Водородная бомба, чем отличается от термоядерной, как изготавливается и испытывается, какой принцип действия, компактность, размеры и мощность, наличие оружия у КНДР

Ядерный клуб

На сегодняшний день насчитывается 9 стран, обладающих ядерным оружием:

• Соединенные Штаты;
• Россия;
• Великобритания;
• Франция;
• Китай;
• Индия
• Пакистан;
• Израиль;
• КНДР.

Страны ранжируются по количеству ядерного оружия в их арсенале. Если бы список строился по количеству боезарядов, на первом месте была бы Россия с ее 8000 единицами, из которых 1600 могут быть запущены прямо сейчас. Штаты отстают всего на 700 единиц, а «под рукой» у них зарядов еще на 320. «Ядерная дубина» — понятие чисто условное, на самом деле никакая не дубинка. Существует ряд соглашений между странами о нераспространении и сокращении запасов ядерного оружия.

Атомный клуб

Достижение предельной мощности

Затем последовало десятилетие непрерывной гонки вооружений, в ходе которой мощность термоядерных боеприпасов непрерывно возрастала. Наконец, 30 октября 1961 года над полигоном Новая Земля в воздухе на высоте около километра была взорвана самая мощная из когда-либо созданных и испытанных термоядерная бомба, известная на Западе как «царь-бомба».

Этот трехступенчатый боеприпас фактически разрабатывался как бомба мощностью 101,5 мегатонн, но стремление снизить радиоактивное заражение территории вынудило разработчиков отказаться от третьей ступени мощностью 50 мегатонн и снизить расчетную мощность устройства до 51,5 мегатонн. 5 мегатонн. При этом взрывная мощность основного ядерного заряда составляла 1,5 мегатонны, а второй термоядерной ступени предполагалось дать еще 50. Реальная мощность взрыва составляла до 58 мегатонн. Внешний вид бомбы показан на картинке ниже.

Последствия были впечатляющими. Несмотря на весьма значительную высоту взрыва в 4000 м, невероятно яркий огненный шар своим нижним краем почти достиг земли, а верхним краем поднялся на высоту более 4,5 км. Давление ниже точки детонации в шесть раз превышало пиковое давление взрыва в Хиросиме. Вспышка света была настолько яркой, что ее можно было увидеть на расстоянии 1000 километров, несмотря на пасмурную погоду. Один из участников испытаний увидел сквозь темные очки яркую вспышку и ощутил действие теплового импульса даже на расстоянии 270 км. Фото момента взрыва показано ниже.

При этом было показано, что мощность термоядерного заряда действительно не имеет границ. Ведь достаточно было завершить третью очередь и проектная мощность была бы достигнута. Но можно еще увеличить количество ступеней, так как вес Царь-бомбы был не более 27 тонн. Дисплей этого устройства показан на изображении ниже.

После этих испытаний многим политикам и военным как в СССР, так и в США стало ясно, что гонка ядерных вооружений достигла своего предела и ее необходимо остановить.

Современная Россия унаследовала ядерный арсенал СССР. Сегодня российские термоядерные бомбы продолжают служить сдерживающим фактором для тех, кто стремится к мировой гегемонии. Будем надеяться, что они сыграют только роль сдерживающего фактора и никогда не будут взорваны.

Термобарические боеприпасы

Вместе с БОВ широко известны термобарические боеприпасы (ТББ). При том же эффекте взрывного окисления на воздухе принцип действия таких боеприпасов отличается от БОВ.

За счет детонации центрального заряда ВВ происходит детонация термобарической смеси. Образовавшаяся взрывная волна обеспечивает быстрое перемешивание с воздухом и горение термобарического состава. TBB использует смесь на основе нитроэфиров и алюминиевой пудры.

Твердая версия смеси — А-3 (65% гексогена, 5% парафина и 30% алюминиевой пудры).

Преимущества ТББ перед объемной детонацией:

• нет ограничений по массе ВВ. Это позволило создать огневую мощь для вооружения отдельных должностных лиц;
• нечувствительность к атмосферным явлениям.

В рамках ТББ было разработано несколько типов оружия. Наиболее распространенными являются:

• тяжелые огнеметные системы «Буратино»;
• реактивный пехотный огнемет «Шмель»;
• выстрелы для РПГ-7;
• гранаты для подствольных гранатометов.

В то же время продолжаются работы по созданию термобарических боеприпасов большой мощности.

