शुरू होता है।

शॉक वेव और परमाणु मशरूम

जब शॉक वेव आग के गोले से अलग हो जाती है, तो उत्सर्जक परत की विशेषताएं बदल जाती हैं और स्पेक्ट्रम के ऑप्टिकल हिस्से में विकिरण शक्ति तेजी से बढ़ जाती है (तथाकथित पहली अधिकतम)। इसके बाद, रोशनी की प्रक्रियाएँ और आसपास की हवा की पारदर्शिता में बदलाव की प्रतिस्पर्धा होती है, जिससे दूसरे अधिकतम, कम शक्तिशाली, लेकिन बहुत लंबे समय तक की प्राप्ति होती है - इतना कि प्रकाश ऊर्जा का उत्पादन पहले अधिकतम की तुलना में अधिक होता है .

विस्फोट के करीब, चारों ओर सब कुछ वाष्पित हो जाता है, दूर यह पिघल जाता है, लेकिन इससे भी आगे, जहां गर्मी का प्रवाह ठोस पदार्थों को पिघलाने के लिए पर्याप्त नहीं रह जाता है, मिट्टी, चट्टानें, घर गैस के भयानक दबाव के तहत तरल की तरह बहते हैं जो सभी मजबूत बंधनों को नष्ट कर देता है , आँखों के लिए असहनीय चमक तक गर्म।

अंत में, सदमे की लहर विस्फोट के बिंदु से बहुत दूर चली जाती है, जहां एक ढीला और कमजोर, लेकिन कई बार विस्तारित, वाष्प का बादल जो चार्ज का प्लाज्मा था, और जो अपने भयानक घंटे के करीब था, संघनित रहता है, में बदल जाता है ऐसी जगह पर छोटी और बहुत रेडियोधर्मी धूल जहां से व्यक्ति को यथासंभव दूर रहना चाहिए। बादल उमड़ने लगते हैं. यह ठंडा हो जाता है, अपना रंग बदलता है, संघनित नमी की एक सफेद टोपी "पहनता है", जिसके बाद पृथ्वी की सतह से धूल निकलती है, जिससे "पैर" बनता है जिसे आमतौर पर "परमाणु मशरूम" कहा जाता है।

न्यूट्रॉन दीक्षा

चौकस पाठक अपने हाथों में एक पेंसिल लेकर विस्फोट के दौरान निकलने वाली ऊर्जा का अनुमान लगा सकते हैं। जब असेंबली का समय सुपरक्रिटिकल अवस्था में होता है, तो माइक्रोसेकंड के क्रम पर होता है, न्यूट्रॉन की आयु पिकोसेकंड के क्रम पर होती है, और गुणन कारक 2 से कम होता है, लगभग एक गीगाजूल ऊर्जा निकलती है, जो बराबर होती है ... 250 किलो टीएनटी। किलो और मेगाटन कहाँ हैं?

तथ्य यह है कि असेंबली में विखंडन श्रृंखला एक न्यूट्रॉन से शुरू नहीं होती है: आवश्यक माइक्रोसेकंड पर, उन्हें लाखों लोगों द्वारा सुपरक्रिटिकल असेंबली में इंजेक्ट किया जाता है। पहले परमाणु आवेशों में, प्लूटोनियम असेंबली के अंदर एक गुहा में स्थित आइसोटोप स्रोतों का उपयोग इसके लिए किया गया था: पोलोनियम -210, संपीड़न के क्षण में, बेरिलियम के साथ संयुक्त हुआ और इसके अल्फा कणों के साथ न्यूट्रॉन उत्सर्जन का कारण बना। लेकिन सभी समस्थानिक स्रोत कमजोर हैं (पहले अमेरिकी उत्पाद में प्रति माइक्रोसेकंड दस लाख से भी कम न्यूट्रॉन उत्पन्न हुए थे), और पोलोनियम बहुत खराब होने वाला है - केवल 138 दिनों में यह अपनी गतिविधि को आधे से कम कर देता है। इसलिए, आइसोटोप को कम खतरनाक आइसोटोप से बदल दिया गया (जो चालू न होने पर उत्सर्जन नहीं करते हैं), और सबसे महत्वपूर्ण बात, न्यूट्रॉन ट्यूब जो अधिक तीव्रता से उत्सर्जित करते हैं (साइडबार देखें): कुछ माइक्रोसेकंड में (ट्यूब द्वारा उत्पन्न पल्स इतने लंबे समय तक रहता है) ), करोड़ों न्यूट्रॉन पैदा होते हैं। लेकिन अगर यह काम नहीं करता है या गलत समय पर काम करता है, तो एक तथाकथित धमाका या "ज़िल्च" होगा - एक कम-शक्ति वाला थर्मल विस्फोट।

न्यूट्रॉन दीक्षा से न केवल परिमाण के कई क्रमों द्वारा परमाणु विस्फोट की ऊर्जा रिहाई बढ़ जाती है, बल्कि इसे विनियमित करना भी संभव हो जाता है! यह स्पष्ट है कि, एक लड़ाकू मिशन प्राप्त करने के बाद, जिसे निर्धारित करते समय परमाणु हमले की शक्ति का संकेत दिया जाना चाहिए, कोई भी प्लूटोनियम असेंबली से लैस करने के लिए चार्ज को अलग नहीं करता है जो किसी दिए गए शक्ति के लिए इष्टतम है। एक स्विचेबल टीएनटी समकक्ष के साथ गोला-बारूद में, आपूर्ति वोल्टेज को न्यूट्रॉन ट्यूब में बदलने के लिए यह पर्याप्त है। तदनुसार, न्यूट्रॉन उपज और ऊर्जा रिलीज बदल जाएगी (बेशक, जब बिजली इस तरह से कम हो जाती है, तो बहुत सारा महंगा प्लूटोनियम बर्बाद हो जाता है)।

