Време: 0 сек. Дистанция: 0 м (точно в епицентъра).
Иницииране на експлозия на ядрен детонатор.
Време:<
0,0000001 c. Разстояние: 0 м. Температура: до 100 милиона°C.
Началото и протичането на ядрени и термоядрени реакции в заряд. С експлозията си ядреният детонатор създава условия за възникване на термоядрени реакции: зоната на термоядрено горене преминава през ударна вълна в веществото на заряда със скорост около 5000 km/s (10 6 -10 7 m/s). Около 90% от неутроните, освободени по време на реакциите, се абсорбират от веществото на бомбата, останалите 10% излитат.
Време:<
10 −7 c. Разстояние: 0 m.
До 80% или повече от енергията на реагиращото вещество се трансформира и освобождава под формата на меко рентгеново и твърдо UV лъчение с огромна енергия. Рентгеновото лъчение генерира топлинна вълна, която нагрява бомбата, излиза и започва да нагрява околния въздух.
Време:< 10 −7 c. Расстояние: 2 м. Температура: 30 млн.°C.
Краят на реакцията, началото на разпръскването на бомбеното вещество. Бомбата веднага изчезва от погледа и на нейно място се появява ярка светеща сфера (огнена топка), маскираща дисперсията на заряда. Скоростта на растеж на сферата в първите метри е близка до скоростта на светлината. Плътността на веществото тук пада до 1% от плътността на околния въздух за 0,01 s; температурата пада до 7-8 хиляди °C за 2,6 секунди, задържа се ~5 секунди и допълнително намалява с издигането на огнената сфера; След 2-3 s налягането пада малко под атмосферното.
Време: 1,1 × 10 −7 s. Разстояние: 10 м. Температура: 6 милиона°C.
Разширяването на видимата сфера до ~10 m възниква поради сиянието на йонизиран въздух под рентгеново лъчение от ядрени реакции и след това чрез радиационна дифузия на самия нагрят въздух. Енергията на радиационните кванти, напускащи термоядрения заряд, е такава, че техният свободен път, преди да бъдат уловени от въздушни частици, е около 10 m и първоначално е сравнима с размера на сфера; фотоните бързо обикалят цялата сфера, усреднявайки нейната температура и излитат от нея със скоростта на светлината, йонизирайки все повече и повече слоеве въздух; следователно същата температура и почти светлинна скорост на растеж. Освен това, от улавяне до улавяне, фотоните губят енергия, разстоянието им на пътуване се намалява и растежът на сферата се забавя.
Време: 1,4 × 10 −7 s. Разстояние: 16 м. Температура: 4 милиона°C.
Като цяло, от 10−7 до 0,08 секунди, първата фаза на сиянието на сферата настъпва с бърз спад на температурата и освобождаване на ~1% от радиационната енергия, най-вече под формата на UV лъчи и ярка светлинна радиация, която може да увреди визията на далечен наблюдател, без да причинява изгаряния на кожата. Осветеност земната повърхноств тези моменти, на разстояния до десетки километри, тя може да бъде сто и повече пъти по-слънчева.
Време: 1,7 × 10 −7 s. Разстояние: 21 м. Температура: 3 милиона°C.
Парите от бомби под формата на клубове, плътни съсиреци и струи плазма, като бутало, компресират въздуха пред тях и образуват ударна вълна вътре в сферата - вътрешен удар, който се различава от конвенционалната ударна вълна в неадиабатни, почти изотермични свойства и при същите налягания е няколко пъти по-плътен: ударно компресираният въздух незабавно излъчва по-голямата част от енергията през топката, която все още е прозрачна за радиация.
В първите десетки метри околните обекти, преди огнената сфера да ги удари, поради твърде високата си скорост, нямат време да реагират по никакъв начин - те дори практически не се нагряват и, след като влязат в сферата под потока от радиация, те се изпаряват моментално.
Време: 0.000001 s. Разстояние: 34 м. Температура: 2 милиона°C. Скорост 1000 км/с.
С нарастването на сферата и падането на температурата, енергията и плътността на потока на фотоните намаляват и техният обхват (от порядъка на метър) вече не е достатъчен за почти светлинни скорости на разширяване на фронта на огъня. Нагретият обем въздух започва да се разширява и от центъра на експлозията се образува поток от неговите частици. Когато въздухът все още е на границата на сферата, топлинната вълна се забавя. Разширяващият се нагрят въздух вътре в сферата се сблъсква с неподвижния въздух на нейната граница и, започвайки някъде от 36-37 m, се появява вълна с нарастваща плътност - бъдещата външна въздушна ударна вълна; Преди това вълната нямаше време да се появи поради огромния темп на растеж на светлинната сфера.
Време: 0.000001 s. Разстояние: 34 м. Температура: 2 милиона°C.
Вътрешният удар и изпаренията на бомбата са разположени в слой 8-12 m от мястото на експлозията, пикът на налягането е до 17000 MPa на разстояние 10,5 m, плътността е ~ 4 пъти по-голяма от плътността на въздуха, скоростта е ~100 km/s. Област на горещ въздух: налягането на границата е 2500 MPa, вътре в областта до 5000 MPa, скорост на частиците до 16 km/s. Веществото на бомбените пари започва да изостава от вътрешния удар, тъй като все повече и повече въздух в него се привлича в движение. Плътните съсиреци и струи поддържат скорост.
Време: 0.000034 s. Разстояние: 42 м. Температура: 1 милион°C.
Условия в епицентъра на експлозията на първата съветска водородна бомба (400 kt на височина 30 m), която създава кратер с диаметър около 50 m и дълбочина 8 m. На 15 м от епицентъра или на 5-6 м от основата на кулата със заряда имаше стоманобетонен бункер със стени с дебелина 2 м за поставяне на научна апаратура отгоре, покрит с голяма могила пръст с дебелина 8 м - унищожени.
Време: 0.0036 s. Разстояние: 60 м. Температура: 600 хил. °C.
От този момент характерът на ударната вълна престава да зависи от началните условия на ядрения взрив и се доближава до характерния за силен взрив във въздуха, т.е. Такива вълнови параметри могат да се наблюдават по време на експлозията на голяма маса от конвенционални експлозиви.
Вътрешният шок, преминал цялата изотермична сфера, настига и се слива с външния, увеличавайки неговата плътност и образувайки т.нар. силен удар е единичен фронт на ударна вълна. Плътността на материята в сферата пада до 1/3 атмосферна.
Време: 0.014 сек. Разстояние: 110 м. Температура: 400 хил. °C.
Подобна ударна вълна в епицентъра на експлозията на първата съветска атомна бомба с мощност 22 kt на височина 30 m генерира сеизмично изместване, което разрушава имитационни тунели на метрото с различни видове закрепване на дълбочина 10, 20 и 30. m; животни в тунели на дълбочина 10, 20 и 30 m умряха. На повърхността се появи незабележима падина във формата на чиния с диаметър около 100 м. Подобни условия бяха в епицентъра на експлозията на Тринити (21 kt на височина 30 м, кратер с диаметър 80 м и дълбочина 2 м се образува).
Време: 0.004 сек. Разстояние: 135 м. Температура: 300 хил. °C.
Максималната височина на въздушната експлозия е 1 Mt, за да се образува забележим кратер в земята. Фронтът на ударната вълна е изкривен от ударите на бомбени пари.
Време: 0.007 сек. Разстояние: 190 м. Температура: 200 хил. °C.
На гладката и привидно лъскава предна част на ударната вълна се образуват големи „мехури“ и ярки петна (кълбото сякаш кипи). Плътността на материята в изотермична сфера с диаметър ~150 m пада под 10% от атмосферната плътност.
Немасивните обекти се изпаряват няколко метра преди пристигането на огнената сфера („трикове с въже“); човешкото тяло от страната на експлозията ще има време да се овъгли и напълно ще се изпари с пристигането на ударната вълна.
Време: 0.01 сек. Разстояние: 214 м. Температура: 200 хил. °C.
Подобна въздушна ударна вълна на първата съветска атомна бомба на разстояние 60 м (52 м от епицентъра) унищожи главите на шахтите, водещи към имитационни тунели на метрото под епицентъра (виж по-горе). Всяка глава беше мощен стоманобетонен каземат, покрит с малък земен насип. Фрагментите от главите са попаднали в стволовете, които след това са били смачкани от сеизмичната вълна.
