muatan termonuklir. Perbedaan antara bom hidrogen dan bom atom: daftar perbedaan, sejarah penciptaan

Isi artikel

H-BOMB, senjata dengan kekuatan penghancur yang besar (orde megaton dalam setara TNT), prinsip operasinya didasarkan pada reaksi fusi termonuklir inti ringan. Sumber energi ledakan adalah proses yang serupa dengan yang terjadi di Matahari dan bintang-bintang lainnya.

reaksi termonuklir.

Bagian dalam Matahari mengandung sejumlah besar hidrogen, yang berada dalam keadaan kompresi super tinggi pada suhu sekitar. 15.000.000 K. Pada suhu dan kepadatan plasma yang begitu tinggi, inti hidrogen mengalami tumbukan konstan satu sama lain, beberapa di antaranya berakhir dengan penggabungannya dan, akhirnya, pembentukan inti helium yang lebih berat. Reaksi semacam itu, yang disebut fusi termonuklir, disertai dengan pelepasan sejumlah besar energi. Menurut hukum fisika, pelepasan energi selama fusi termonuklir disebabkan oleh fakta bahwa ketika inti yang lebih berat terbentuk, bagian dari massa inti ringan yang termasuk dalam komposisinya diubah menjadi sejumlah besar energi. Itulah sebabnya Matahari, yang memiliki massa raksasa, kehilangan kira-kira. 100 miliar ton materi dan melepaskan energi, berkat kehidupan di Bumi menjadi mungkin.

Isotop hidrogen.

Atom hidrogen adalah yang paling sederhana dari semua atom yang ada. Ini terdiri dari satu proton, yang merupakan nukleusnya, di mana satu elektron berputar. Penelitian yang cermat terhadap air (H 2 O) telah menunjukkan bahwa air mengandung sejumlah kecil air "berat" yang mengandung "isotop berat" hidrogen - deuterium (2 H). Inti deuterium terdiri dari proton dan neutron, partikel netral dengan massa yang mendekati massa proton.

Ada isotop hidrogen ketiga, tritium, yang mengandung satu proton dan dua neutron dalam intinya. Tritium tidak stabil dan mengalami peluruhan radioaktif spontan, berubah menjadi isotop helium. Jejak tritium telah ditemukan di atmosfer bumi, di mana ia terbentuk sebagai hasil interaksi sinar kosmik dengan molekul gas yang membentuk udara. Tritium diperoleh secara artifisial dalam reaktor nuklir dengan menyinari isotop lithium-6 dengan fluks neutron.

Pengembangan bom hidrogen.

Analisis teoritis awal menunjukkan bahwa fusi termonuklir paling mudah dilakukan dalam campuran deuterium dan tritium. Mengambil ini sebagai dasar, para ilmuwan AS di awal 1950-an mulai menerapkan proyek untuk membuat bom hidrogen (HB). Tes pertama dari perangkat nuklir model dilakukan di situs uji Eniwetok pada musim semi 1951; fusi termonuklir hanya sebagian. Keberhasilan signifikan dicapai pada 1 November 1951, dalam pengujian perangkat nuklir besar, yang kekuatan ledakannya setara dengan 4 x 8 Mt dalam TNT.

Bom udara hidrogen pertama diledakkan di Uni Soviet pada 12 Agustus 1953, dan pada 1 Maret 1954, Amerika meledakkan bom udara yang lebih kuat (sekitar 15 Mt) di Bikini Atoll. Sejak itu, kedua kekuatan telah meledakkan senjata megaton canggih.

Ledakan di Bikini Atoll disertai dengan pelepasan sejumlah besar zat radioaktif. Beberapa dari mereka jatuh ratusan kilometer dari lokasi ledakan ke kapal penangkap ikan Jepang Lucky Dragon, sementara yang lain menutupi pulau Rongelap. Karena fusi termonuklir menghasilkan helium yang stabil, radioaktivitas dalam ledakan bom hidrogen murni seharusnya tidak lebih dari detonator atom dari reaksi termonuklir. Namun, dalam kasus yang sedang dipertimbangkan, kejatuhan radioaktif yang diprediksi dan yang sebenarnya berbeda secara signifikan dalam jumlah dan komposisi.