लेकिन उन्होंने ऊर्जा उत्सर्जन को विनियमित करने की आवश्यकता के बारे में बहुत बाद में और सबसे पहले सोचना शुरू किया युद्ध के बाद के वर्षबिजली कम करने की बात नहीं हो सकती. अधिक शक्तिशाली, अधिक शक्तिशाली और अधिक शक्तिशाली! लेकिन यह पता चला कि उप-महत्वपूर्ण क्षेत्र के अनुमेय आयामों पर परमाणु भौतिक और हाइड्रोडायनामिक प्रतिबंध हैं। सौ किलोटन विस्फोट के बराबर टीएनटी एकल-चरण युद्ध सामग्री के लिए भौतिक सीमा के करीब है, जिसमें केवल विखंडन होता है। परिणामस्वरूप, ऊर्जा के मुख्य स्रोत के रूप में विखंडन को छोड़ दिया गया, और ध्यान दूसरे वर्ग - संलयन की प्रतिक्रियाओं पर केंद्रित हो गया।

परमाणु भ्रम

चरण संक्रमण के कारण विस्फोट के समय प्लूटोनियम का घनत्व बढ़ जाता है

धात्विक प्लूटोनियम छह चरणों में मौजूद होता है, जिसका घनत्व 14.7 से 19.8 ग्राम/सेमी3 तक होता है। 119 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर एक मोनोक्लिनिक अल्फा चरण (19.8 ग्राम/सेमी3) होता है, लेकिन ऐसा प्लूटोनियम बहुत नाजुक होता है, और घन फलक-केंद्रित डेल्टा चरण (15.9) में यह प्लास्टिक और अच्छी तरह से संसाधित होता है (यह वह चरण है जो वे मिश्रधातु योजकों का उपयोग करके संरक्षित करने का प्रयास करते हैं)। विस्फोट संपीड़न के दौरान, कोई चरण संक्रमण नहीं हो सकता - प्लूटोनियम अर्ध-तरल अवस्था में है। उत्पादन के दौरान चरण परिवर्तन खतरनाक होते हैं: कब बड़े आकारभागों, घनत्व में मामूली बदलाव के साथ भी, गंभीर स्थिति तक पहुंचना संभव है। बेशक, कोई विस्फोट नहीं होगा - वर्कपीस बस गर्म हो जाएगा, लेकिन निकल चढ़ाना जारी हो सकता है (और प्लूटोनियम बहुत जहरीला है)।

न्यूट्रॉन स्रोत

पहले परमाणु बमों में बेरिलियम-पोलोनियम न्यूट्रॉन स्रोत का उपयोग किया गया था। आधुनिक चार्ज अधिक सुविधाजनक न्यूट्रॉन ट्यूबों का उपयोग करते हैं

वैक्यूम न्यूट्रॉन ट्यूब में, ट्रिटियम-संतृप्त लक्ष्य (कैथोड) (1) और एनोड असेंबली (2) के बीच 100 केवी का पल्स वोल्टेज लगाया जाता है। जब वोल्टेज अधिकतम होता है, तो यह आवश्यक है कि ड्यूटेरियम आयन एनोड और कैथोड के बीच हों, जिन्हें त्वरित करने की आवश्यकता है। इसके लिए आयन स्रोत का उपयोग किया जाता है। इसके एनोड (3) पर एक इग्निशन पल्स लगाया जाता है, और डिस्चार्ज, ड्यूटेरियम-संतृप्त सिरेमिक (4) की सतह से गुजरते हुए, ड्यूटेरियम आयन बनाता है। त्वरित होकर, वे ट्रिटियम से संतृप्त लक्ष्य पर बमबारी करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप 17.6 MeV की ऊर्जा निकलती है और न्यूट्रॉन और हीलियम-4 नाभिक बनते हैं।

कण संरचना और यहां तक ​​कि ऊर्जा उत्पादन के संदर्भ में, यह प्रतिक्रिया संलयन के समान है - प्रकाश नाभिक के संलयन की प्रक्रिया। 1950 के दशक में, कई लोगों का मानना ​​था कि यह संलयन था, लेकिन बाद में पता चला कि ट्यूब में एक "व्यवधान" होता है: या तो एक प्रोटॉन या एक न्यूट्रॉन (जो एक विद्युत क्षेत्र द्वारा त्वरित होकर ड्यूटेरियम आयन बनाता है) "फंस जाता है" लक्ष्य नाभिक (ट्रिटियम) में। यदि कोई प्रोटॉन फंस जाता है, तो न्यूट्रॉन टूट जाता है और मुक्त हो जाता है।

न्यूट्रॉन - धीमे और तेज़

एक गैर-विखंडनीय पदार्थ में, नाभिक से "उछलते हुए", न्यूट्रॉन अपनी ऊर्जा का एक हिस्सा उनमें स्थानांतरित करते हैं, नाभिक जितना अधिक हल्का (द्रव्यमान में उनके करीब) होता है। न्यूट्रॉन जितने अधिक टकरावों में भाग लेते हैं, उतना ही वे धीमे हो जाते हैं, और फिर, अंततः, वे आसपास के पदार्थ के साथ थर्मल संतुलन में आ जाते हैं - वे थर्मलाइज़ होते हैं (इसमें मिलीसेकेंड लगते हैं)। थर्मल न्यूट्रॉन गति 2200 m/s (ऊर्जा 0.025 eV) है। न्यूट्रॉन मॉडरेटर से बच सकते हैं और उसके नाभिक द्वारा पकड़ लिए जाते हैं, लेकिन मॉडरेशन के साथ परमाणु प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने की उनकी क्षमता काफी बढ़ जाती है, इसलिए जो न्यूट्रॉन "खो" नहीं जाते हैं वे संख्या में कमी की भरपाई कर देते हैं।