Радиационное заражение

Но самым опасным последствием взрыва, конечно же, будет радиационное загрязнение. Выпадение тяжелых элементов в бушующем пылающем вихре наполнит атмосферу мельчайшими частицами радиоактивной пыли — она ​​настолько легка, что при попадании в атмосферу может два-три раза обогнуть земной шар и только потом упасть в атмосферу в виде осадков. Таким образом, один взрыв бомбы мощностью 100 мегатонн может иметь последствия для всей планеты.

Браво

Впереди русских по красоте конструкции американцам не удалось сделать устройство компактным: вместо сахаровского порошкообразного дейтрида лития они использовали переохлажденный жидкий дейтерий. В Лос-Аламосе к сахаровской затяжке отнеслись с долей зависти: «вместо огромной коровы с ведром сырого молока русские используют пакет сухого молока». Однако обе стороны не смогли скрыть тайны друг от друга.

1 марта 1954 г близ атолла Бикини американцы испытали 15-мегатонную бомбу «Браво» на дейтриде лития, а 22 ноября 1955 г над Семипалатинский полигон, и снос почти половины полигона. С тех пор конструкция термоядерной бомбы претерпела незначительные изменения (например, между инициирующей бомбой и основным зарядом появился урановый экран) и стала канонической. И в мире нет других масштабных природных загадок, которые можно разгадать с помощью столь зрелищного эксперимента. Это рождение сверхновой.

Устройство термоядерной бомбы по принципу Теллера-Улама

Многие детали до сих пор засекречены, но есть основания полагать, что все доступное ныне термоядерное оружие использует в качестве прототипа устройство, созданное Эдвардом Теллеросом и Станиславом Уламом, в котором ядерная бомба (то есть первичный заряд) используется для генерации радиации сжимает и нагревает термоядерное топливо. Андрей Сахаров в Советском Союзе, по-видимому, самостоятельно выступил с похожей концепцией, которую назвал «третьей идеей».

Схематично устройство термоядерной бомбы в этом варианте показано на рисунке ниже.

Он был цилиндрическим, с примерно сферической первичной ядерной бомбой на одном конце. Вторичный термоядерный заряд в первых, еще непромышленных образцах, был из жидкого дейтерия, чуть позже он стал твердым из химического соединения под названием дейтерид лития.

Дело в том, что гидрид лития LiH уже давно используется в промышленности для безбаллонного транспорта водорода. Разработчики бомбы (эта идея впервые была использована в СССР) просто предложили вместо обычного водорода взять его изотоп дейтерия и соединить его с литием, так как гораздо проще сделать бомбу с твердым термоядерным зарядом.

Форма вторичного заряда представляла собой цилиндр, помещенный в контейнер со свинцовой (или урановой) оболочкой. Между зарядами находится нейтронный экран. Пространство между стенками контейнера с термоядерным топливом и корпусом бомбы заполнено специальным пластиком, обычно пенопластом. Сам корпус бомбы изготавливается из стали или алюминия.

Эти формы изменились в последних разработках, как показано на рисунке ниже.

В нем первичный заряд сплюснут, как арбуз или американский футбол, а вторичный шарообразен. Такие формы гораздо эффективнее вписываются во внутренний объем конических боеголовок ракет.

Изотопы водорода

Самым простым из всех существующих атомов является атом водорода. Он состоит всего из одного протона, образующего ядро, и одного электрона, вращающегося вокруг него. В результате научных исследований воды (H2O) было установлено, что в ней в небольших количествах присутствует так называемая «тяжелая» вода. Он содержит «тяжелые» изотопы водорода (2Н или дейтерий), ядра которых, помимо одного протона, содержат еще один нейтрон (частица, близкая по массе к протону, но не имеющая заряда).

Науке также известен тритий — третий изотоп водорода, ядро ​​которого содержит 1 протон и 2 нейтрона одновременно. Тритий характеризуется нестабильностью и постоянным самопроизвольным распадом с выделением энергии (излучения), в результате чего образуется изотопа гелия. Следы трития обнаружены в верхних слоях атмосферы Земли: именно там под действием космических лучей молекулы газа, из которого состоит воздух, претерпевают аналогичные изменения. Также возможно получение трития в ядерном реакторе путем облучения изотопа лития-6 мощным потоком нейтронов.

Операция Плющ

Так назывались испытания американского термоядерного оружия на Маршалловых островах в 1952 году, где была взорвана первая термоядерная бомба. Он назывался «Плющ Майк» и строился по типичной схеме Теллера-Улама. Его вторичный термоядерный заряд помещался в цилиндрический контейнер, представлявший собой теплоизолированный сосуд Дьюара с термоядерным горючим в виде жидкого дейтерия, по оси которого проходила «свеча» из 239-плутония.