Mekanisme kerja bom hidrogen.

Urutan proses yang terjadi selama ledakan bom hidrogen dapat direpresentasikan sebagai berikut. Pertama, muatan inisiator reaksi termonuklir (bom atom kecil) di dalam cangkang HB meledak, menghasilkan kilatan neutron dan menciptakan suhu tinggi yang diperlukan untuk memulai fusi termonuklir. Neutron membombardir sisipan yang terbuat dari litium deuterida, senyawa deuterium dengan litium (menggunakan isotop litium dengan nomor massa 6). Lithium-6 dipecah oleh neutron menjadi helium dan tritium. Jadi, sekering atom menciptakan bahan yang diperlukan untuk sintesis langsung di bom itu sendiri.

Kemudian reaksi termonuklir dimulai dalam campuran deuterium dan tritium, suhu di dalam bom naik dengan cepat, melibatkan lebih banyak hidrogen dalam fusi. Dengan peningkatan suhu lebih lanjut, reaksi antara inti deuterium dapat dimulai, yang merupakan karakteristik bom hidrogen murni. Semua reaksi, tentu saja, berlangsung begitu cepat sehingga dianggap instan.

Divisi, sintesis, divisi (superbomb).

Faktanya, dalam bom, urutan proses yang dijelaskan di atas berakhir pada tahap reaksi deuterium dengan tritium. Selanjutnya, para perancang bom lebih memilih untuk tidak menggunakan fusi inti, tetapi fisi mereka. Fusi inti deuterium dan tritium menghasilkan helium dan neutron cepat, yang energinya cukup besar untuk menyebabkan pembelahan inti uranium-238 (isotop utama uranium, jauh lebih murah daripada uranium-235 yang digunakan dalam bom atom konvensional). Neutron cepat membelah atom kulit uranium superbom. Fisi satu ton uranium menciptakan energi yang setara dengan 18 Mt. Energi tidak hanya untuk ledakan dan pelepasan panas. Setiap inti uranium dipecah menjadi dua "fragmen" yang sangat radioaktif. Produk fisi mencakup 36 unsur kimia yang berbeda dan hampir 200 isotop radioaktif. Semua ini membentuk kejatuhan radioaktif yang menyertai ledakan superbomb.

Karena desainnya yang unik dan mekanisme aksi yang dijelaskan, senjata jenis ini dapat dibuat sekuat yang diinginkan. Itu jauh lebih murah daripada bom atom dengan kekuatan yang sama.

Konsekuensi dari ledakan.

Gelombang kejut dan efek termal.

Dampak langsung (utama) dari ledakan superbomb adalah tiga kali lipat. Efek langsung yang paling jelas adalah gelombang kejut dengan intensitas yang luar biasa. Kekuatan dampaknya, tergantung pada kekuatan bom, ketinggian ledakan di atas tanah dan sifat medan, berkurang dengan jarak dari pusat ledakan. Efek termal dari ledakan ditentukan oleh faktor yang sama, tetapi, selain itu, itu juga tergantung pada transparansi udara - kabut secara tajam mengurangi jarak di mana flash termal dapat menyebabkan luka bakar yang serius.

Menurut perhitungan, jika terjadi ledakan di atmosfer bom 20 megaton, orang akan tetap hidup dalam 50% kasus jika mereka 1) berlindung di tempat penampungan beton bertulang bawah tanah pada jarak sekitar 8 km dari pusat ledakan (EW), 2) berada di bangunan perkotaan biasa pada jarak sekitar . 15 km dari EW, 3) berada di tempat terbuka pada jarak kira-kira. 20 km dari EV. Dalam kondisi visibilitas yang buruk dan pada jarak setidaknya 25 km, jika suasananya cerah, bagi orang-orang di daerah terbuka, kemungkinan bertahan hidup meningkat dengan cepat dengan jarak dari pusat gempa; pada jarak 32 km, nilai yang dihitung lebih dari 90%. Area di mana radiasi penetrasi yang terjadi selama ledakan menyebabkan hasil yang mematikan relatif kecil, bahkan dalam kasus superbomb berdaya hasil tinggi.

bola api.