इस प्रकार, यदि विखंडनीय पदार्थ की एक गेंद एक मॉडरेटर से घिरी हुई है, तो कई न्यूट्रॉन मॉडरेटर को छोड़ देंगे या उसमें अवशोषित हो जाएंगे, लेकिन कुछ ऐसे भी होंगे जो गेंद में वापस आ जाएंगे ("प्रतिबिंबित") और, अपनी ऊर्जा खो देंगे। विखंडन की घटनाओं के कारण होने की अधिक संभावना है। यदि गेंद बेरिलियम की 25 मिमी मोटी परत से घिरी हुई है, तो 20 किलोग्राम U235 को बचाया जा सकता है और फिर भी असेंबली की महत्वपूर्ण स्थिति प्राप्त की जा सकती है। लेकिन ऐसी बचत समय की कीमत पर होती है: न्यूट्रॉन की प्रत्येक अगली पीढ़ी को विखंडन से पहले धीमा होना चाहिए। यह देरी प्रति इकाई समय में पैदा होने वाले न्यूट्रॉन की पीढ़ियों की संख्या को कम कर देती है, जिसका अर्थ है कि ऊर्जा रिलीज में देरी होती है। असेंबली में जितनी कम विखंडनीय सामग्री होती है, श्रृंखला प्रतिक्रिया विकसित करने के लिए उतने ही अधिक मॉडरेटर की आवश्यकता होती है, और विखंडन तेजी से कम ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन के साथ होता है। सीमित मामले में, जब गंभीरता केवल थर्मल न्यूट्रॉन के साथ हासिल की जाती है, उदाहरण के लिए एक अच्छे मॉडरेटर - पानी में यूरेनियम लवण के समाधान में, असेंबली का द्रव्यमान सैकड़ों ग्राम होता है, लेकिन समाधान समय-समय पर उबलता रहता है। छोड़े गए भाप के बुलबुले विखंडनीय पदार्थ के औसत घनत्व को कम कर देते हैं, श्रृंखला प्रतिक्रिया बंद हो जाती है, और जब बुलबुले तरल छोड़ते हैं, तो विखंडन का प्रकोप दोहराया जाता है (यदि आप बर्तन को रोकते हैं, तो भाप इसे तोड़ देगी - लेकिन यह एक थर्मल होगा) विस्फोट, सभी विशिष्ट "परमाणु" संकेतों से रहित)।

वीडियो: परमाणु विस्फोट

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पुरातन काल के सैकड़ों-हजारों प्रसिद्ध और भूले हुए बंदूकधारियों ने आदर्श हथियार की तलाश में लड़ाई लड़ी, जो एक क्लिक से दुश्मन सेना को ख़त्म करने में सक्षम हो। समय-समय पर, इन खोजों का एक निशान परियों की कहानियों में पाया जा सकता है जो कमोबेश एक चमत्कारिक तलवार या धनुष का वर्णन करते हैं जो बिना चूके वार करता है।

सौभाग्य से, तकनीकी प्रगति लंबे समय तक इतनी धीमी गति से आगे बढ़ी कि विनाशकारी हथियार का वास्तविक अवतार सपनों और मौखिक कहानियों और बाद में किताबों के पन्नों में ही रह गया। 19वीं सदी की वैज्ञानिक और तकनीकी छलांग ने 20वीं सदी के मुख्य भय के निर्माण के लिए परिस्थितियाँ प्रदान कीं। वास्तविक परिस्थितियों में बनाए और परीक्षण किए गए परमाणु बम ने सैन्य मामलों और राजनीति दोनों में क्रांति ला दी।

हथियारों के निर्माण का इतिहास

लंबे समय से यह माना जाता था कि सबसे शक्तिशाली हथियार केवल विस्फोटकों का उपयोग करके ही बनाए जा सकते हैं। सबसे छोटे कणों के साथ काम करने वाले वैज्ञानिकों की खोजों ने वैज्ञानिक प्रमाण प्रदान किया कि प्राथमिक कणों की मदद से भारी ऊर्जा उत्पन्न की जा सकती है। शोधकर्ताओं की श्रृंखला में सबसे पहले बेकरेल को कहा जा सकता है, जिन्होंने 1896 में यूरेनियम लवण की रेडियोधर्मिता की खोज की थी।

यूरेनियम स्वयं 1786 से ज्ञात है, लेकिन उस समय किसी को इसकी रेडियोधर्मिता पर संदेह नहीं था। वैज्ञानिकों का काम जारी 19वीं सदी का मोड़और बीसवीं शताब्दी में न केवल विशेष भौतिक गुणों का पता चला, बल्कि रेडियोधर्मी पदार्थों से ऊर्जा प्राप्त करने की संभावना भी सामने आई।

यूरेनियम पर आधारित हथियार बनाने के विकल्प को सबसे पहले 1939 में फ्रांसीसी भौतिकविदों, जूलियट-क्यूरीज़ द्वारा विस्तार से वर्णित, प्रकाशित और पेटेंट कराया गया था।

हथियारों के लिए इसके महत्व के बावजूद, वैज्ञानिक स्वयं ऐसे विनाशकारी हथियार के निर्माण के सख्त विरोधी थे।

प्रतिरोध में द्वितीय विश्व युद्ध से गुज़रने के बाद, 1950 के दशक में दंपत्ति (फ्रेडरिक और आइरीन) ने युद्ध की विनाशकारी शक्ति को महसूस करते हुए, सामान्य निरस्त्रीकरण की वकालत की। उन्हें नील्स बोह्र, अल्बर्ट आइंस्टीन और उस समय के अन्य प्रमुख भौतिकविदों का समर्थन प्राप्त है।