Време: 0.015 s. Разстояние: 250 м. Температура: 170 хил. °C.
Ударната вълна силно разрушава скалите. Скоростта на ударната вълна е по-висока от скоростта на звука в метала: теоретичната граница на якост на входната врата на убежището; резервоарът се сплесква и изгаря.
Време: 0.028 сек. Разстояние: 320 м. Температура: 110 хил. °C.
Човек се разсейва от поток от плазма (скоростта на ударната вълна е равна на скоростта на звука в костите, тялото се разпада на прах и незабавно изгаря). Пълно унищожаване на най-издръжливите надземни конструкции.
Време: 0.073 сек. Разстояние: 400 м. Температура: 80 хил.°C.
Неравностите по сферата изчезват. Плътността на веществото пада в центъра до почти 1%, а на ръба на изотермичната сфера с диаметър ~320 m - до 2% от атмосферната. На това разстояние в рамките на 1,5 s се нагрява до 30 000°C и пада до 7000°C, ~5 s остава на ~6500°C и температурата пада за 10-20 s, докато огненото кълбо се движи нагоре.
Време: 0.079 сек. Разстояние: 435 м. Температура: 110 хил. °C.
Пълно унищожаване на магистрали с асфалтово и бетонно покритие.Температурен минимум на излъчване на ударна вълна, край на първата фаза на светене. Метро тип укритие, облицовано с чугунени тръби с монолитен стоманобетон и заровено до 18 m, е изчислено да може да издържи експлозия (40 kt) без разрушаване на височина 30 m на минимално разстояние 150 m (налягане на ударна вълна от порядъка на 5 MPa), 38 kt RDS са тествани -2 на разстояние 235 m (налягане ~1,5 MPa), получени са незначителни деформации и повреди.
При температури във фронта на компресия под 80 хиляди °C нови молекули NO 2 вече не се появяват, слоят азотен диоксид постепенно изчезва и престава да екранира вътрешното излъчване. Сферата на удара постепенно става прозрачна и през нея, като през затъмнено стъкло, за известно време се виждат облаци от бомбени пари и изотермичната сфера; Като цяло огнената сфера е подобна на фойерверките. След това, с увеличаване на прозрачността, интензивността на радиацията се увеличава и детайлите на сферата, сякаш пламват отново, стават невидими.
Време: 0.1 сек. Разстояние: 530 м. Температура: 70 хил. °C.
Когато фронтът на ударната вълна се отдели и се придвижи напред от границата на огнената сфера, скоростта на нейното нарастване значително намалява. Започва втората фаза на сиянието, по-малко интензивна, но два порядъка по-дълга, с освобождаване на 99% от радиационната енергия на експлозията, главно във видимия и инфрачервения спектър. През първите сто метра човек няма време да види експлозията и умира без страдание (времето за зрителна реакция на човека е 0,1-0,3 s, времето за реакция на изгаряне е 0,15-0,2 s).
Време: 0.15 сек. Разстояние: 580 м. Температура: 65 хил. °C. Радиация: ~100000 Gy.
Човек остава с овъглени фрагменти от кости (скоростта на ударната вълна е от порядъка на скоростта на звука в меките тъкани: хидродинамичен удар, който разрушава клетките и тъканта преминава през тялото).
Време: 0.25 сек. Разстояние: 630 м. Температура: 50 хил. °C. Проникваща радиация: ~40000 Gy.
Човек се превръща в овъглени останки: ударната вълна причинява травматични ампутации, а огнена сфера, която се приближава след част от секундата, овъглява останките.
Пълно унищожаване на танка. Пълно унищожаване на подземни кабелни линии, водопроводи, газопроводи, канализации, ревизионни кладенци. Разрушаване на подземни стоманобетонни тръби с диаметър 1,5 м и дебелина на стената 0,2 м. Разрушаване на сводеста бетонна дига на водноелектрическа централа. Тежко разрушаване на дълготрайни стоманобетонни укрепления. Малки щети по подземни конструкции на метрото.
Време: 0.4 сек. Разстояние: 800 м. Температура: 40 хил.°C.
Нагряване на предмети до 3000°C. Проникваща радиация ~20000 Gy. Пълно унищожаване на всички съоръжения за гражданска защита (укрития), унищожаване на защитните устройства на входовете на метрото. Разрушаване на гравитачен бетонен бент на водноелектрическа централа. Кутиите стават неефективни на разстояние 250 m.
Време: 0.73 сек. Разстояние: 1200 м. Температура: 17 хил.°C. Радиация: ~5000 Gy.
При височина на експлозията 1200 m, нагряването на приземния въздух в епицентъра преди пристигането на ударната вълна достига 900 ° C. Човек е 100% убит от ударната вълна.
Разрушаване на убежища, проектирани за 200 kPa (тип A-III или клас 3). Пълно унищожаване на сглобяеми стоманобетонни бункери на разстояние 500 м в условията на земна експлозия. Пълно разрушаване на железопътните релси. Максималната яркост на втората фаза на сиянието на сферата; до този момент тя е освободила ~ 20% от светлинната енергия.
Време: 1.4 сек. Разстояние: 1600 м. Температура: 12 хил. °C.
Нагряване на предмети до 200°C. Радиация - 500 Gy. Многобройни изгаряния от 3-4 степен до 60-90% от повърхността на тялото, тежко радиационно увреждане, съчетано с други наранявания; смъртност веднага или до 100% в първия ден.
Танкът е изхвърлен назад ~10 m и е повреден. Пълно разрушаване на метални и стоманобетонни мостове с разстояние 30-50м.
Време: 1.6 сек. Разстояние: 1750 м. Температура: 10 хил. °C. Радиация: прибл. 70 гр.
Екипажът на танка умира в рамките на 2-3 седмици от изключително тежка лъчева болест.
Пълно разрушаване на бетонни, стоманобетонни монолитни (нискоетажни) и устойчиви на земетресения сгради от 0,2 MPa, вградени и свободно стоящи навеси, проектирани за 100 kPa (тип A-IV или клас 4), навеси в сутерените на многоетажни сгради.
Време: 1.9 сек. Разстояние: 1900 м. Температура: 9 хил.°C.
Опасно увреждане на човек от ударната вълна и изхвърляне до 300 м с начална скорост до 400 км/ч; от които 100-150 м (0,3-0,5 пътеки) е свободен полет, а останалата дистанция са множество рикошети по земята. Радиацията от около 50 Gy е фулминантна форма на лъчева болест, 100% смъртност в рамките на 6-9 дни.
Разрушаване на вградени заслони, проектирани за 50 kPa. Силни разрушения на устойчиви на земетръс сгради. Налягане 0,12 MPa и по-високо - всички градски сгради са плътни и изпразнени и се превръщат в твърди развалини (индивидуални развалини се сливат в една непрекъсната), височината на развалините може да бъде 3-4 м. Огнената сфера по това време достига максималния си размер (~2 km в диаметър), се смачква отдолу от ударната вълна, отразена от земята и започва да се издига; изотермичната сфера в него се срутва, образувайки бърз възходящ поток в епицентъра - бъдещият крак на гъбата.
Време: 2.6 сек. Разстояние: 2200 м. Температура: 7,5 хил. °C.
Тежки наранявания на човек от ударна вълна. Радиация ~10 Gy е изключително тежка остра лъчева болест, с комбинация от увреждания, 100% смъртност в рамките на 1-2 седмици. Безопасен престой в резервоар, в укрепен сутерен със стоманобетонен под и в повечето укрития на гражданската защита.
Унищожаване на камиони. 0,1 MPa е проектното налягане на ударната вълна за проектиране на конструкции и защитни устройства за подземни конструкции на плитки линии на метрото.
Време: 3.8 сек. Разстояние: 2800 м. Температура: 7,5 хил. °C.
Радиация от 1 Gy - в мирни условия и своевременно лечение, неопасно радиационно увреждане, но при нехигиенични условия и тежък физически и психологически стрес, съпътстващи бедствието, липса на медицинска помощ, хранене и нормална почивка, до половината от жертвите умират само от радиация и съпътстващи заболявания, а по отношение на размера на щетите (плюс наранявания и изгаряния) - много повече.
