Принцип действия термоядерного оружия
Разрушительная сила водородной бомбы основывается на использовании энергии реакции ядерного синтеза легких элементов в более тяжелые. Термоядерное оружие имеет гораздо большую разрушительную силу, чем ядерное оружие. При изготовлении термоядерной бомбы используется, как правило, жидкий дейтерий в сжатом и газообразном виде. Тем не менее, итоговый вариант водородной бомбы изготовили на основе дейтерид лития-6, который представляет собой соединение тяжелого изотопа дейтерия и изотопа лития с массовым числом 6.
На ранних термоядерных боеприпасах, произведенных в США, использовался дейтерид природного лития. В нем содержался изотоп лития с массовым числом 7, который также служит источником трития. Водородная бомба, которая действует по принципу Теллера-Улама, состоит из активатора и контейнера (в нем содержится термоядерное горючее). Активатор представляет собой плутониевый заряд с усилением, его мощность составляет несколько килотонн. Основным элементом бомбы является контейнер с горючим, где находится дейтерид лития-6.
Взрывчатое вещество подрывает первую ступень бомбы, сжимая ядро плутония до сверхкритического состояния, после чего происходит цепная реакция расщепления. После взрыва активатора выделяется 80% энергии в виде мощного импульса мягкого рентгеновского излучения. Оно поглощается оболочкой второй ступени и пластиковым наполнителем, который впоследствии превращается в плазму под высокой температурой и давлением. Вторая ступень сжимается вследствие испарения (абляции).
В сжатом и разогретом дейтериде лития-6 происходит слияние, а инициатором реакции является нейтронный поток. Огненный шар продолжает расширяться. Если оболочка контейнера изготовлена из урана, то происходит реакция деления атомов урана-238, и эта энергия добавляется в общую энергию взрыва.
Примечательно, что таким способом можно получить взрыв практически неограниченной мощности.
Отличие атомной и водородной бомбы
В первую очередь, главным отличием между атомной и водородной бомбой является мощность взрыва. Термоядерный заряд может быть в сотни раз мощнее, чем атомный. Ранее уже говорилось, что мощность взрыва атомной бомбы измеряется в килотоннах, тогда как водородной – в мегатоннах. При взрыве атомной бомбы также энергия выделяется после деления тяжелых ядер плутония или урана-235, после чего образуются более мелкие ядра. Принцип действия водородной бомбы описан выше.
Чистое термоядерное оружие
Отдельно нужно упомянуть о чистой термоядерной энергии. Этот тип не подразумевает под собой использование уранового или плутониевого инициатора взрыва. Данное оружие также не создает долговременного радиоактивного заражения, так как в нем отсутствуют распадающиеся вещества. Сегодня чистое термоядерное оружия существует лишь на бумаге, и пути реализации проекта на практике пока что не выяснены до конца.
В Снежинске был разработан самый чистый ядерный заряд, который служит в мирных целях. Еще в СССР продвигали термин «мирный атом», и эти исследования продолжаются по сей день. В Снежинске создали заряд, который на 99,85% получается за счет синтеза ядер легких элементов.
История создания
США первыми испытали термоядерный заряд. Это произошло 1 октября 1952 года на атолле Эниветок. Бомба была изготовлена по принципу Теллера-Улама. 12 августа 1953 года СССР первым в мире взорвал водородную бомбу на Семипалатинском полигоне. Она была изготовлена по схеме «слойка» и носила название РДС-6с.
Советскую бомбу изготовили под руководством Андрея Сахарова и Юлия Харитона. На Западе советскую бомбу называют не водородной, а атомной с использованием бустерного усиления. Ее мощность составила 400 килотонн при проведении испытаний, КПД (коэффициент полезного действия) составил 15-20%.
1 марта 1954 года США испытали полноценную водородную бомбу на атолле Бикини, который находится на Маршалловых островах. Испытания 1952 года представляли собой, скорее, лабораторный эксперимент. Энерговыделение при взрыве на испытания «Касл Браво» составило 15 мегатонн, что является самым мощным взрывом, проведенным в США.
Царь-бомба
Но и тут СССР обошел своего геополитического противника. 30 октября 1961 года была взорвана самая мощная в истории человечества водородная бомба, мощность которой составила 58 мегатонн. Предполагалось испытать 100-мегатонную бомбу, но тогдашний генсек ЦК КПСС Никита Хрущев отказался от идеи, отметив, что «в Москве стекла вылетят». Испытания были проведены на архипелаге Новая Земля.