Bergantung pada komposisi dan massa bahan mudah terbakar yang terlibat dalam bola api, badai api besar yang berdiri sendiri dapat terbentuk, mengamuk selama berjam-jam. Namun, konsekuensi ledakan yang paling berbahaya (walaupun sekunder) adalah pencemaran radioaktif terhadap lingkungan.

Rontok.

Bagaimana mereka terbentuk.

Ketika sebuah bom meledak, bola api yang dihasilkan diisi dengan sejumlah besar partikel radioaktif. Biasanya, partikel-partikel ini sangat kecil sehingga begitu mereka masuk ke atmosfer atas, mereka dapat tetap berada di sana untuk waktu yang lama. Tetapi jika bola api itu bersentuhan dengan permukaan Bumi, semua yang ada di atasnya, itu berubah menjadi debu dan abu yang sangat panas dan menariknya menjadi tornado yang berapi-api. Dalam pusaran api, mereka bercampur dan terikat dengan partikel radioaktif. Debu radioaktif, kecuali yang terbesar, tidak langsung mengendap. Debu yang lebih halus terbawa oleh awan ledakan yang dihasilkan dan secara bertahap jatuh saat bergerak melawan arah angin. Langsung di lokasi ledakan, kejatuhan radioaktif bisa sangat intens - terutama debu kasar yang mengendap di tanah. Ratusan kilometer dari lokasi ledakan dan pada jarak yang lebih jauh, partikel abu yang kecil namun masih terlihat jatuh ke tanah. Seringkali mereka membentuk lapisan seperti salju, mematikan bagi siapa saja yang kebetulan berada di dekatnya. Bahkan partikel yang lebih kecil dan tidak terlihat, sebelum mereka mengendap di tanah, dapat berkeliaran di atmosfer selama berbulan-bulan dan bahkan bertahun-tahun, mengelilingi dunia berkali-kali. Pada saat mereka jatuh, radioaktivitas mereka melemah secara signifikan. Yang paling berbahaya adalah radiasi strontium-90 dengan waktu paruh 28 tahun. Kejatuhannya terlihat jelas di seluruh dunia. Menetap di dedaunan dan rumput, ia memasuki rantai makanan, termasuk manusia. Sebagai akibatnya, jumlah strontium-90 yang nyata, meskipun belum berbahaya, telah ditemukan di tulang-tulang penduduk sebagian besar negara. Akumulasi strontium-90 dalam tulang manusia sangat berbahaya dalam jangka panjang, karena mengarah pada pembentukan tumor tulang ganas.

Kontaminasi yang berkepanjangan pada area dengan kejatuhan radioaktif.

Jika terjadi permusuhan, penggunaan bom hidrogen akan menyebabkan kontaminasi radioaktif langsung di wilayah tersebut dalam radius kira-kira. 100 km dari pusat ledakan. Jika terjadi ledakan superbomb, area seluas puluhan ribu kilometer persegi akan terkontaminasi. Area kehancuran yang begitu besar dengan satu bom menjadikannya jenis senjata yang sama sekali baru. Bahkan jika bom super tidak mengenai sasaran, mis. tidak akan mengenai objek dengan efek shock-termal, penetrasi radiasi dan kejatuhan radioaktif yang menyertai ledakan akan membuat ruang di sekitarnya tidak dapat dihuni. Curah hujan seperti itu dapat berlanjut selama berhari-hari, berminggu-minggu, dan bahkan berbulan-bulan. Tergantung pada jumlah mereka, intensitas radiasi dapat mencapai tingkat yang mematikan. Jumlah superbomb yang relatif kecil sudah cukup untuk menutupi seluruh negara besar dengan lapisan debu radioaktif yang mematikan bagi semua makhluk hidup. Dengan demikian, penciptaan superbomb menandai awal dari sebuah era ketika menjadi mungkin untuk membuat seluruh benua tidak dapat dihuni. Bahkan lama setelah paparan langsung kejatuhan radioaktif berhenti, masih akan ada bahaya karena radiotoksisitas tinggi dari isotop seperti strontium-90. Dengan makanan yang tumbuh di tanah yang terkontaminasi dengan isotop ini, radioaktivitas akan masuk ke dalam tubuh manusia.