Дьюар, в свою очередь, был покрыт слоем урана-238 весом более 5 тонн, который испарялся при взрыве, производя симметричное сжатие термоядерного топлива. Контейнер первичных и вторичных зарядов размещался в стальном корпусе шириной 80 дюймов и длиной 244 дюйма со стенками толщиной 10-12 дюймов, который до того времени был самым крупным образцом кованого изделия.

Внутренняя часть корпуса была облицована листами свинца и полиэтилена для отражения излучения после взрыва основного заряда и создания плазмы, нагревающей вторичный заряд. Вся установка весила 82 тонны. Вид устройства незадолго до взрыва показан на изображении ниже.

Первое испытание термоядерной бомбы состоялось 31 октября 1952 года. Мощность взрыва составила 10,4 мегатонны. Атолл Эниветок, на котором он производился, был полностью разрушен. Момент взрыва показан на изображении ниже.

Ядерное оружие

Первые испытания атомной бомбы, как известно, были проведены США еще в 1945 году. Это оружие было опробовано в «полевых» условиях во время Второй мировой войны на жителях японских городов Хиросима и Нагасаки. Они работают по принципу обмена. При взрыве запускается цепная реакция, провоцирующая деление ядер надвое с сопутствующим выделением энергии. Для этой реакции в основном используются уран и плутоний.

Именно с этими элементами связаны наши представления о том, из чего состоят атомные бомбы. Поскольку уран встречается в природе только в виде смеси трех изотопов, только один из которых способен поддерживать такую ​​реакцию, необходимо обогащать уран. Альтернативой является плутоний-239, который не встречается в природе и должен производиться из урана.

Если в урановой бомбе происходит реакция деления, то в водородной бомбе происходит реакция синтеза — в этом суть отличия водородной бомбы от атомной. Все мы знаем, что солнце дарит нам свет, тепло и, можно сказать, жизнь. Те же процессы, что происходят на солнце, могут легко уничтожить города и страны.

Взрыв водородной бомбы родился из реакции синтеза легких ядер, так называемого термоядерного синтеза. Это «чудо» возможно благодаря изотопам водорода — дейтерию и тритию. Вот почему бомба называется водородной бомбой. Вы также можете увидеть название «термоядерная бомба» из-за реакции, лежащей в основе этого оружия.

Ядерное оружие

Принцип действия

Ошибочный термин «вакуум» возник из-за кратковременного (сотые доли секунды) «выгорания» кислорода. На самом деле перепад давления не превышает 0,5 атмосферы, что безопасно для человека. Образовавшаяся зона горения сразу заполняется продуктами горения. И поражающим фактором является не «отсос вакуумом», а ударная волна.

Сам принцип объемного взрыва заключается в детонации горючего вещества, распыленного в определенном объеме воздуха. Площадь соприкосновения с воздухом всех аэрозольных частиц значительно больше, чем у вещества в его обычной форме. А в воздухе содержится кислород — окислитель, необходимый для взрыва. Такое «смешение» горючего вещества с окислителем значительно увеличивает мощность взрыва.

Благодаря такому принципу новое оружие получило название объемно-фугасных боеприпасов (БОВ).

По сравнению с взрывчатым веществом (XV) типа тротила, CWA имеет в 5-8 раз большую мощность. Однако из-за малой плотности распыляемого вещества скорость взрыва ХВА меньше. Для CWA она составляет 1500–2000 м/с против 6950 м/с для тротила. Из-за этого его способность крушить препятствия (взрывной эффект) ниже).

В повседневной жизни происходит объемный взрыв в виде аварий на предприятиях. Высокая концентрация горючей пыли или паров в воздухе создает условия для взрыва. К таким совершенно мирным веществам относятся древесина, уголь, сахарная пыль или пары бензина.

Реализация этой идеи в военных целях заключается в следующем. Снаряд или бомба доставляет горючее (взрывчатое) вещество к цели и распыляет его там. Через 100–150 мс происходит детонация аэрозольного облака. Важно, чтобы в этот момент взрывное облако заполнило максимальное пространство, сохраняя нужную концентрацию.

В качестве распыляемых горючих веществ применяют окись этилена или пропилена, металлический порошок, смесь МАПП. К последним относятся метилацетилен, аллен (пропадиен) и пропан. Оксиды этилена или пропилена эффективны, но токсичны и с ними трудно обращаться. Для военных целей проще использовать летучий бензин с добавлением алюминиево-магниевой пудры.