इस बीच, जबकि जूलियट-क्यूरीज़ पेरिस में नाज़ियों की समस्या में व्यस्त थे, ग्रह के दूसरी ओर, अमेरिका में, दुनिया का पहला परमाणु प्रभार विकसित किया जा रहा था। रॉबर्ट ओपेनहाइमर, जिन्होंने इस कार्य का नेतृत्व किया, को व्यापक शक्तियाँ और विशाल संसाधन दिए गए। 1941 के अंत में मैनहट्टन परियोजना की शुरुआत हुई, जिसके परिणामस्वरूप अंततः पहले लड़ाकू परमाणु हथियार का निर्माण हुआ।

न्यू मैक्सिको के लॉस एलामोस शहर में, हथियार-ग्रेड यूरेनियम के लिए पहली उत्पादन सुविधाएं स्थापित की गईं। इसके बाद, इसी तरह के परमाणु केंद्र पूरे देश में दिखाई दिए, उदाहरण के लिए शिकागो में, ओक रिज, टेनेसी में, और कैलिफोर्निया में शोध किया गया। अमेरिकी विश्वविद्यालयों के प्रोफेसरों के साथ-साथ जर्मनी से भागे भौतिकविदों की सर्वोत्तम ताकतों को बम बनाने में झोंक दिया गया।

"थर्ड रैह" में ही, फ्यूहरर की विशेषता के अनुसार एक नए प्रकार के हथियार बनाने पर काम शुरू किया गया था।

चूँकि "बेस्नोवेटी" को टैंकों और विमानों में अधिक रुचि थी, और जितना अधिक बेहतर था, उसे एक नए चमत्कारिक बम की अधिक आवश्यकता नहीं दिखी।

तदनुसार, परियोजनाएं हिटलर द्वारा समर्थित नहीं थीं सर्वोत्तम स्थितिघोंघे की गति से चला गया।

जब चीजें गर्म होने लगीं, और यह पता चला कि टैंक और विमानों को पूर्वी मोर्चे ने निगल लिया था, तो नए चमत्कारिक हथियार को समर्थन मिला। लेकिन तब तक बहुत देर हो चुकी थी, बमबारी और सोवियत टैंक वेजेज के लगातार डर की स्थिति में, परमाणु घटक के साथ एक उपकरण बनाना संभव नहीं था।

सोवियत संघएक नए प्रकार के विनाशकारी हथियार बनाने की संभावना पर अधिक ध्यान दिया गया। युद्ध-पूर्व काल में, भौतिकविदों ने परमाणु ऊर्जा और परमाणु हथियार बनाने की संभावना के बारे में सामान्य ज्ञान एकत्र और समेकित किया। यूएसएसआर और यूएसए दोनों में परमाणु बम के निर्माण की पूरी अवधि के दौरान इंटेलिजेंस ने गहनता से काम किया। युद्ध ने विकास की गति को धीमा करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई, क्योंकि विशाल संसाधन मोर्चे पर चले गए।

सच है, शिक्षाविद इगोर वासिलीविच कुरचटोव ने अपनी विशिष्ट दृढ़ता से इस दिशा में सभी अधीनस्थ विभागों के काम को बढ़ावा दिया। थोड़ा आगे देखते हुए, यह वह है जिसे यूएसएसआर के शहरों पर अमेरिकी हमले के खतरे के सामने हथियारों के विकास में तेजी लाने का काम सौंपा जाएगा। सैकड़ों और हजारों वैज्ञानिकों और श्रमिकों की एक विशाल मशीन की बजरी में खड़ा वह ही था, जिसे सोवियत परमाणु बम के जनक की मानद उपाधि से सम्मानित किया जाएगा।

दुनिया का पहला परीक्षण

लेकिन आइये अमेरिकी परमाणु कार्यक्रम पर लौटते हैं। 1945 की गर्मियों तक, अमेरिकी वैज्ञानिक दुनिया का पहला परमाणु बम बनाने में कामयाब रहे। कोई भी लड़का जिसने खुद बनाया है या किसी दुकान से कोई शक्तिशाली पटाखा खरीदा है, उसे जितनी जल्दी हो सके उसे फूंकने की चाहत में असाधारण पीड़ा का अनुभव होता है। 1945 में सैकड़ों अमेरिकी सैनिकों और वैज्ञानिकों ने भी ऐसा ही अनुभव किया था।

16 जून, 1945 को, पहला परमाणु हथियार परीक्षण और अब तक के सबसे शक्तिशाली विस्फोटों में से एक अलामोगोर्डो रेगिस्तान, न्यू मैक्सिको में हुआ।

बंकर से विस्फोट देख रहे चश्मदीद 30 मीटर स्टील टॉवर के शीर्ष पर जिस ताकत से विस्फोट हुआ, उससे आश्चर्यचकित रह गए। सबसे पहले, हर चीज़ सूरज से कई गुना ज़्यादा तेज़ रोशनी से भरी हुई थी। फिर एक आग का गोला आकाश में उठा, जो धुएँ के स्तंभ में बदल गया जिसने प्रसिद्ध मशरूम का आकार ले लिया।

जैसे ही धूल जमी, शोधकर्ता और बम निर्माता विस्फोट स्थल की ओर दौड़ पड़े। उन्होंने सीसे से युक्त शर्मन टैंकों के परिणामों को देखा। उन्होंने जो देखा उससे वे चकित रह गये; कोई भी हथियार इतनी क्षति नहीं पहुँचा सकता था। कुछ स्थानों पर रेत पिघलकर कांच बन गयी।

टावर के छोटे अवशेष भी विशाल व्यास के गड्ढे में पाए गए, कटे-फटे और कुचले हुए ढाँचे स्पष्ट रूप से विनाशकारी शक्ति का चित्रण करते हैं।

हानिकारक कारक

इस विस्फोट ने नए हथियार की शक्ति के बारे में पहली जानकारी प्रदान की, इसका उपयोग दुश्मन को नष्ट करने के लिए किया जा सकता है। ये कई कारक हैं:

• प्रकाश विकिरण, फ्लैश, दृष्टि के संरक्षित अंगों को भी अंधा करने में सक्षम;
• शॉक वेव, केंद्र से चलने वाली हवा की घनी धारा, अधिकांश इमारतों को नष्ट कर देती है;
• एक विद्युत चुम्बकीय पल्स जो अधिकांश उपकरणों को निष्क्रिय कर देता है और विस्फोट के बाद पहली बार संचार के उपयोग की अनुमति नहीं देता है;
• मर्मज्ञ विकिरण, उन लोगों के लिए सबसे खतरनाक कारक है जिन्होंने अन्य हानिकारक कारकों से शरण ली है, इसे अल्फा-बीटा-गामा विकिरण में विभाजित किया गया है;
• रेडियोधर्मी संदूषण जो दसियों या सैकड़ों वर्षों तक स्वास्थ्य और जीवन को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकता है।

युद्ध सहित परमाणु हथियारों के आगे उपयोग ने जीवित जीवों और प्रकृति पर उनके प्रभाव की सभी विशेषताओं को दिखाया। 6 अगस्त, 1945 हिरोशिमा के छोटे शहर के हजारों निवासियों के लिए आखिरी दिन था, जो उस समय कई महत्वपूर्ण सैन्य प्रतिष्ठानों के लिए जाना जाता था।

प्रशांत क्षेत्र में युद्ध का परिणाम पहले से तय था, लेकिन पेंटागन का मानना ​​था कि जापानी द्वीपसमूह पर ऑपरेशन में अमेरिकी नौसैनिकों की दस लाख से अधिक जानें जाएंगी। एक पत्थर से कई पक्षियों को मारने, जापान को युद्ध से बाहर निकालने, लैंडिंग ऑपरेशन पर बचत करने, एक नए हथियार का परीक्षण करने और इसे पूरी दुनिया में घोषित करने और सबसे ऊपर, यूएसएसआर को घोषित करने का निर्णय लिया गया।

सुबह एक बजे विमान "बेबी" परमाणु बम लेकर एक मिशन पर रवाना हुआ।

शहर के ऊपर गिराया गया बम सुबह 8.15 बजे लगभग 600 मीटर की ऊंचाई पर फट गया। भूकंप के केंद्र से 800 मीटर की दूरी पर स्थित सभी इमारतें नष्ट हो गईं. केवल कुछ इमारतों की दीवारें, जो 9 तीव्रता के भूकंप को झेलने के लिए डिज़ाइन की गई थीं, बच गईं।

बम विस्फोट के समय 600 मीटर के दायरे में मौजूद प्रत्येक दस लोगों में से केवल एक ही जीवित बच सका। प्रकाश विकिरण ने लोगों को कोयले में बदल दिया, जिससे पत्थर पर छाया के निशान रह गए, उस स्थान की गहरी छाप पड़ गई जहां वह व्यक्ति था। विस्फोट की लहर इतनी तेज़ थी कि यह विस्फोट स्थल से 19 किलोमीटर की दूरी तक कांच को तोड़ सकती थी।

हवा की घनी धारा के कारण एक किशोर खिड़की के माध्यम से घर से बाहर गिर गया; उतरने पर, उस व्यक्ति ने घर की दीवारों को ताश के पत्तों की तरह मुड़ते हुए देखा। विस्फोट की लहर के बाद आग का बवंडर आया, जिससे वे कुछ निवासी नष्ट हो गए जो विस्फोट से बच गए और जिनके पास आग क्षेत्र छोड़ने का समय नहीं था। विस्फोट से कुछ दूरी पर मौजूद लोगों को गंभीर अस्वस्थता का अनुभव होने लगा, जिसका कारण शुरू में डॉक्टरों के लिए स्पष्ट नहीं था।

बहुत बाद में, कुछ सप्ताह बाद, "विकिरण विषाक्तता" शब्द की घोषणा की गई, जिसे अब विकिरण बीमारी के रूप में जाना जाता है।

280 हजार से अधिक लोग सिर्फ एक बम के शिकार बने, सीधे विस्फोट से और उसके बाद की बीमारियों से।

जापान पर परमाणु हथियारों से बमबारी यहीं ख़त्म नहीं हुई। योजना के अनुसार, केवल चार से छह शहरों को प्रभावित किया जाना था, लेकिन मौसम की स्थिति ने केवल नागासाकी को ही प्रभावित होने दिया। इस शहर में 150 हजार से अधिक लोग फैट मैन बम के शिकार बने।

जापान के आत्मसमर्पण करने तक ऐसे हमले जारी रखने के अमेरिकी सरकार के वादे के कारण युद्धविराम हुआ और फिर एक समझौते पर हस्ताक्षर हुआ जो समाप्त हो गया विश्व युध्द. लेकिन परमाणु हथियारों के लिए यह सिर्फ शुरुआत थी।

दुनिया का सबसे शक्तिशाली बम

युद्ध के बाद की अवधि को यूएसएसआर ब्लॉक और उसके सहयोगियों के बीच संयुक्त राज्य अमेरिका और नाटो के साथ टकराव द्वारा चिह्नित किया गया था। 1940 के दशक में, अमेरिकियों ने सोवियत संघ पर हमला करने की संभावना पर गंभीरता से विचार किया। पूर्व सहयोगी को नियंत्रित करने के लिए, बम बनाने पर काम तेज करना पड़ा और 1949 में, 29 अगस्त को, परमाणु हथियारों में अमेरिकी एकाधिकार समाप्त हो गया। हथियारों की दौड़ के दौरान, दो परमाणु परीक्षण सबसे अधिक ध्यान देने योग्य हैं।

बिकनी एटोल, जो मुख्य रूप से फालतू स्विमसूट के लिए जाना जाता है, ने 1954 में एक विशेष शक्तिशाली परमाणु चार्ज के परीक्षण के कारण सचमुच दुनिया भर में धूम मचा दी।