Термоядерное оружие в других странах
В 1954 году испытания и разработки термоядерного оружия были развернуты в Великобритании. Работы начались под руководством Уильяма Пеннея, который ранее занимался Манхэттенским проектом. США мало делились информацией об атомном оружии, ссылаясь на одноименный закон от 1946 года, однако все же позволили проводить наблюдения во время ядерных испытаний. Для сбора проб использовался самолет, а впоследствии был начат Олдермастонский проект. В 1957 году Великобритания провела серию испытаний под названием Operation Grapple.
Первым испытанием стал взрыв Short Granite мощностью 300 килотонн, а уже в ходе операции Orange Herald британцы испытали атомную бомбу мощностью 700 килотонн. Она до сих пор является самой мощной среди атомных бомб, когда либо созданных человеком. Впоследствии проведены испытания Purple Granite, мощность взрыва составила 150 килотонн. В 1957 году Великобритания также взорвала двухступенчатое устройство мощностью 1,8 мегатонны, а 28 апреля 1958 года над островом Рождества взорвали термоядерную бомбу мощностью 3 мегатонны – крупнейший успех британских ученых.
Китай взорвал свою термоядерную бомбу в 1967 году. Заряд был произведен по принципу Теллера-Улама, его мощность составила 3,36 мегатонны. Примечательно, что взрыв водородной бомбы в КНР был произведен через 32 месяца после испытаний атомной бомбы – очень короткий срок для развивающегося в то время Китая.
Франция провела испытание под названием «Канопус» в 1968 году. Термоядерная бомба мощностью 2,6 мегатонны была произведена по принципу Теллера-Улама. Испытания провели на атолле Фангатауфа, после чего Франция стала пятой ядерной державой мира (на тот момент). Всего же сегодня в «ядерном клубе» есть девять стран: США, Россия, Китай, Великобритания, Франция, Индия, Пакистан, КНДР и Израиль.
О Северной Корее стоит поговорить отдельно, поэтому пока что нужно лишь упомянуть эту страну. В 2015 году Ким Чен Ын объявил, что КНДР владеет водородной бомбой, а спустя год было проведено испытание бомбы. На фоне испытаний сейсмологи фиксировали небольшие очаги землетрясения.
В начале сентября 2017 года в КНДР заявили о наличии термоядерного заряда, который можно использовать в боеголовках на межконтинентальных баллистических ракетах. В тот же день, 3 сентября, были проведены испытания бомбы, мощность которой составила 100 килотонн. Позднее специалисты Университета Джонса Хопкинса сообщили: мощность взрыва северокорейской бомбы составила 250 килотонн.
Отдельно стоит упомянуть Украину, которая после развала Советского Союза отказалась от ядерного оружия. Сегодня из всех бывших республик СССР подобное вооружение есть только у России, которая является правопреемницей уже несуществующего государства.
Главный результат появления водородных бомб
«Водородная бомба, о появлении которой в январе 1963 года объявил Хрущёв, как мне кажется, перевернула сознание военно-политических элит обоих государств. Москве и Вашингтону стало понятно, что какие бы ни были противоречия, такое оружие нельзя применять. Это стало стимулом для переговоров и заключения соглашений об ограничениях, связанных с военным атомом», – отметил главный результат появления термоядерного оружия в мире историк Юрий Мелконов.
Запрет ядерного оружия
7 июля 2017 года был подписан Договор о запрещении ядерного оружия. В силу он вступит совсем скоро – 22 января 2021 года, через два дня после инаугурации Джо Байдена. В 1968 году был подписан Договор о нераспространении ядерного оружия, участниками которого являются почти все страны мира, кроме Израиля, Индии, Пакистана, КНДР и Южного Судана.
С развитием технологий растет и мощность ядерного оружия. После ошеломляющих успехов США и СССР в середине XX века в рамках испытаний термоядерного оружия, человечество, стоит надеяться, поняло, какую разрушительную силу имеет этот тип оружия. Благодаря имеющемуся ядерному потенциалу мир не погрузился в новую мировую войну, предпосылки к началу которой назревают уже очень давно. Именно благодаря ядерному оружию России удалось сохранить свой суверенитет и не допустить в страну иностранных интервентов, что произошло с развалом Российской империи.
Фото: из открытых источников