Преимущества БОВ:

• больше, чем сила взрывчатого вещества, сила взрыва;
• способность аэрозольного облака проникать в укрытия;
• при мощности, сравнимой с тактическим ядерным оружием, не приводит к радиоактивному заражению.

К недостаткам относятся:

• неустойчивость аэрозольного облака при неблагоприятных погодных условиях;
• наличие единственного вредного фактора – ударной волны;
• низкая эффективность против укреплений;
• предельный вес взрывчатого вещества. Для необходимой эффективности боеприпаса он должен быть не менее 20 кг.

Эти особенности не позволят БОВ заменить традиционные боеприпасы.

Его применение целесообразно против живой силы противника в укреплениях, естественных укрытиях или городских условиях.

СССР дает симметричный ответ

Термоядерное превосходство Америки длилось недолго. 12 августа 1953 года на Семипалатинском полигоне была испытана первая советская термоядерная бомба РДС-6, разработанная под руководством Андрея Сахарова и Юлия Харитона, но скорее лабораторное устройство, громоздкое и весьма несовершенное. Советские ученые, несмотря на малую мощность всего в 400 кг, испытывали полностью готовый боеприпас с термоядерным горючим в виде твердого дейтерида лития, а не жидкого дейтерия, как у американцев.

Кстати, следует отметить, что в составе дейтерида лития используется только изотоп 6Li (это связано с особенностями протекания термоядерных реакций), а в природе он смешивается с изотопом 7Li. Поэтому были построены специальные установки для разделения изотопов лития и выделения только 6Li.

Немного истории

После того, как мир увидел разрушительную мощь ядерного оружия, в августе 1945 года в Советском Союзе началась гонка, которая продолжалась до самого его распада. США первыми создали, испытали и применили ядерное оружие, первыми взорвали водородную бомбу, но СССР можно приписать первое производство малогабаритной водородной бомбы, которую можно доставить противнику на обычном самолете. 16.

Первая американская бомба была размером с трехэтажный дом, от водородной бомбы таких размеров толку мало. Советы получили такое оружие еще в 1952 году, тогда как первая «адекватная» американская бомба была принята на вооружение только в 1954 году. Если оглянуться назад и проанализировать взрывы в Нагасаки и Хиросиме, можно сделать вывод, что они не были такими мощными. Всего две бомбы разрушили оба города и убили, по разным данным, до 220 000 человек.

Ковровые бомбардировки Токио за один день могут убить 150-200 тысяч человек без ядерного оружия. Это связано с малой мощностью первых бомб — всего несколько десятков килотонн в тротиловом эквиваленте. Водородные бомбы испытывали с прицелом на преодоление 1 мегатонны и более.

Первая советская бомба была испытана с заявленной мощностью 3 Мт, но в итоге было испытано 1,6 Мт.

Немного истории

Царь-бомба

Самая мощная водородная бомба была испытана Советами в 1961 году. Мощность достигала 58-75 Мт, тогда как они заявляли о 51 Мт. «Царь» поверг мир в легкий шок, в прямом смысле. Ударная волна трижды обогнула планету. На полигоне (Новая Земля) не осталось ни одной сопки, взрыв был слышен на расстоянии 800 км. Огненный шар достиг в диаметре почти 5 км, «гриб» вырос на 67 км, а диаметр шапки составил почти 100 км.

Последствия такого взрыва в большом городе трудно себе представить. По мнению многих экспертов, именно испытание столь мощной водородной бомбы (у США в то время было в четыре раза меньше бомб по силе) было первым шагом к подписанию различных соглашений о запрещении ядерного оружия, его испытаниях и сокращении их производства. Мир впервые задумался о собственной безопасности, которой действительно угрожала опасность.

 

Чем водородная бомба отличается от атомной

Термоядерный синтез, процесс, происходящий при детонации водородной бомбы, является самым мощным видом энергии, доступным человечеству. Мы еще не научились использовать его в мирных целях, но приспособили к военным. Эта термоядерная реакция, подобная той, что можно наблюдать в звездах, высвобождает невероятный поток энергии. В ядерной энергетике энергия получается при делении атомного ядра, поэтому взрыв атомной бомбы происходит гораздо слабее.