अमेरिकियों ने एक नया डिज़ाइन आज़माने का निर्णय लिया है परमाणु हथियार, चार्ज की गणना नहीं की। परिणामस्वरूप, विस्फोट योजना से 2.5 गुना अधिक शक्तिशाली था। आस-पास के द्वीपों के निवासियों, साथ ही सर्वव्यापी जापानी मछुआरों पर हमला किया गया।

लेकिन यह सबसे शक्तिशाली अमेरिकी बम नहीं था. 1960 में, B41 परमाणु बम को सेवा में रखा गया था, लेकिन इसकी शक्ति के कारण इसका कभी भी पूर्ण परीक्षण नहीं किया गया। परीक्षण स्थल पर ऐसे खतरनाक हथियार के विस्फोट के डर से, चार्ज की शक्ति की गणना सैद्धांतिक रूप से की गई थी।

सोवियत संघ, जो हर चीज़ में प्रथम रहना पसंद करता था, ने 1961 में अनुभव किया, अन्यथा उपनाम "कुज़्का की माँ" रखा गया।

अमेरिका के परमाणु ब्लैकमेल का जवाब देते हुए सोवियत वैज्ञानिकों ने दुनिया का सबसे शक्तिशाली बम बनाया। नोवाया ज़ेमल्या पर परीक्षण किया गया, इसने दुनिया के लगभग सभी कोनों में अपनी छाप छोड़ी। स्मरणों के अनुसार, विस्फोट के समय सबसे दूरस्थ कोनों में हल्का भूकंप महसूस किया गया था।

बेशक, विस्फोट की लहर अपनी सारी विनाशकारी शक्ति खोकर, पृथ्वी का चक्कर लगाने में सक्षम थी। आज तक, यह मानव जाति द्वारा निर्मित और परीक्षण किया गया दुनिया का सबसे शक्तिशाली परमाणु बम है। बेशक, अगर उसके हाथ आज़ाद होते, तो किम जोंग-उन का परमाणु बम अधिक शक्तिशाली होता, लेकिन उसके पास इसका परीक्षण करने के लिए नई पृथ्वी नहीं है।

परमाणु बम उपकरण

आइए एक बहुत ही आदिम, विशुद्ध रूप से समझने के लिए, परमाणु बम के उपकरण पर विचार करें। परमाणु बमों के कई वर्ग हैं, लेकिन आइए तीन मुख्य पर विचार करें:

• यूरेनियम 235 पर आधारित यूरेनियम का विस्फोट सबसे पहले हिरोशिमा के ऊपर हुआ;
• प्लूटोनियम 239 पर आधारित प्लूटोनियम का विस्फोट सबसे पहले नागासाकी पर हुआ;
• थर्मोन्यूक्लियर, जिसे कभी-कभी हाइड्रोजन भी कहा जाता है, ड्यूटेरियम और ट्रिटियम के साथ भारी पानी पर आधारित है, सौभाग्य से आबादी के खिलाफ इसका उपयोग नहीं किया जाता है।

पहले दो बम एक अनियंत्रित परमाणु प्रतिक्रिया के माध्यम से भारी नाभिक को छोटे में विभाजित करने के प्रभाव पर आधारित हैं, जिससे भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है। तीसरा हीलियम के निर्माण के साथ हाइड्रोजन नाभिक (या बल्कि इसके ड्यूटेरियम और ट्रिटियम के समस्थानिक) के संलयन पर आधारित है, जो हाइड्रोजन के संबंध में भारी है। समान बम वजन के लिए, हाइड्रोजन बम की विनाशकारी क्षमता 20 गुना अधिक है।

यदि यूरेनियम और प्लूटोनियम के लिए यह महत्वपूर्ण द्रव्यमान (जिस पर एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू होती है) से अधिक द्रव्यमान को एक साथ लाने के लिए पर्याप्त है, तो हाइड्रोजन के लिए यह पर्याप्त नहीं है।

यूरेनियम के कई टुकड़ों को विश्वसनीय रूप से एक में जोड़ने के लिए, एक तोप प्रभाव का उपयोग किया जाता है जिसमें यूरेनियम के छोटे टुकड़ों को बड़े टुकड़ों में गोली मार दी जाती है। बारूद का भी उपयोग किया जा सकता है, लेकिन विश्वसनीयता के लिए कम शक्ति वाले विस्फोटकों का उपयोग किया जाता है।

प्लूटोनियम बम में, श्रृंखला प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक परिस्थितियाँ बनाने के लिए, विस्फोटकों को प्लूटोनियम युक्त सिल्लियों के चारों ओर रखा जाता है। संचयी प्रभाव के कारण, साथ ही बहुत केंद्र में स्थित न्यूट्रॉन सर्जक (कई मिलीग्राम पोलोनियम के साथ बेरिलियम) के कारण, आवश्यक शर्तें प्राप्त होती हैं।

इसमें एक मुख्य चार्ज होता है, जो अपने आप नहीं फट सकता और एक फ्यूज होता है। ड्यूटेरियम और ट्रिटियम नाभिक के संलयन के लिए स्थितियां बनाने के लिए, हमें कम से कम एक बिंदु पर अकल्पनीय दबाव और तापमान की आवश्यकता होती है। इसके बाद, एक शृंखला प्रतिक्रिया घटित होगी।

ऐसे पैरामीटर बनाने के लिए, बम में एक पारंपरिक, लेकिन कम-शक्ति, परमाणु चार्ज शामिल होता है, जो फ्यूज होता है। इसका विस्फोट थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया की शुरुआत के लिए स्थितियां बनाता है।

परमाणु बम की शक्ति का अनुमान लगाने के लिए, तथाकथित "टीएनटी समकक्ष" का उपयोग किया जाता है। विस्फोट ऊर्जा की रिहाई है, दुनिया में सबसे प्रसिद्ध विस्फोटक टीएनटी (टीएनटी - ट्रिनिट्रोटोल्यूइन) है, और सभी नए प्रकार के विस्फोटक इसके बराबर हैं। बम "बेबी" - 13 किलोटन टीएनटी। यह 13000 के बराबर है.