Налягане по-малко от 0,1 MPa - градските райони с плътно застрояване се превръщат в твърди развалини. Пълно разрушаване на мазета без укрепване на конструкциите 0,075 MPa. Средното разрушаване на устойчиви на земетръс сгради е 0,08-0,12 MPa. Тежки щети на сглобяеми стоманобетонни бункери. Детонация на пиротехника.
Време: 6 c. Разстояние: 3600 м. Температура: 4,5 хил. °C.
Средно увреждане на човек от ударна вълна. Радиация ~0,05 Gy - дозата не е опасна. Хората и предметите оставят „сенки“ върху асфалта.
Пълно унищожаване на административни многоетажни рамкови (офисни) сгради (0,05-0,06 MPa), заслони от най-прост тип; тежко и пълно разрушаване на масивни промишлени структури. Почти всички градски сгради са унищожени с образуването на местни развалини (една къща - една развалина). Пълно унищожаване на леките автомобили, пълно унищожаване на гората. Електромагнитен импулс от ~3 kV/m засяга нечувствителни електрически уреди. Разрушението е подобно на земетресение с магнитуд 10.
Сферата се превърна в огнен купол, като балон, плаващ нагоре, носейки със себе си колона дим и прах от повърхността на земята: характерна експлозивна гъба расте с първоначална вертикална скорост до 500 км/ч. Скоростта на вятъра на повърхността до епицентъра е ~100 км/ч.
Време: 10 c. Разстояние: 6400 м. Температура: 2 хил.°C.
В края на ефективното време на втората фаза на светене, ~80% от общата енергия на светлинното излъчване е освободена. Останалите 20% светят безвредно за около минута с непрекъснато намаляване на интензитета, като постепенно се губят в облаците. Разрушаване на най-простия тип подслон (0,035-0,05 MPa).
В първите километри човек няма да чуе рева на експлозията поради увреждане на слуха от ударната вълна. Човек е изхвърлен от ударна вълна на ~20 m с начална скорост ~30 km/h.
Пълно разрушение на многоетажни тухлени къщи, панелни къщи, силно разрушение на складове, умерено разрушение на рамкови административни сгради. Разрушението е подобно на земетресение с магнитуд 8. Безопасно в почти всяко мазе.
Блясъкът на огнения купол престава да бъде опасен, той се превръща в огнен облак, нарастващ по обем, докато се издига; горещите газове в облака започват да се въртят във вихър с форма на тор; горещите продукти от експлозията са локализирани в горната част на облака. Потокът от прашен въздух в колоната се движи два пъти по-бързо, тъй като гъбата се издига, изпреварва облака, преминава през него, отклонява се и сякаш се навива около него, сякаш на пръстеновидна макара.
Време: 15 c. Разстояние: 7500 м.
Леко увреждане на човек от ударна вълна. Трета степен изгаряния на откритите части на тялото.
Пълно разрушаване на дървени къщи, силно разрушаване на тухлени многоетажни сгради 0,02-0,03 MPa, умерено разрушаване на тухлени складове, многоетажни стоманобетонни, панелни къщи; слабо разрушаване на административни сгради 0,02-0,03 MPa, масивни промишлени конструкции. Запалени автомобили. Разрушението е подобно на земетресение с магнитуд 6 или ураган с магнитуд 12 със скорост на вятъра до 39 m/s. Гъбата е нараснала до 3 км над епицентъра на експлозията (истинската височина на гъбата е по-голяма от височината на експлозията на бойната глава, около 1,5 км), има „пола“ от кондензация на водни пари в поток топъл въздух, раздухван от облака в студените горни слоеве на атмосферата.
Време: 35 c. Разстояние: 14 км.
Изгаряния от втора степен. Хартията и тъмната мушама се запалват. Зона на непрекъснати пожари; в райони с плътно запалими сгради са възможни огнена буря и торнадо (Хирошима, „Операция Гомор”). Слабо разрушаване на панелни сгради. Извеждане от строя на самолети и ракети. Разрушението е подобно на земетресение с магнитуд 4-5, буря с магнитуд 9-11 със скорост на вятъра 21-28,5 m/s. Гъбата е нараснала до ~5 км, огненият облак свети все по-слабо.
Време: 1 мин. Разстояние: 22 км.
Изгаряния първа степен, възможна смърт в плажно облекло.
Разрушаване на армирани стъкла. Изкореняване на големи дървета. Площ на индивидуални пожари. Гъбата се е издигнала до 7,5 км, облакът спира да излъчва светлина и вече има червеникав оттенък поради съдържащите се в него азотни оксиди, което ще я отличи рязко сред другите облаци.
Време: 1,5 мин. Разстояние: 35 км.
Максималният радиус на повреда на незащитено чувствително електрическо оборудване от електромагнитен импулс. Почти всички обикновени стъкла и някои от армираните стъкла на прозорците бяха счупени - особено в мразовитата зима, плюс възможността за порязвания от летящи фрагменти.
Гъбата се издигна до 10 км, скоростта на изкачване беше ~220 км/ч. Над тропопаузата облакът се развива предимно по ширина.
Време: 4 мин. Разстояние: 85 км.
Светкавицата изглежда като голямо и неестествено ярко слънце на хоризонта и може да причини изгаряне на ретината и прилив на топлина към лицето. Ударната вълна, пристигаща след 4 минути, все още може да събори човек от краката и да счупи отделни стъкла на прозорците.
Гъбата се издигна над 16 км, скоростта на изкачване беше ~140 км/ч.
Време: 8 мин. Разстояние: 145 км.
Светкавицата не се вижда отвъд хоризонта, но се вижда силно сияние и огнен облак. Общата височина на гъбата е до 24 км, облакът е с височина 9 км и диаметър 20-30 км, като с широката си част „почива“ върху тропопаузата. Облакът гъба е нараснал до максималния си размер и се наблюдава около час или повече, докато се разсее от ветровете и се смеси с нормалната облачност. Валежите с относително големи частици изпадат от облака в рамките на 10-20 часа, образувайки почти радиоактивна следа.
Време: 5,5-13 часа. Разстояние: 300-500 км.
Далечната граница на умерено заразената зона (зона А). Нивото на радиация на външната граница на зоната е 0,08 Gy/h; обща доза облъчване 0,4-4 Gy.
Време: ~10 месеца.
Ефективно време на полуутаяване на радиоактивни вещества за долните слоеве на тропическата стратосфера (до 21 km); падането също се случва главно в средните географски ширини в същото полукълбо, където е станала експлозията.
===============
И така, във водородна бомба по време на термоядрен взрив 100% от сместа от деутерий и тритий изгаря. Но в него, както във всички енергийни процеси, се случва тяхното разделяне, а не синтез на хелий. Ето защо няма напредък в развитието на термоядрения синтез за производство на електричество, тъй като енергийните устройства са проектирани според погрешна теория.
Резултатите, получени по-горе, могат да бъдат приписани на урановия заряд на водородна бомба. И така, разделянето на урановия заряд беше прекъснато и електронният газ избяга в ново работно пространство. Ако термоядреното гориво е смес от деутерий и тритий, тогава можем да кажем, че всичките 2∙10 28 електрона са били равномерно разпределени в обема на водородната бомба и всеки електрон е станал началото на верижна реакция с коефициент на умножение, равен на три . Повтаря се същият процес, както в центъра на урановия заряд, но с тази разлика, че тук няма ограничаващ фактор за разпространението на PDF върху цялата маса на термоядреното гориво. Ето защо цялата маса ядрено гориво изгаря - всички 100%. С развитието на PDFR процеса електрино напускат обема на бомбата под формата на γ-лъчение и всички освободени електрони се натрупват в него. И отново, електронният газ създава високо напрежение (налягане) в целия обем на бомбата, разкъсва тялото и навлиза в ново работно пространство. В този случай целият натрупан брой електрони започва да разделя азота и кислорода във въздуха. PDF в атмосферния въздух се изгасва главно поради свързването на електрони в отрицателно заредени въздушни йони, значителна част от които стават радиоактивни.