Супербомба: деление, синтез, деление

Последовательность описанных выше процессов заканчивается после начала реакции дейтерия с тритием. Кроме того, было решено использовать деление ядер, а не синтез более тяжелых. После слияния ядер трития и дейтерия выделяется свободный гелий и быстрые нейтроны, энергии которых достаточно, чтобы инициировать начало деления ядер урана-238. Быстрые нейтроны могут расколоть атомы из урановой оболочки в супербомбу.

При делении тонны урана выделяется энергия порядка 18 Мт. При этом энергия используется не только для создания взрывной волны и выделения огромного количества тепла. Каждый атом урана распадается на два радиоактивных «фрагмента». Целый «букет» формируется из разных химических элементов (до 36) и около двухсот радиоактивных изотопов. Именно по этой причине образуется множество радиоактивных осадков, зафиксированных за сотни километров от эпицентра взрыва.

После падения «железного занавеса» стало известно, что в СССР планируют разработать «царь-бомбу», мощностью 100 Мт. В связи с тем, что в то время не было самолетов, способных нести такой мощный заряд, от этой идеи отказались в пользу 50-мегатонной бомбы.

Что такое реакция слияния ядер?

Топливом для реакции синтеза является изотоп водорода дейтерий или тритий. Первый отличается от обычного водорода тем, что в ядре, кроме одного протона, есть еще нейтрон, а в ядре трития уже два нейтрона. В природной воде один атом дейтерия составляет 7000 атомов водорода, но из его количества, содержащегося в стакане воды, в результате термоядерной реакции можно получить такое же количество тепла, как при сжигании 200 литров бензин.

На встрече с политиками в 1946 году отец американской водородной бомбы Эдвард Теллер подчеркнул, что дейтерий дает больше энергии на грамм веса, чем уран или плутоний, но стоит двадцать центов за грамм по сравнению с несколькими сотнями долларов за грамм ядерного топлива. Тритий вообще не встречается в природе в свободном состоянии, поэтому он намного дороже дейтерия, с рыночной ценой в десятки тысяч долларов за грамм, но наибольшее количество энергии выделяется именно при синтезе дейтерия и ядра трития, где образуется ядро ​​атома гелия и выделяется нейтрон, уносящий избыточную энергию 17,59 МэВ

D + T → 4He + n + 17,59 МэВ.

Схематически эта реакция показана на рисунке ниже.

Это много или мало? Как известно, все познается в сравнении. Так что энергия 1 МэВ примерно в 2,3 миллиона раз больше той, что выделяется при сгорании 1 кг нефти. Следовательно, при слиянии всего двух ядер дейтерия и трития выделяется столько же энергии, сколько выделяется при сгорании 2,3∙106∙17,59 = 40,5∙106 кг нефти. Но мы говорим только о двух атомах. Можно себе представить, насколько высоки были ставки во второй половине 40-х годов прошлого века, когда в США и СССР начались работы, результатом которых стала термоядерная бомба.

Читайте также: Булава — характеристики Российской твердотопливной баллистической ракеты комплекса Д-30

Как они образуются.

Когда бомба взрывается, образовавшийся огненный шар наполняется огромным количеством радиоактивных частиц. Обычно эти частицы настолько малы, что попав в верхние слои атмосферы, могут оставаться там долгое время. Но если огненный шар соприкасается с земной поверхностью, все на нем превращается в раскаленную пыль и пепел и стягивает их в огненный смерч. В огненном вихре они смешиваются и связываются с радиоактивными частицами.

Радиоактивная пыль, кроме самой крупной, оседает не сразу. Более мелкая пыль уносится образовавшимся взрывным облаком и постепенно выпадает по мере его движения по ветру. Непосредственно на месте взрыва радиоактивные осадки могут быть чрезвычайно интенсивными — в основном это крупная пыль, которая оседает на землю. За сотни километров от места взрыва и на больших расстояниях на землю падают мелкие, но все же видимые частицы пепла.

Часто они образуют снежное покрытие, смертельно опасное для всех, кто окажется поблизости. Еще более мелкие и невидимые частицы, прежде чем осесть на землю, могут месяцами и даже годами блуждать в атмосфере, многократно обогнув земной шар. Когда они выпадают, их радиоактивность значительно ослабевает. Наиболее опасным является излучение стронция-90 с периодом полураспада 28 лет. Падение отчетливо наблюдается во всем мире.

Поселяется на листве и траве и попадает в пищевые цепи, в том числе и человека. Как следствие, в костях жителей большинства стран были обнаружены заметные, но еще не опасные количества стронция-90. Накопление стронция-90 в костях человека очень опасно в долгосрочной перспективе, так как приводит к образованию злокачественных опухолей костей.