बम "फैट मैन" - 21 किलोटन, "ज़ार बोम्बा" - 58 मेगाटन टीएनटी। 26.5 टन के द्रव्यमान में केंद्रित 58 मिलियन टन विस्फोटकों के बारे में सोचना डरावना है, यानी इस बम का वजन कितना है।

परमाणु युद्ध और परमाणु आपदाओं का खतरा

बीसवीं सदी के सबसे भयानक युद्ध के बीच उभरते हुए परमाणु हथियार मानवता के लिए सबसे बड़ा ख़तरा बन गए। द्वितीय विश्व युद्ध के तुरंत बाद, शीत युद्ध शुरू हुआ, जो कई बार लगभग पूर्ण परमाणु संघर्ष में बदल गया। कम से कम एक पक्ष द्वारा परमाणु बमों और मिसाइलों के इस्तेमाल के खतरे पर 1950 के दशक में चर्चा शुरू हुई।

हर कोई समझता और समझता है कि इस युद्ध में कोई विजेता नहीं हो सकता।

इसे रोकने के लिए कई वैज्ञानिकों और राजनेताओं द्वारा प्रयास किए गए हैं और किए जा रहे हैं। शिकागो विश्वविद्यालय, आमंत्रित परमाणु वैज्ञानिकों की राय का उपयोग करते हुए नोबेल पुरस्कार विजेता, आधी रात से कुछ मिनट पहले कयामत की घड़ी सेट करता है। आधी रात एक परमाणु प्रलय, एक नए विश्व युद्ध की शुरुआत और पुरानी दुनिया के विनाश का प्रतीक है। पिछले कुछ वर्षों में, आधी रात से लेकर घड़ी की सूइयां 17 से 2 मिनट तक बदलती रहीं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में होने वाली कई बड़ी दुर्घटनाएँ भी ज्ञात हैं। इन आपदाओं का हथियारों से अप्रत्यक्ष संबंध है; परमाणु ऊर्जा संयंत्र अभी भी परमाणु बमों से भिन्न हैं, लेकिन वे सैन्य उद्देश्यों के लिए परमाणु के उपयोग के परिणामों को पूरी तरह से प्रदर्शित करते हैं। उनमें से सबसे बड़ा:

• 1957 किश्तिम दुर्घटना, भंडारण प्रणाली में विफलता के कारण, Kyshtym के पास एक विस्फोट हुआ;
• 1957, ब्रिटेन, इंग्लैंड के उत्तर-पश्चिम में, सुरक्षा जांच नहीं की गई;
• 1979, संयुक्त राज्य अमेरिका, एक असामयिक रिसाव के कारण, एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र से विस्फोट और रिसाव हुआ;
• 1986, चेरनोबिल में त्रासदी, चौथी बिजली इकाई का विस्फोट;
• 2011, जापान के फुकुशिमा स्टेशन पर दुर्घटना।

इनमें से प्रत्येक त्रासदियों ने सैकड़ों हजारों लोगों के भाग्य पर भारी छाप छोड़ी और पूरे क्षेत्रों को विशेष नियंत्रण के साथ गैर-आवासीय क्षेत्रों में बदल दिया।

ऐसी घटनाएं हुईं जिनकी वजह से परमाणु आपदा की शुरुआत लगभग पूरी हो गई। सोवियत परमाणु पनडुब्बियोंबोर्ड पर बार-बार रिएक्टर-संबंधी दुर्घटनाएँ हुईं। अमेरिकियों ने 3.8 मेगाटन की क्षमता वाले दो मार्क 39 परमाणु बमों के साथ एक सुपरफोर्ट्रेस बमवर्षक गिराया। लेकिन सक्रिय "सुरक्षा प्रणाली" ने आरोपों को विस्फोट नहीं होने दिया और एक आपदा टल गई।

परमाणु हथियार अतीत और वर्तमान

आज यह किसी के लिए भी स्पष्ट है कि परमाणु युद्ध आधुनिक मानवता को नष्ट कर देगा। इस बीच, परमाणु हथियार रखने और परमाणु क्लब में प्रवेश करने, या यूं कहें कि दरवाजा खटखटाकर उसमें घुसने की इच्छा अभी भी कुछ राज्य नेताओं के मन को उत्तेजित करती है।

भारत और पाकिस्तान ने बिना अनुमति के परमाणु हथियार बनाए और इजरायली बम की मौजूदगी छिपा रहे हैं।

कुछ संपत्ति के लिए परमाणु बम- अंतरराष्ट्रीय मंच पर महत्व साबित करने का एक तरीका। दूसरों के लिए, यह पंख वाले लोकतंत्र या अन्य बाहरी कारकों द्वारा हस्तक्षेप न करने की गारंटी है। लेकिन मुख्य बात यह है कि ये भंडार व्यवसाय में नहीं जाते, जिसके लिए वे वास्तव में बनाए गए थे।

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परमाणु बम एक प्रक्षेप्य है जिसे परमाणु (परमाणु) ऊर्जा के बहुत तेजी से जारी होने के परिणामस्वरूप उच्च शक्ति विस्फोट उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