senjata termonuklir (bom-H)- sejenis senjata nuklir, kekuatan penghancurnya didasarkan pada penggunaan energi reaksi fusi nuklir unsur-unsur ringan menjadi yang lebih berat (misalnya, sintesis satu inti atom helium dari dua inti deuterium atom), di mana energi dilepaskan.

gambaran umum [ | ]

Perangkat peledak termonuklir dapat dibuat menggunakan deuterium cair dan gas terkompresi. Tetapi munculnya senjata termonuklir hanya dimungkinkan oleh berbagai jenis litium hidrida, litium-6 deuterida. Ini adalah senyawa isotop berat hidrogen - deuterium dan isotop lithium dengan nomor massa 6.

Lithium-6 deuteride adalah zat padat yang memungkinkan Anda untuk menyimpan deuterium (yang keadaan normalnya adalah gas dalam kondisi normal) dalam kondisi normal, dan, di samping itu, komponen keduanya, lithium-6, adalah bahan baku untuk mendapatkan hasil maksimal. isotop hidrogen yang langka - tritium. Sebenarnya, 6 Li adalah satu-satunya sumber industri tritium:

3 6 L i + 0 1 n → 1 3 H + 2 4 H e + E 1 . (\displaystyle ()_(3)^(6)\mathrm (Li) +()_(0)^(1)n\to ()_(1)^(3)\mathrm (H) +() _(2)^(4)\mathrm (Dia) +E_(1).)

Reaksi yang sama terjadi pada lithium-6 deuteride dalam perangkat termonuklir ketika disinari dengan neutron cepat; energi yang dilepaskan E 1 = 4,784 MeV. Tritium yang dihasilkan (3 H) kemudian bereaksi dengan deuterium, melepaskan energi E 2 = 17,59 MeV:

1 3 H + 1 2 H → 2 4 H e + 0 1 n + E 2 , (\displaystyle ()_(1)^(3)\mathrm (H) +()_(1)^(2)\ mathrm (H) \ke ()_(2)^(4)\mathrm (Dia) +()_(0)^(1)n+E_(2),)

Selain itu, neutron terbentuk dengan energi kinetik setidaknya 14,1 MeV, yang dapat kembali memulai reaksi pertama pada inti lithium-6 lain, atau menyebabkan fisi inti uranium atau plutonium berat dalam cangkang atau pemicu dengan emisi beberapa lagi. neutron cepat.

Amunisi termonuklir AS awal juga menggunakan deuterida lithium alami, yang terutama mengandung isotop lithium dengan nomor massa 7. Ini juga berfungsi sebagai sumber tritium, tetapi untuk ini, neutron yang berpartisipasi dalam reaksi harus memiliki energi 10 MeV dan lebih tinggi: reaksi n+ 7 Li → 3 H + 4 He + n 2,467 MeV bersifat endotermik, menyerap energi.

Bom termonuklir, yang beroperasi sesuai dengan prinsip Teller-Ulam, terdiri dari dua tahap: pemicu dan wadah dengan bahan bakar termonuklir.

Alat yang diuji Amerika Serikat pada tahun 1952 itu sebenarnya bukan bom, melainkan sampel laboratorium, "rumah 3 lantai yang diisi cairan deuterium", yang dibuat dalam bentuk desain khusus. Ilmuwan Soviet telah mengembangkan bom dengan tepat - perangkat lengkap yang cocok untuk penggunaan militer praktis.