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва сверхбомбы носит тройной характер. Наиболее очевидным из прямых эффектов является ударная волна огромной силы. Сила его воздействия в зависимости от мощности бомбы, высоты взрыва над землей и характера местности уменьшается по мере удаления от эпицентра взрыва. Тепловой эффект взрыва определяется теми же факторами, но кроме того он зависит еще и от прозрачности воздуха — туман значительно сокращает расстояние, с которого тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

По расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они

1. 1) укроются в подземном железобетонном укрытии на расстоянии около 8 км от эпицентра взрыва (РВ),
2. 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ВЗ,
3. 3) находился на открытой местности на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км при ясной атмосфере для людей на открытой местности вероятность выживания быстро возрастает по мере удаления от эпицентра; на расстоянии 32 км расчетное значение составляет более 90%. Площадь, в которой проникающая радиация, образующаяся при взрыве, приводит к летальному исходу, относительно невелика даже в случае сверхмощной сверхбомбы.

Испытания

Вспышка взрыва царь-бомбы

Гриб после взрыва

Носитель «сверхбомбы» был создан, но его реальные испытания были отложены по политическим причинам: Хрущев собирался в США, а в холодной войне наступила пауза. Ту-95В был переброшен на аэродром в Узине, где использовался как учебно-тренировочный и больше не числился боевой машиной. Но в 1961 году, с началом нового витка «холодной войны», испытания «сверхбомбы» вновь стали актуальными.

На Ту-95В оперативно заменили все контакты системы электровозврата и сняли створки бомбоотсеков — настоящая бомба по массе (26,5 т, в том числе вес парашютной системы — 0,8 т.)) и размеры оказались чуть больше макета (особенно теперь его вертикальный размер превышал размеры бомбоотсека по высоте). Самолет также был покрыт специальной белой световозвращающей краской.

Хрущев лично сообщил о предстоящих испытаниях 50-мегатонной бомбы в своем докладе 17 октября 1961 года на XXII съезде КПСС.

Испытания бомбы состоялись 30 октября 1961 г. Подготовленный Ту-95В с настоящей бомбой на борту, пилотируемый экипажем в составе: командира корабля А.Е. Дурновцев, штурман И.Н. Клещ, бортинженер В.Я. Бруй вылетел из аэропорта Оленья и взял курс на Новую Землю. В испытаниях также участвовал самолет-лаборатория Ту-16А.

через 2 часа после взлета бомба была сброшена с высоты 10 500 метров на парашютной системе на условную цель в пределах ядерного полигона «Сухой нос». Бомба сбрасывалась на основном парашюте площадью 1600 м, общая масса парашютной системы (включавшей пять дополнительных пилотных парашютов, срабатывавших тремя «каскадами») составляла 800 кг

Бомба была взорвана барометрически в 11:33 мск (08:33 UTC), через 188 секунд после сброса на высоте 4200 м над уровнем моря (4000 м над целью) (однако есть и другие данные относительно высота взрыва – в частности назывались цифры 3700 м над целью (3900 м над уровнем моря) и 4500 м [18]).

В момент взрыва транспортный самолет успел улететь на расстояние 39 км, а лаборатория еще дальше — около 53,5 км. Ударная волна подхватила самолет-носитель на расстоянии 115 км, действие ударной волны от взрыва ощущалось в виде вибраций и не повлияло на режим полета самолета [19].

Когда пришла ударная волна, самолет-лаборатория находился на расстоянии 205 км от места взрыва. Измеренная мощность взрыва (58,6 мегатонн) значительно превысила проектную (51,5 мегатонн). Имеются сведения, что по первым данным мощность взрыва АН602 была значительно завышена и оценивалась до 75 мегатонн [20].

Водородная бомба

Как уже говорилось ранее, принцип действия водородной бомбы основан на реакции синтеза. Термоядерный синтез – это процесс слияния двух ядер в одно, с образованием третьего элемента, выделением четвертого и энергии. Силы, отталкивающие ядра, колоссальны, поэтому, чтобы атомы сблизились достаточно, чтобы слиться воедино, температура должна быть просто огромной.

Ученые веками интересовались холодным термоядерным синтезом, пытаясь в идеале снизить температуру синтеза до комнатной температуры. В этом случае человечество получит доступ к энергии будущего. Что же касается термоядерной реакции в настоящее время, то для ее запуска нужно еще здесь, на Земле, зажечь миниатюрное солнце — обычно бомбы используют урановый или плутониевый заряд для запуска термоядерного синтеза.