Интересно е да усетите мащаба на допълнителната мощност от експлозията на въздуха при термоядрен взрив. Според мемоарите на Славски, от вестниците е известно, че по време на експлозията на водородна бомба с капацитет 58 Mt TNT на Нова Земля, лед с дебелина 3 метра се е изпарил в радиус от 20 километра. След просто изчисление става ясно, че само за изпаряването на този лед е изразходвана 50 пъти повече енергия от посочената мощност на бомбата. Ясно е, че тази цифра е приблизителна и не отчита много неща; В откритата литература има данни, че при различни термоядрени експлозии допълнителната енергия на въздуха, участващ в експлозията, е с 2...3 порядъка по-висока от изчислената мощност на термоядрена бомба.
Що се отнася до синтеза на атоми и молекули, по време на този процес наистина се освобождава енергия. Тя обаче е с 20 порядъка по-малка от енергията на разпадане на вещество със същата маса на елементарни частици и се причинява от частичното разпадане на атомите при събирането им, а не от синтеза. Тогава електроните, „залепващите” молекули, успяват да „съблекат” атомите за кратък момент, премахвайки няколко електрони от тях, освобождавайки енергия, която се счита за енергията на синтеза. Следователно, както теоретично, така и практически, енергията се освобождава само при разпадането на материята, като енергиен акумулатор, на елементарни частици.
Разбрах, че бомбите ръждясват. Дори и атомни. Въпреки че този израз не трябва да се разбира буквално, това е общият смисъл на случващото се. По ред естествени причини сложните оръжия губят първоначалните си свойства с течение на времето до такава степен, че възникват много сериозни съмнения за тяхната работа, ако се стигне дотам. Ярък пример за това е настоящата история с американската термоядрена бомба B61, ситуацията с която стана като цяло объркваща и отчасти дори комична на места. Производителите на ядрени бойни глави от двете страни на океана предоставят еднакъв гаранционен срок за продуктите си - 30 години.
Тъй като едва ли ще говорим за корпоративен заговор на монополисти, очевидно проблемът е в законите на физиката. Ето как го описва авторът.
Националната администрация за ядрена сигурност на САЩ (NNSA) публикува на уебсайта си съобщение за началото на инженерната подготовка за производството на модернизирана термоядрена бомба B61-12, която е допълнителна модификация на „продукта“ B61, който влезе в американския арсенал от 1968 г. до края на 90-те години на миналия век и днес представлява, наравно с крилатите ракети Tomahawk, гръбнака на американската тактическа ядрена мощ. Както отбеляза ръководителят на NNSA Франк Клоц, това ще удължи живота на системата поне с още 20 години, т.е. приблизително до 2040-2045 г.
Чудно ли е, че журналистите веднага вдигнаха шум около това? Какво ще кажете за наскоро приетия в САЩ законопроект, забраняващ разработването на нови видове ядрени оръжия? Но какво да кажем за условията на договора START III? Вярно, имаше и такива, които се опитаха да свържат изявлението на Клоц с изявлението на Русия от 2011 г. за началото на мащабна работа за модернизиране на ядрения арсенал. Наистина се говореше не толкова за създаването на нови бойни глави, колкото за разработването на нови носители, например междуконтиненталните балистични ракети от пето поколение "Рубеж" и "Сармат", железопътният комплекс "Баргузин", ракетата с морско базиране "Булава" и изграждането на от осем подводни крайцера "Борей". Но на кого му пука за такива тънкости сега? Освен това тактическите ядрени оръжия все още не попадат в условията на START III. И като цяло всичко изброено има много косвено отношение към първопричината на историята. Първоначалният мотив се крие, както вече беше казано, преди всичко в законите на физиката.
Историята на B61 започва през 1963 г. с проекта TX-61 в Националната лаборатория в Лос Аламос в Ню Мексико. Математическото моделиране на прилагането на концепцията за използване на ядрени оръжия, която беше доминираща по това време, показа, че дори след масирани ядрени удари с бойни глави на балистични ракети, маса важни и добре защитени обекти ще останат на бойното поле, разчитайки на които врагът (всички добре разбираме кого са имали предвид) ще могат да продължат да водят голямата война. Военновъздушните сили на САЩ се нуждаеха от тактически инструмент за, така да се каже, „унищожаване на цели“, например заровени контролни и комуникационни бункери, подземни хранилища за гориво или други обекти, като известната подземна база за подводници в Крим, използвайки наземни ядрени експлозииниска мощност. Е, толкова малък, колкото „от 0,3 килотона“. И до 170 килотона, но повече за това по-долу.
Продуктът влиза в производство през 1968 г. и получава официалното име B61. През целия период на производство, във всички модификации, американците извадиха 3155 от тези бомби. И от този момент започва самата настоящата история, тъй като днес от целия трихиляден арсенал са останали само 150 „стратегически“ и около 400 „тактически“ бомби, както и още около 200 „тактически“ предмета в съхранение в резерв. Това е всичко. Къде отиде останалото? Съвсем уместно е да се пошегувате - те са напълно ръждясали - и това няма да е чак толкова голяма шега.
Бомбата B61 е термоядрена бомба или както не е съвсем правилно, но често наричана водородна. Неговият разрушителен ефект се основава на използването на реакцията на ядрен синтез на леки елементи в по-тежки (например получаване на един атом хелий от два атома деутерий), което освобождава огромно количество енергия. Теоретично е възможно да се стартира такава реакция в течен деутерий, но това е трудно от гледна точка на дизайна. Въпреки че първите тестови експлозии на полигона бяха извършени по този начин. Но беше възможно да се получи продукт, който да може да бъде доставен до целта със самолет само благодарение на комбинацията от тежък изотоп на водород (деутерий) и изотоп на литий с масово число 6, известен днес като литиев деутерид -6 . В допълнение към неговите „ядрени“ свойства, основното му предимство е, че е твърд и позволява деутерий да се съхранява при положителни температури на околната среда. Всъщност с появата на достъпния 6Li се появи възможността да се приложи на практика под формата на оръжие.
Американската термоядрена бомба е базирана на принципа на Телер-Улам. С известна степен на условност може да се представи като издръжлив корпус, вътре в който има иницииращ спусък и контейнер с термоядрено гориво. Спусъкът, или по нашенски детонатор, е малък плутониев заряд, чиято задача е да създаде начални условия за започване на термоядрена реакция - висока температура и налягане. „Термоядреният контейнер“ съдържа деутерид литий-6 и плутониева пръчка, разположена строго по надлъжната ос, която играе ролята на предпазител за термоядрена реакция. Самият контейнер (може да бъде направен от уран-238 или олово) е покрит с борни съединения, за да предпази съдържанието от преждевременно нагряване от неутронния поток от спусъка. Точността на относителната позиция на спусъка и контейнера е изключително важна, поради което след сглобяването на продукта вътрешното пространство се запълва със специална пластмаса, която провежда радиация, но в същото време осигурява надеждна фиксация по време на съхранение и преди етапа на детонация .
При задействане на спусъка 80% от енергията му се освобождава под формата на импулс от така наречените меки рентгенови лъчи, които се абсорбират от пластмасата и обвивката на „термоядрения“ контейнер. С напредването на процеса и двете се трансформират в плазма с висока температура и високо налягане, която компресира съдържанието на контейнера до по-малко от една хилядна от първоначалния му обем. По този начин плутониевата пръчка преминава в свръхкритично състояние, превръщайки се в източник на собствена ядрена реакция. Разрушаването на ядрата на плутония създава неутронен поток, който, взаимодействайки с ядрата на литий-6, освобождава тритий. Той вече взаимодейства с деутерий и започва същата реакция на синтез, освобождавайки основната енергия на експлозията.
A: Бойна глава преди експлозия; първото стъпало е отгоре, второто стъпало е отдолу. И двата компонента на термоядрена бомба.
B: Експлозивът детонира първия етап, компресира плутониевото ядро до суперкритично състояние и се запалва верижна реакцияразделяне.
C: По време на процеса на разцепване, първият етап произвежда импулс от рентгеново лъчение, който се движи по вътрешността на черупката, прониквайки в сърцевината от полистиролова пяна.
D: Вторият етап се свива поради аблация (изпарение) под въздействието на рентгенови лъчи и плутониевата пръчка във втория етап преминава в суперкритично състояние, инициирайки верижна реакция, освобождавайки огромни количества топлина.