परमाणु बमों के संचालन का सिद्धांत

परमाणु आवेश को महत्वपूर्ण आकारों में कई भागों में विभाजित किया जाता है ताकि उनमें से प्रत्येक में विखंडनीय पदार्थ के परमाणुओं के विखंडन की एक स्व-विकासशील अनियंत्रित श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू न हो सके। ऐसी प्रतिक्रिया तभी घटित होगी जब आवेश के सभी भाग शीघ्रता से एक पूरे में जुड़ जाएंगे। समापन गति से व्यक्तिगत भागप्रतिक्रिया की पूर्णता और, अंततः, विस्फोट की शक्ति बहुत हद तक निर्भर करती है। चार्ज के हिस्सों को उच्च गति प्रदान करने के लिए पारंपरिक विस्फोटक के विस्फोट का उपयोग किया जा सकता है। यदि परमाणु चार्ज के हिस्सों को केंद्र से एक निश्चित दूरी पर रेडियल दिशाओं में रखा जाता है, और टीएनटी चार्ज को बाहर रखा जाता है, तो परमाणु चार्ज के केंद्र की ओर निर्देशित पारंपरिक चार्ज का विस्फोट करना संभव है। परमाणु आवेश के सभी हिस्से न केवल अत्यधिक गति के साथ एक पूरे में संयोजित हो जाएंगे, बल्कि विस्फोट उत्पादों के भारी दबाव से कुछ समय के लिए सभी तरफ से संकुचित भी हो जाएंगे और परमाणु होते ही तुरंत अलग नहीं हो पाएंगे। आवेश में शृंखला प्रतिक्रिया प्रारंभ हो जाती है। इसके परिणामस्वरूप, ऐसे संपीड़न के बिना काफी अधिक विखंडन होगा, और, परिणामस्वरूप, विस्फोट की शक्ति बढ़ जाएगी। एक न्यूट्रॉन परावर्तक भी विखंडनीय सामग्री की समान मात्रा के लिए विस्फोट शक्ति में वृद्धि में योगदान देता है (सबसे प्रभावी परावर्तक बेरिलियम हैं< Be >, ग्रेफाइट, भारी पानी< H3O >). पहला विखंडन, जो एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू करेगा, के लिए कम से कम एक न्यूट्रॉन की आवश्यकता होती है। नाभिक के सहज विखंडन के दौरान प्रकट होने वाले न्यूट्रॉन के प्रभाव में श्रृंखला प्रतिक्रिया की समय पर शुरुआत पर भरोसा करना असंभव है, क्योंकि यह अपेक्षाकृत कम ही होता है: यू-235 के लिए - 1 क्षय प्रति घंटा प्रति 1 ग्राम। पदार्थ. वायुमंडल में मुक्त रूप में भी बहुत कम न्यूट्रॉन मौजूद हैं: S = 1 सेमी/वर्ग के माध्यम से। औसतन, प्रति सेकंड लगभग 6 न्यूट्रॉन उड़ते हैं। इस कारण से, परमाणु आवेश में न्यूट्रॉन के एक कृत्रिम स्रोत का उपयोग किया जाता है - एक प्रकार का परमाणु डेटोनेटर कैप्सूल। यह यह भी सुनिश्चित करता है कि कई विखंडन एक साथ शुरू हों, इसलिए प्रतिक्रिया परमाणु विस्फोट के रूप में आगे बढ़ती है।

विस्फोट विकल्प (बंदूक और विस्फोट योजनाएं)

विखंडनीय आवेश को विस्फोटित करने की दो मुख्य योजनाएँ हैं: तोप, जिसे बैलिस्टिक भी कहा जाता है, और विस्फोटक।

"तोप डिज़ाइन" का उपयोग पहली पीढ़ी के कुछ परमाणु हथियारों में किया गया था। तोप सर्किट का सार सबक्रिटिकल द्रव्यमान ("बुलेट") के विखंडनीय पदार्थ के एक ब्लॉक से बारूद के चार्ज को दूसरे स्थिर ब्लॉक ("लक्ष्य") में फायर करना है। ब्लॉकों को डिज़ाइन किया गया है ताकि कनेक्ट होने पर उनका कुल द्रव्यमान सुपरक्रिटिकल हो जाए।

यह विस्फोट विधि केवल यूरेनियम गोला-बारूद में ही संभव है, क्योंकि प्लूटोनियम में परिमाण के दो क्रम उच्च न्यूट्रॉन पृष्ठभूमि होती है, जो ब्लॉकों के जुड़ने से पहले एक श्रृंखला प्रतिक्रिया के समय से पहले विकास की संभावना को तेजी से बढ़ा देती है। इससे ऊर्जा का अधूरा विमोचन होता है (तथाकथित "फ़िज़ी", अंग्रेजी) प्लूटोनियम गोला-बारूद में तोप सर्किट को लागू करने के लिए, चार्ज भागों के कनेक्शन की गति को तकनीकी रूप से अप्राप्य स्तर तक बढ़ाना आवश्यक है , यूरेनियम प्लूटोनियम की तुलना में यांत्रिक अधिभार को बेहतर ढंग से सहन करता है।

विस्फोटक योजना. इस विस्फोट योजना में एक रासायनिक विस्फोटक के विस्फोट से निर्मित एक केंद्रित शॉक वेव के साथ विखंडनीय सामग्री को संपीड़ित करके एक सुपरक्रिटिकल स्थिति प्राप्त करना शामिल है। शॉक वेव पर ध्यान केंद्रित करने के लिए, तथाकथित विस्फोटक लेंस का उपयोग किया जाता है, और सटीक सटीकता के साथ कई बिंदुओं पर एक साथ विस्फोट किया जाता है। विस्फोटकों और विस्फोटों को रखने के लिए ऐसी प्रणाली का निर्माण एक समय में सबसे कठिन कार्यों में से एक था। "तेज" और "धीमे" विस्फोटकों - टीएटीवी (ट्रायमिनोट्रिनिट्रोबेंजीन) और बाराटोल (बेरियम नाइट्रेट के साथ ट्रिनिट्रोटोलुइन का मिश्रण), और कुछ एडिटिव्स से विस्फोटक लेंस के उपयोग से एक अभिसरण शॉक वेव का गठन सुनिश्चित किया गया था।