Водородная бомба

Последовательность термоядерного взрыва

При детонации первичной атомной бомбы в первые моменты этого процесса генерируется мощное рентгеновское излучение (поток нейтронов), которое частично блокируется нейтронным экраном и отражается от внутренней облицовки корпуса, окружающей вторичный заряд, так что рентгеновские лучи падают на него симметрично по всей его длине.

На начальных стадиях реакции синтеза нейтроны ядерного взрыва поглощаются пластиковым наполнителем, чтобы предотвратить слишком быстрый нагрев топлива.

Рентгеновские лучи вызывают появление изначально плотной пенопласта, заполняющего пространство между крышкой и вторичным зарядом, который быстро переходит в плазменное состояние, нагревая и сжимая вторичный заряд.

Кроме того, рентгеновские лучи испаряют поверхность контейнера, окружающую вторичный заряд. Вещество в контейнере, испаряющееся симметрично относительно этого заряда, получает некоторый импульс, направленный от его оси, а слои вторичного заряда получают по закону сохранения импульса импульс, направленный к оси заряда единица. Принцип здесь тот же, что и в ракете, только если представить, что ракетное топливо растекается симметрично от своей оси, а корпус сжимается внутрь.

В результате такого сжатия термоядерного топлива объем уменьшается в тысячи раз, а температура достигает уровня начала реакции ядерного синтеза. Взрывается термоядерная бомба. Реакция сопровождается образованием ядер трития, которые сливаются с ядрами дейтерия, первоначально находившимися во вторичном заряде.

Первые вторичные заряды строились вокруг плутониевого стержневого сердечника, неофициально называемого «свечей», который вступал в ядерную реакцию деления, то есть производился еще один, дальнейший ядерный взрыв, чтобы еще больше поднять температуру, чтобы обеспечить запуск реакция ядерного синтеза. В настоящее время считается, что более эффективные системы сжатия устранили «свечу», что позволило еще больше миниатюризировать конструкцию бомбы.

Последствия использования

Помимо описанных выше последствий от применения бомбы в десятки мегатонн, водородная бомба, как и любое ядерное оружие, имеет ряд последствий своего применения. Некоторые склонны считать, что водородная бомба является «более чистым оружием», чем обычная бомба. Возможно, это как-то связано с названием. Люди слышат слово «вода» и думают, что это как-то связано с водой и водородом, и поэтому последствия не так уж велики.

На самом деле это совершенно не так, ведь действие водородной бомбы основано на крайне радиоактивных веществах. Теоретически можно сделать бомбу без уранового заряда, но это нецелесообразно из-за сложности процесса, поэтому чистую реакцию синтеза «разбавляют» ураном для увеличения ее мощности. При этом количество радиоактивных осадков вырастает до 1000%.

Все, что попадет в огненный шар, будет уничтожено, зона в радиусе поражения станет необитаемой для людей на десятилетия. Радиоактивные осадки могут нанести вред здоровью людей за сотни и тысячи километров. Конкретные цифры, площадь заражения можно рассчитать, зная силу заряда.

Последствия использования

Тактико-технические данные мощнейших авиабомб

Авиабомба	ГБУ-43/Б	(AVBPM)
Принадлежность	США	Россия
годы испытаний	2003 г	2007 г
Длина, м	10	сейчас
Диаметр, м	1	сейчас
Масса, т — общая — взрывчатого вещества	9,5 8,4	7 утра
Тротиловый эквивалент, т	11	44
Радиус гарантированного поражения, м	140	400

В таблице видно четырехкратное превосходство в мощности при на четверть меньшем общем весе.

Это, очевидно, может быть достигнуто с помощью термобарического взрывчатого вещества.

Название

Название «Кузькина мать» появилось под впечатлением от известного высказывания Н.С. Хрущева «Мы покажем Америке Кузькину мать!». Официально бомба AN602 не имела названия. В переписке для РН202 также использовалось обозначение «РДС-202» [3] и «изделие Б» [4], а позже так называли АН602 (индекс ГРАУ — «изделие 602» [5]).

В настоящее время все это иногда является причиной путаницы, так как кто-то ошибочно отождествляет АН602 с РДС-37 (причина в том, что на испытаниях и РДС-37 и АН602 имели одинаковое кодовое обозначение — «Иван» [4]) или (чаще) с РН202 (последнее, впрочем, отождествление частично оправдано, так как АН602 был модификацией РН202[6]). Название (неофициально) «Царь-бомба» было дано изделию как самому мощному и разрушительному (из реально испытанных) оружию в истории.