E: В компресиран и нагрят литиево-6 деутерид протича реакция на синтез, излъченият неутронен поток инициира реакцията на разделяне на тампер. Огненото кълбо се разширява...
Е, докато всичко се развихри, термоядреният B61 е познато на вид „желязо с форма на бомба“ с дължина 3,58 метра и диаметър 33 cm, състоящо се от няколко части. Конусът на носа съдържа контролна електроника. Зад него има отделение със заряд, който прилича на напълно незабележим метален цилиндър. След това има сравнително малко отделение с електроника и опашка с твърдо фиксирани стабилизатори, съдържащи спирачен стабилизиращ парашут за забавяне на скоростта на падане, така че самолетът, който е хвърлил бомбата, има време да напусне зоната, засегната от експлозията.
Бомба "Б-61" е разглобена.
В този вид бомбата се съхранява „където е необходимо“. Включително почти 200 единици, разположени в Европа: в Белгия, Холандия, Германия, Италия и Турция. Или мислите защо днес САЩ отзовават свои граждани от Турция, дори семействата на дипломатите се евакуират, а охраната на авиобазата на НАТО Инджирлик е окупирала периметъра „боево“ и всъщност се готви да стреля своя партньор във военния блок при най-малкия опит да пресече периметъра на „американския“ сектор? Причината е именно наличието там на известен оперативен запас от американско тактическо ядрено оръжие. Това са точно B61. Не беше възможно да се установи точно колко от тях има в Турция, но има 12 от тях в авиобазата Рамщайн в Германия.
Полевите тестове на първите модели B61 като цяло дадоха задоволителни резултати. От разстояние 40 - 45 километра продуктът попада в кръг с радиус около 180 метра, което при максимална мощност на експлозията от 170 килотона гарантира успешно компенсиране на пропуска в разстояние от силата на самата земна експлозия . Вярно е, че военните скоро обърнаха внимание на теоретичната възможност на дизайна леко да променя силата на детонация, тъй като максимумът не винаги се изискваше и в редица случаи прекомерното усърдие причини много повече вреда, отколкото полза. Така че „чистият“ B61, както е първоначално изобретен, вече не оцелява днес.
Целият пуснат запас премина през цяла поредица от последователни модификации, от които най-„древната“ сега е B61-3 и скоро последвана от B61-4. Последното е особено интересно, тъй като един и същи продукт, в зависимост от настройките на електрониката, може да създаде експлозия с мощност от 0,3 - 1,5 - 10 - 45 килотона. Очевидно 0,3 килотона е приблизителната стойност на експлозивната мощност на спусъка, без да се изстреля последващата термоядрена част на бомбата.
В момента в експлоатация в Съединените щати са 3-ти и 4-ти модел на B61, за така наречените „ниски“ бомбардировки, използвани от тактически самолети: F-16, F-18, F-22, A-10, Tornado и Eurofighter . И модифицирани до нива на мощност от 60, 80 и 170 килотона, модификации 7 и 11 се считат за „високопланински“ и са включени в гамата от оръжия на стратегическите бомбардировачи B-2A и B-52N.
Историята щеше да свърши дотук, ако не беше физиката. Изглежда, че направиха бомба, поставиха я в специален склад, поставиха охрана и започнаха рутинната си служба. Е, да, в началото на 70-те години, в резултат на авиационни аварийни ситуации с B-52, патрулиращи във въздуха, се случиха няколко неприятности, когато бяха изгубени няколко ядрени бомби. Край бреговете на Испания от време на време избухват търсения и до днес. Военновъздушните сили на САЩ никога не признаха точно колко „продукти“ са имали по това време „потънали заедно с останките от самолета“. Просто бяха 3155, а останаха около хиляда, това не може да се отдаде на някаква извънредна ситуация. Къде отиде разликата?
Заради досадата, по-горе описах подробно структурата на американския тактически „ядренбатон“. Без него би било трудно да се разбере същността на проблема, пред който са изправени САЩ и който те се опитваха да скрият поне през последните 15 години. Спомняте си, че бомбата се състои от „резервоар с термоядрено гориво“ и плутониев спусък - запалка. С трития няма проблеми. Литиев-6 деутерид е твърдо вещество и доста стабилно по своите характеристики. Конвенционалните експлозиви, които съставляват детонационната сфера на първоначалния инициатор на задействане, със сигурност променят своите характеристики с течение на времето, но замяната им не създава особен проблем. Но има въпроси относно плутония.
Оръжеен плутоний - той се разпада. Постоянно и неудържимо. Проблемът с бойната ефективност на „старите“ плутониеви заряди е, че с течение на времето концентрацията на плутоний 239 намалява.Поради алфа разпадане (ядрата на плутоний-239 „губят“ алфа частици, които са ядрата на атома на хелий), примес на уран се образува вместо 235. Съответно критичната маса расте. За чист плутоний 239 той е 11 kg (10 cm сфера), за уран е 47 kg (17 cm сфера). Уран -235 също се разпада (това е същото като в случая с плутоний-239, също алфа разпад), замърсявайки плутониевата сфера с торий-231 и хелий.Примес от плутоний 241 (и той винаги е там, макар и малка част на процент) с период на полуразпад 14 години, също се разпада (в този случай вече има бета разпад - плутоний-241 "губи" електрон и неутрино), давайки Америций 241, което допълнително влошава критичните показатели (Америций -241 се разпада в алфа версията до нептуний-237 и всичко това, известно още като хелий).
Когато говорих за ръжда, не се шегувах. Плутоният зарежда „възраст“. И изглежда невъзможно да ги „актуализираме“. Да, теоретично, можете да промените дизайна на инициатора, да стопите 3 стари топки, да стопите 2 нови от тях... Чрез увеличаване на масата, като вземете предвид разграждането на плутония. „Мръсният“ плутоний обаче е ненадежден. Дори увеличена „топка“ може да не достигне суперкритично състояние, когато се компресира по време на експлозия... И ако изведнъж, по някакъв статистически каприз, в получената топка се образува повишено съдържание на плутоний-240 (образуван от 239 чрез улавяне на неутрони), , тогава напротив, може да трясне точно на завода Критичната стойност е 7% плутоний-240, превишаването й може да доведе до елегантно формулирания „проблем“ – „преждевременна детонация“.
Така стигаме до извода, че за обновяване на флота B61 САЩ се нуждаят от нови, свежи плутониеви инициатори. Но официално размножителните реактори в Америка бяха затворени през 1988 г. Има, разбира се, все още натрупани резерви. В Руската федерация до 2007 г. са натрупани 170 тона оръжеен плутоний, в САЩ - 103 тона. Въпреки че тези резерви също „остаряват“. Освен това си спомням статията на НАСА, че Съединените щати имат достатъчно плутоний-238 само за няколко RTG. Министерството на енергетиката обещава на НАСА 1,5 кг плутоний-238 годишно. “New Horizons” има 220-ватов RTG, съдържащ 11 килограма. “Кюриосити” - носи RTG с 4,8 кг. Освен това има предположения, че този плутоний вече е закупен в Русия...
Това повдига завесата на тайната по въпроса за „масовото изсъхване“ на американските тактически ядрени оръжия. Подозирам, че са демонтирали всички B61, произведени преди началото на 80-те години на 20 век, така да се каже, за да избегнат „внезапни инциденти“. И също така с оглед на неизвестното: - ще работи ли продуктът както трябва, ако, не дай си Боже, стигне до практическа употреба? Но сега крайният срок за останалата част от арсенала започна да наближава и очевидно старите трикове вече не работят с него. Бомбите трябва да се разглобяват, но в Америка няма какво да се правят нови. От думата – общо. Технологиите за обогатяване на уран са загубени, производството на оръжеен плутоний вече е спряно по взаимно съгласие между Русия и САЩ, специалните реактори са спрени. Специалисти практически не останаха. И както се оказа, Съединените щати вече нямат пари да започнат тези ядрени танци отначало в необходимото количество. Но е невъзможно да се изоставят тактическите ядрени оръжия поради редица причини политически причини. И като цяло в САЩ всички, от политиците до военните стратези, са твърде свикнали да имат тактическа ядрена палка. Без нея им е някак неудобно, студено, уплашено и много самотно.
Въпреки това, съдейки по информацията отворени източници, докато ядреният пълнеж в B61 все още не е напълно "изгнил". Продуктът ще продължи да работи 15-20 години. Друг е въпросът, че можете да забравите да го настроите на максимална мощност. Означава какво? Така че трябва да разберем как същата бомба може да бъде поставена по-точно! Изчисленията с помощта на математически модели показват, че чрез намаляване на радиуса на кръга, в който продуктът гарантирано ще попадне до 30 метра, и осигуряване не на земна, а на подземна детонация на бойната глава на дълбочина от най-малко 3 до 12 метра, разрушителната сила на удара, поради процесите, протичащи в плътна почвена среда, резултатът е същият, а силата на експлозията може да бъде намалена до 15 пъти. Грубо казано, същият резултат се постига със 17 килотона, вместо със 170. Как да стане това? Да, елементарно, Уотсън!
Военновъздушните сили използват технологията Joint Direct Attack Munition (JDAM) от близо 20 години. Вземете обикновена „тъпа“ (от английски dumb) бомба.
Към него е прикрепен комплект за насочване, включващ използване на GPS, опашната част е заменена от пасивна към активно управлявана по команди от бордовия компютър и ето ви нова, „умна“ бомба, способна да порази насочете точно. В допълнение, подмяната на материалите на някои елементи на корпуса и обтекателя на главата позволява да се оптимизира траекторията на продукта, срещащ препятствие, така че благодарение на собствената си кинетична енергия да може да проникне в земята на необходимата дълбочина преди Технологията е разработена от Boeing Corporation през 1997 г. по съвместна поръчка на ВВС и ВМС на САЩ. По време на „Втората иракска война“ е известен случай на 500-килограмов JDAM, ударил иракски бункер, разположен на 18 метра под земята. Освен това детонацията на самата бойна глава на бомбата се случи на минус третото ниво на бункера, разположен още 12 метра по-долу. Казано, сторено! Съединените щати имат програма за модернизиране на всички 400 „тактически“ и 200 „резервни“ B61 в последната модернизация B61-12. Има обаче слухове, че „високите“ опции също ще попаднат в тази програма.
Снимката от тестовата програма ясно показва, че инженерите са тръгнали точно по този път. Не трябва да обръщате внимание на стеблото, което стърчи зад стабилизаторите. Това е елемент за закрепване към тестов стенд в аеродинамичен тунел.
Важно е да се отбележи, че в централната част на продукта се появи вложка, в която са разположени ракетни двигатели с ниска мощност, изпускателната тръба на дюзите на които осигурява собствено въртене на бомбата по надлъжната ос. В комбинация с глава за самонасочване и активни кормила, B61-12 вече може да се плъзга на разстояние до 120 - 130 километра, което позволява на самолета-носител да го пусне, без да навлиза в зоната на противовъздушната отбрана на целта.
На 20 октомври 2015 г. Военновъздушните сили на САЩ проведоха изпитание на образец на нова тактическа термоядрена бомба на полигон в Невада, използвайки за носител изтребител-бомбардировач F-15E. Боеприпасите без заряд уверено удрят кръг с радиус 30 метра.
По отношение на точността (QUO):
Това означава, че формално американците са успели (има си израз) да хванат Бог за брадата. Под прикритието на „просто модернизиране на един много, много стар продукт“, който освен това не попада в нито едно от новосключените споразумения, САЩ създадоха „ядрено шило“ с повишен обсег и точност. Като се вземат предвид особеностите на физиката на ударната вълна на подземен взрив и модернизацията на бойната глава до 0,3 - 1,5 - 10 - 35 (според други източници до 50) килотона, в режим на проникване B61-12 може да осигури същото унищожаване като при конвенционална наземна експлозия с мощност от 750 до 1250 килотона.
Вярно, обратната страна на успеха бяха... парите и съюзниците. От 2010 г. насам Пентагонът е похарчил само 2 милиарда долара за търсене на решение, включително тестове за хвърляне на полигона, което е чиста глупост за американските стандарти. Вярно, възниква злонамерен въпрос: какво толкова ново са измислили, като се има предвид, че най-скъпият сериен комплект оборудване за дооборудване на конвенционална фугасна бомба от типа GBU, сравнима по размер и тегло, струва само 75 хиляди долара? Е, добре, защо да бъркаш в чуждия джоб.
Друго нещо е, че самите експерти от NNSA прогнозират разходите за преобразуване на целия настоящ боеприпас B61 в размер на най-малко 8,1 милиарда долара до 2024 г. Това е, ако нищо никъде не поскъпне дотогава, което е абсолютно фантастично очакване за американските военни програми. Въпреки че... дори ако този бюджет се раздели на 600 продукта, предназначени за модернизация, калкулаторът ми казва, че парите ще са необходими поне 13,5 милиона долара за брой. Колко по-скъпо е това, като се има предвид цената на дребно на обикновен комплект за „разузнаване на бомби“?
Съществува обаче много различна от нула вероятност цялата програма B61-12 никога да не бъде изпълнена напълно. Тази сума вече предизвика сериозно недоволство в Конгреса на САЩ, който сериозно се е заел да търси възможности за секвестиране на разходи и съкращаване на бюджетни програми. Включително защита. Пентагонът, разбира се, се бие до смърт. Заместник-министърът на отбраната за глобалната стратегия Маделин Крийдън каза на изслушване в Конгреса, че „въздействието на секвестирането заплашва да подкопае усилията [модернизация на ядрените оръжия] и допълнително да увеличи непланираните разходи чрез удължаване на периодите на разработка и производство“. Според нея вече в сегашния си вид бюджетните съкращения са довели до отлагане на началото на програмата за модернизация на B61 с около шест месеца. Тези. Началото на серийното производство на B61-12 се премести в началото на 2020 г.
От друга страна, гражданските конгресмени, заседаващи в различни контролни, мониторингови и всякакви бюджетни и финансови комисии, имат своите основания за секвест. Самолетът F-35, смятан за основен носител на нови термоядрени бомби, все още не лети реално. Програмата за доставката му на войските отново е нарушена и не се знае дали изобщо ще бъде изпълнена. Европейските партньори от НАТО все по-често изразяват загриженост относно опасността от повишаване на „тактическата сложност“ на модернизирания B61 и неизбежния „някакъв отговор от Русия“. И през последните няколко години той вече успя да демонстрира способността си да отблъсква нови заплахи по напълно асиметрични начини. Както и да се окаже, че в резултат на ответните мерки на Москва ядрената сигурност в Европа, въпреки сладките речи на Вашингтон, не се увеличи, а напротив, не намаля. Те все повече се придържат към желанието за безядрена Европа. И никак не са доволни от модернизираните термоядрени бомби. Може би новият британски министър-председател в първата си реч при встъпването си в длъжност обеща нещо за ядрено възпиране. Останалите, особено Германия, Франция и Италия, изобщо не се срамуват да заявят, че тактическите ядрени оръжия могат да помогнат най-малко срещу истинските им проблеми с мигрантите и терористичните заплахи.
Но Пентагонът все още няма къде да отиде. Ако не модернизирате тези бомби през следващите 4 до 8 години, тогава "ръждата ще изяде" половината от сегашните боеприпаси ... И след още пет години въпросът за модернизацията може да изчезне от само себе си, така да се каже, поради изчезване на т. за модернизация.
И, между другото, те имат същите проблеми с пълненето на бойните глави на стратегическите ядрени оръжия...
източници
Термоядрени оръжия
Термоядрени оръжия(известен още като H-бомба) - вид ядрено оръжие, чиято разрушителна сила се основава на използването на енергията от реакцията на ядрен синтез на леки елементи в по-тежки (например синтез на едно ядро на атом на хелий от две ядра на деутерий атоми), което освобождава колосално количество енергия.
общо описание
Термоядрено експлозивно устройство може да бъде изградено с помощта на течен деутерий или компресиран газообразен деутерий. Но появата на термоядрени оръжия стана възможна само благодарение на един вид литиев хидрид - литиев-6 деутерид. Това е съединение на тежък изотоп на водорода - деутерий и изотоп на литий с масово число 6.