Разработка и первые испытания водородной бомбы

В результате тщательного теоретического анализа специалисты СССР и США пришли к выводу, что смесь дейтерия и трития позволяет легче всего запустить реакцию термоядерного синтеза. Вооружившись этими знаниями, ученые из США в 1950-х годах приступили к созданию водородной бомбы. И уже весной 1951 года на полигоне Эниветок (атолл в Тихом океане) было проведено контрольное испытание, но тогда удалось добиться лишь частичного термоядерного синтеза.

Прошло чуть больше года, и в ноябре 1952 года было проведено новое испытание водородной бомбы мощностью около 10 Мт в тротиловом эквиваленте. Однако этот взрыв вряд ли можно назвать взрывом термоядерной бомбы в современном понимании: на самом деле устройство представляло собой большую емкость (размером с трехэтажный дом), наполненную жидким дейтерием.

В России также занялись совершенствованием ядерного оружия, и первая водородная бомба А. Д. Сахарова была испытана на Семипалатинском полигоне 12 августа 1953 г, так как схема предусматривала последовательное размещение слоев дейтерия вокруг заряда инициатора) имела мощность 10 Мт. Однако, в отличие от американской «трехэтажки», советская бомба была компактна, и ее можно было быстро доставить к точке выброса на территории противника на стратегическом бомбардировщике.

Приняв вызов, в марте 1954 года США взорвали более мощную авиабомбу (15 Мт) на полигоне на атолле Бикини (Тихий океан). Испытание вызвало выброс в атмосферу большого количества радиоактивных веществ, часть которых выпала в виде осадков за сотни километров от эпицентра взрыва. Японский корабль «Лаки Драгон» и приборы, установленные на острове Рогелап, зафиксировали резкий рост радиации.

Поскольку в процессах, происходящих при детонации водородной бомбы, образуется стабильный безопасный гелий, ожидалось, что радиоактивные выбросы не превысят уровень загрязнения детонатора ядерного синтеза. Но расчеты и измерения реальных радиоактивных осадков сильно различались как по количеству, так и по составу. Поэтому руководство США приняло решение временно приостановить разработку этого оружия до полного изучения его воздействия на окружающую среду и человека.

Видео: испытания в СССР

Ядерная зима

впрочем, разрушение городов — не самое страшное, что может произойти «благодаря» оружию массового поражения. После ядерной войны мир не будет полностью уничтожен. На планете останутся тысячи крупных городов, миллиарды людей, и лишь небольшой процент территорий потеряет статус «пригодных для жизни». В долгосрочной перспективе весь мир окажется в опасности из-за так называемой «ядерной зимы». Подрыв ядерного арсенала «клуба» может спровоцировать выброс в атмосферу достаточного количества вещества (пыль, сажа, дым) для «уменьшения» яркости Солнца.

Завеса, которая может распространиться по планете, на долгие годы уничтожит урожай, спровоцирует голод и неизбежную убыль населения. В истории уже был «год без лета», после крупного извержения вулкана в 1816 году, так что ядерная зима выглядит более чем реальной. Опять же, в зависимости от того, как будет продолжаться война, у нас могут быть следующие типы глобального изменения климата:

• похолодание на 1 градус пройдет незаметно;
• ядерная осень – возможно похолодание на 2-4 градуса, неурожай и повышенное образование ураганов;
• аналог «года без лета» — когда температура значительно, на несколько градусов в год, падала;
• малый ледниковый период – температура может понизиться на 30 – 40 градусов на длительное время, будет сопровождаться обезлюдением ряда северных зон и неурожаем;
• ледниковый период — развитие малого ледникового периода, когда отражение солнечных лучей от поверхности может достигать определенного критического уровня и температура будет продолжать падать, разница только в температуре;
• необратимое похолодание — очень печальный вариант ледникового периода, который под воздействием многих факторов превратит землю в новую планету.

Теория ядерной зимы постоянно подвергается критике, и ее последствия кажутся несколько преувеличенными. Однако не стоит сомневаться в его грядущем наступлении в любом глобальном конфликте с применением водородных бомб.

Огненный шар

Самым эффектным после взрыва будет огромный огненный шар для наблюдателей: пылающие бури, инициированные детонацией водородной бомбы, будут поддерживать себя и втягивать в воронку все больше горючего материала.