Литиев-6 деутерид е твърдо вещество, което ви позволява да съхранявате деутерий (чието обичайно състояние е в нормални условия- газ) при положителни температури и в допълнение вторият му компонент - литий-6 - е суровината за получаване на най-оскъдния изотоп на водорода - тритий. Всъщност 6 Li е единственият промишлен източник на тритий:
Ранните американски термоядрени боеприпаси също използват естествен литиев деутерид, който съдържа главно изотоп на литий с масово число 7. Той също така служи като източник на тритий, но за това неутроните, участващи в реакцията, трябва да имат енергия от 10 MeV или по-висок.
Термоядрена бомба, работеща на принципа на Телер-Улам, се състои от два етапа: спусък и контейнер с термоядрено гориво.
Спусъкът е малък термоядрен плутониев ядрен заряд с мощност от няколко килотона. Задачата на спусъка е да създаде необходимите условия за запалване на термоядрена реакция - висока температураи натиск.
Контейнер с термоядрено гориво е основният елемент на бомбата. Вътре в него има термоядрено гориво - деутерид литий-6 - и плутониева пръчка, разположена по оста на контейнера, която играе ролята на предпазител за термоядрена реакция. Обвивката на контейнера може да бъде направена или от уран-238, вещество, което се разпада под въздействието на бързи неутрони (>0,5 MeV), освободени по време на реакцията на синтез, или от олово. Контейнерът е покрит със слой от неутронен абсорбер (борни съединения), за да предпази термоядреното гориво от преждевременно нагряване от неутронни потоци след задействащата експлозия. Спусъкът и контейнерът, разположени коаксиално, са запълнени със специална пластмаса, която провежда радиация от спусъка към контейнера, и са поставени в корпус на бомба, изработен от стомана или алуминий.
Възможна е опция, когато втората степен е направена не под формата на цилиндър, а под формата на сфера. Принципът на действие е същият, но вместо плутониев запалителен прът се използва плутониева куха сфера, разположена вътре и осеяна със слоеве литиев-6 деутерид. Ядрените тестове на бомби със сферична втора степен са показали по-голяма ефективност от бомбите, използващи цилиндрична втора степен.
Когато спусъкът избухне, 80% от енергията се освобождава под формата на мощен импулс от меки рентгенови лъчи, който се абсорбира от обвивката на втория етап и пластмасовия пълнител, който се превръща във високотемпературна плазма под високо налягане. В резултат на рязко нагряване на урановата (оловна) обвивка се получава аблация на материала на обвивката и се появява реактивна тяга, която заедно с налягането на светлината и плазмата компресира втората степен. В същото време обемът му намалява няколко хиляди пъти, а термоядреното гориво се нагрява до огромни температури. Въпреки това, налягането и температурата все още са недостатъчни, за да започнат термоядрена реакция, създавайки необходими условиязавършва плутониевата пръчка, която преминава в суперкритично състояние - започва ядрена реакция вътре в контейнера. Неутроните, излъчени от горящата плутониева пръчка, взаимодействат с литий-6, което води до тритий, който реагира с деутерий.
АБойна глава преди експлозия; първото стъпало е отгоре, второто стъпало е отдолу. И двата компонента на термоядрена бомба.
бЕксплозивът детонира първия етап, като компресира плутониевото ядро до свръхкритично състояние и инициира верижна реакция на делене.
° СПо време на първия етап на процеса на разцепване възниква рентгенов импулс, който се движи по вътрешността на черупката, прониквайки през пълнителя от експандиран полистирол.
дВторият етап се свива поради аблация (изпарение) под въздействието на рентгенови лъчи и плутониевата пръчка във втория етап преминава в свръхкритично състояние, инициирайки верижна реакция, освобождавайки огромни количества топлина.
дВ компресиран и нагрят литиево-6 деутерид протича реакция на синтез; излъченият неутронен поток инициира реакцията на разделяне на тампер. Огненото кълбо се разширява...
Ако обвивката на контейнера е направена от естествен уран, тогава бързите неутрони, генерирани в резултат на реакцията на синтез, предизвикват реакции на делене на атомите на уран-238 в него, добавяйки тяхната енергия към общата енергия на експлозията. По подобен начин се създава термоядрен взривпрактически неограничена мощност, тъй като зад черупката може да има други слоеве от литиев деутерид и слоеве от уран-238 (пуф).
Устройство за термоядрен боеприпас
Термоядрените боеприпаси съществуват както под формата на въздушни бомби ( водородили термоядрена бомба) и бойни глави за балистични и крилати ракети.
История
Най-голямата водородна бомба, детонирана някога, е съветската 50-мегатонна „Цар Бомба“, взривена на 30 октомври 1961 г. на полигона на архипелага Нова Земля. По-късно Никита Хрушчов публично се пошегува, че първоначалният план е бил да се взриви 100-мегатонна бомба, но зарядът е намален, „за да не се счупят всички стъкла в Москва“. Конструктивно бомбата наистина е проектирана за 100 мегатона и тази мощност може да се постигне чрез замяна на оловния тампер с уран. Бомбата е била взривена на височина 4000 метра над полигона Нова Земля. Ударната вълна след експлозията обиколи земното кълбо три пъти. Въпреки успешния тест, бомбата не влезе в експлоатация; въпреки това създаването и тестването на супербомбата имаше голямо въздействие политическо значение, демонстрирайки, че СССР е решил проблема с постигането на почти всяко ниво на мегатонаж на своя ядрен арсенал. Любопитно е, че след това растежът на мегатонажа на американския ядрен арсенал спря.
СССР
Първият съветски проект на термоядрено устройство приличаше на пластова торта и затова получи кодовото име „Слойка“. Проектът е разработен през 1949 г. (дори преди тестването на първата съветска ядрена бомба) от Андрей Сахаров и Виталий Гинзбург и има конфигурация на заряда, различна от сега известната верига на Телер-Улам. (Английски)Руски . В заряда слоеве от делящ се материал се редуваха със слоеве от термоядрено гориво - литиев деутерид, смесен с тритий („първата идея на Сахаров“). Зарядът за синтез, поставен около заряда за делене, беше неефективен за увеличаване на общата мощност на устройството (модерните устройства на Teller-Ulam могат да осигурят коефициент на умножение до 30 пъти). В допълнение, зоните на заряди за делене и синтез бяха осеяни с конвенционален експлозив - инициатор на първичната реакция на делене, което допълнително увеличи необходимата маса на конвенционалните експлозиви. Първото устройство RDS-6s от типа "Sloika" е тествано през 1953 г., получавайки името "Joe-4" на Запад (първите съветски ядрени опити са наречени кодови именаот американския псевдоним на Йосиф (Йосиф) Сталин „Чичо Джо“). Мощността на експлозията е еквивалентна на 400 килотона с ефективност само 15-20%. Изчисленията показват, че разпространението на нереагиралия материал предотвратява увеличаване на мощността над 750 килотона.
След като Съединените щати проведоха теста на Ivy Mike през ноември 1952 г., който доказа възможността за създаване на мегатонни бомби, Съветският съюз започна да разработва друг проект. Както Андрей Сахаров споменава в мемоарите си, „втората идея“ е представена от Гинзбург през ноември 1948 г. и предлага използването на литиев деутерид в бомба, която при облъчване с неутрони образува тритий и освобождава деутерий.
Скоро развитието на термоядрените оръжия в Съединените щати беше насочено към миниатюризиране на дизайна на Teller-Ulam, който можеше да бъде оборудван с междуконтинентални балистични ракети (ICBM) и балистични ракети, изстрелвани от подводници (SLBM). До 1960 г. бойните глави от клас мегатон W47 са разположени на подводници, оборудвани с балистични ракети Polaris. Бойните глави имаха маса от 700 фунта (320 kg) и диаметър от 18 инча (50 cm). По-късните тестове показаха ниската надеждност на бойните глави, инсталирани на ракети Polaris, и необходимостта от техните модификации. До средата на 70-те години миниатюризацията на нови версии на бойни глави по схемата на Teller-Ulam направи възможно поставянето на 10 или повече бойни глави в размерите на бойната глава на ракети с множество бойни глави (MIRV).
Великобритания
Испания, 1966 г
На 17 януари 1966 г. американски бомбардировач B-52 се сблъсква със самолет-цистерна над Испания, убивайки седем души. От четирите термоядрени бомби на борда на самолета три са открити веднага, една след двумесечно издирване.
Гренландия, 1968 г
На 21 януари 1968 г. самолет B-52, излитащ от летище в Платсбърг (Ню Йорк), се разбива в ледената обвивка на залива в 21:40 ч. централноевропейско време. Северна звезда(Гренландия) на петнадесет километра от военновъздушната база на САЩ Туле. На борда на самолета е имало 4 термоядрени бомби.
Пожарът допринесе за детонацията на спомагателните заряди във всичките четири атомни бомби, носени от бомбардировача, но не доведе до експлозия на самите ядрени устройства, тъй като те не бяха приведени в бойна готовност от екипажа. Повече от 700 датски цивилни и американски военни работеха в опасни условия без лични предпазни средства за почистване на радиоактивно замърсяване. През 1987 г. близо 200 датски работници неуспешно се опитват да съдят Съединените щати. Въпреки това, част от информацията беше публикувана от американските власти съгласно Закона за свобода на информацията. Но Кааре Улбак, главен консултант на Дания Национален институт Radiation Hygiene, каза, че Дания е проучила внимателно здравето на работниците в Thule и не е открила доказателства за повишена смъртност или случаи на рак.
На 16 януари 1963 г. Никита Хрушчов обявява създаването на водородна бомба в СССР. И това е още една причина да си припомним мащаба на неговите разрушителни последици и заплахата от оръжията за масово унищожение.
На 16 януари 1963 г. Никита Хрушчов обявява, че СССР е създал водородна бомба, след което ядрените опити са прекратени. Карибска криза 1962 г. показа колко крехък и беззащитен може да бъде светът на фона на ядрена заплаха, следователно, в безсмислена надпревара да се унищожат взаимно, СССР и САЩ успяха да стигнат до компромис и да подпишат първия договор, регулиращ развитието на ядрени оръжия - Договорът за забрана на опитите в атмосферата, космически и подводни, към които впоследствие се присъединиха много страни по света.
В СССР и САЩ опити с ядрено оръжие се провеждат от средата на 40-те години на миналия век. Теоретичната възможност за получаване на енергия чрез термоядрен синтез е известна още преди Втората световна война. Известно е също, че в Германия през 1944 г. е извършена работа за иницииране на термоядрен синтез чрез компресиране на ядрено гориво с помощта на конвенционални експлозивни заряди, но те не са успешни, тъй като не могат да бъдат постигнати необходимите температури и налягания.
През 15-те години на изпитване на ядрени оръжия в СССР и САЩ бяха направени много открития в областта на химията и физиката, които доведоха до производството на два вида бомби - атомни и водородни. Принципът на тяхното действие е малко по-различен: ако експлозията на атомна бомба е причинена от разпадането на ядрото, тогава водородната бомба експлодира поради синтеза на елементи с освобождаване на колосално количество енергия. Именно тази реакция протича в дълбините на звездите, където под въздействието на свръхвисоки температури и огромно налягане водородните ядра се сблъскват и се сливат в по-тежки хелиеви ядра. Полученото количество енергия е достатъчно, за да започне верижна реакция, включваща всички възможни водороди. Ето защо звездите не гаснат, а експлозията на водородна бомба има такава разрушителна сила.
Как работи?
Учените копират тази реакция, използвайки течни изотопи на водорода - деутерий и тритий, което й дава името "водородна бомба". Впоследствие се използва литиев-6 деутерид, твърдо съединение на деутерий и изотоп на литий, което по свой начин химични свойствае аналог на водорода. Така деутеридът литий-6 е гориво за бомби и всъщност се оказва по-„чист“ от уран-235 или плутоний, използвани в атомни бомби и причиняващи мощно излъчване. Но за да започне самата водородна реакция, нещо трябва много силно и рязко да повиши температурата вътре в снаряда, за което се използва конвенционален ядрен заряд. Но контейнерът за термоядрено гориво е направен от радиоактивен уран-238, редувайки го със слоеве от деутерий, поради което първите съветски бомби от този тип бяха наречени „пуфове“. Именно поради тях всички живи същества, дори на разстояние стотици километри от експлозията и оцелели след експлозията, могат да получат доза радиация, която ще доведе до тежки заболявания и смърт.
Защо се образува "гъба" по време на експлозия?
Всъщност облакът с форма на гъба е обикновено физическо явление. Такива облаци се образуват по време на обикновени експлозии с достатъчна мощност, по време на вулканични изригвания, силни пожари и падане на метеорити. Горещият въздух винаги се издига по-високо от студения, но тук неговото нагряване става толкова бързо и толкова силно, че той се издига нагоре във видима колона, извива се в пръстеновиден вихър и дърпа „крак“ със себе си - стълб от прах и дим от повърхността на земята. Когато въздухът се издига, той постепенно се охлажда, като става подобен на обикновен облак поради кондензацията на водни пари. Това обаче не е всичко. Много по-опасно за хората ударна взривна вълна, отклонявайки се по повърхността на земята от епицентъра на експлозията в кръг с радиус, достигащ 700 km, и радиоактивни утайки, падащи от същия този гъбен облак.
60 СССР водородни бомби
До 1963 г. в СССР са извършени повече от 200 ядрени опитни експлозии, 60 от които са термоядрени, т.е. в такъв случайне атомна бомба, а водородна бомба. Три или четири експеримента могат да се провеждат на тестовите площадки на ден, по време на които се изследват динамиката на експлозията, смъртността и потенциалните щети на противника.
Първо прототипе взривен на 27 август 1949 г., а последното изпитание на ядрено оръжие в СССР е извършено на 25 декември 1962 г. Всички тестове се проведоха основно на два полигона - на полигона Семипалатинск или "Сияпа", разположен на територията на Казахстан, и на Нова Земля, архипелаг в Северния ледовит океан.
12 август 1953 г.: първите тестове на водородна бомба в СССР
Първата водородна експлозия е извършена в Съединените щати през 1952 г. на атола Ениветак. Там те взривиха заряд с мощност 10,4 мегатона, което беше 450 пъти по-голямо от мощността на бомбата Fat Man, хвърлена над Нагасаки. Това устройство обаче не може да се нарече бомба в буквалния смисъл на думата. Това беше структура с размерите на триетажна къща, пълна с течен деутерий.
Но първото термоядрено оръжие в СССР е тествано през август 1953 г. на полигона Семипалатинск. Това вече беше истинска бомба, пусната от самолет. Проектът е разработен през 1949 г. (дори преди тестването на първата съветска ядрена бомба) от Андрей Сахаров и Юлий Харитон. Мощността на експлозията е еквивалентна на 400 килотона, но проучванията показват, че мощността може да бъде увеличена до 750 килотона, тъй като само 20% от горивото е изразходвано в термоядрената реакция.
Най-мощната бомба в света
Най-мощният взрив в историята е иницииран от група ядрени физици, ръководени от академика на Академията на науките на СССР И.В. Курчатов на 30 октомври 1961 г. на полигона Сухой нос на архипелага Нова Земля. Измерената мощност на експлозията е 58,6 мегатона, което е многократно повече от всички експериментални експлозии, извършени на територията на СССР или САЩ. Първоначално беше планирано бомбата да бъде още по-голяма и по-мощна, но нямаше самолет, който да може да вдигне повече тежест във въздуха.
Огненото кълбо на експлозията достигна радиус от приблизително 4,6 километра. Теоретично тя можеше да израсне до повърхността на земята, но това беше предотвратено от отразената ударна вълна, която повдигна дъното на топката и я изхвърли от повърхността. Ядрената гъба на експлозията се издигна на височина 67 километра (за сравнение: съвременните пътнически самолети летят на височина 8-11 километра). Осезаема вълна атмосферно налягане, в резултат на експлозията, обиколи земното кълбо три пъти, разпространявайки се само за няколко секунди, а звуковата вълна достигна остров Диксън на разстояние около 800 километра от епицентъра на експлозията (разстоянието от Москва до Санкт Петербург). Всичко в рамките на два-три километра беше замърсено с радиация.