Bom hidrogen terbesar yang pernah diledakkan adalah "bom Tsar" Soviet 58 megaton, yang diledakkan pada 30 Oktober 1961 di lokasi uji kepulauan Novaya Zemlya. Nikita Khrushchev kemudian secara terbuka bercanda bahwa bom 100 megaton pada awalnya seharusnya diledakkan, tetapi muatannya dikurangi "agar tidak memecahkan semua jendela di Moskow." Secara struktural, bom itu memang dirancang untuk 100 megaton, dan kekuatan ini dapat dicapai dengan mengganti timah dengan uranium. Bom tersebut diledakkan di ketinggian 4.000 meter di atas lokasi uji Novaya Zemlya. Gelombang kejut setelah ledakan mengelilingi dunia tiga kali. Meskipun tes berhasil, bom itu tidak masuk layanan; namun demikian, pembuatan dan pengujian bom super memiliki kepentingan politik yang besar, menunjukkan bahwa Uni Soviet telah memecahkan masalah untuk mencapai hampir semua tingkat megatonase persenjataan nuklir.

Amerika Serikat [ | ]

Ide bom fusi yang diprakarsai oleh muatan atom diusulkan oleh Enrico Fermi kepada rekannya Edward Teller pada musim gugur 1941, di awal Proyek Manhattan. Teller menghabiskan sebagian besar pekerjaannya di Proyek Manhattan mengerjakan proyek bom fusi, sampai batas tertentu mengabaikan bom atom itu sendiri. Fokusnya pada kesulitan dan posisinya sebagai "pendukung setan" dalam diskusi masalah menyebabkan Oppenheimer memimpin Teller dan fisikawan "masalah" lainnya untuk memihak.

Langkah penting dan konseptual pertama menuju pelaksanaan proyek sintesis diambil oleh kolaborator Teller Stanislav Ulam. Untuk memulai fusi termonuklir, Ulam mengusulkan untuk mengompresi bahan bakar termonuklir sebelum mulai memanas, menggunakan faktor-faktor reaksi fisi primer untuk ini, dan juga menempatkan muatan termonuklir secara terpisah dari komponen nuklir utama bom. Proposal ini memungkinkan untuk menerjemahkan pengembangan senjata termonuklir menjadi pesawat praktis. Berdasarkan hal ini, Teller menyarankan bahwa sinar-X dan radiasi gamma yang dihasilkan oleh ledakan primer dapat mentransfer energi yang cukup ke komponen sekunder, yang terletak di cangkang yang sama dengan primer, untuk melakukan ledakan (kompresi) yang cukup dan memulai reaksi termonuklir. . Kemudian Teller, para pendukung dan penentangnya membahas kontribusi Ulam terhadap teori di balik mekanisme ini.

Ledakan "George"

Pada tahun 1951, serangkaian tes dilakukan dengan nama umum Operasi "Rumah Kaca" (Bahasa Inggris Operasi Rumah Kaca), di mana masalah miniaturisasi muatan nuklir dikerjakan dengan peningkatan kekuatannya. Salah satu tes dalam seri ini adalah ledakan dengan nama sandi "George" (eng. George), di mana perangkat eksperimental diledakkan, yang merupakan muatan nuklir dalam bentuk torus dengan sejumlah kecil hidrogen cair yang ditempatkan di tengah. Bagian utama dari kekuatan ledakan diperoleh justru karena fusi hidrogen, yang dalam praktiknya mengkonfirmasi konsep umum perangkat dua tahap.

"Evi Mike"

Segera pengembangan senjata termonuklir di Amerika Serikat diarahkan pada miniaturisasi desain Teller-Ulam, yang dapat dilengkapi dengan rudal balistik antarbenua (ICBM/ICBM) dan rudal balistik yang diluncurkan dari kapal selam (SLBM/SLBM). Pada tahun 1960, hulu ledak kelas megaton W47 yang dikerahkan di kapal selam yang dilengkapi dengan rudal balistik Polaris diadopsi. Hulu ledak memiliki massa 320 kg dan diameter 50 cm. Tes selanjutnya menunjukkan keandalan yang rendah dari hulu ledak yang dipasang pada rudal Polaris, dan kebutuhan untuk perbaikannya. Pada pertengahan 1970-an, miniaturisasi versi baru hulu ledak Teller-Ulam memungkinkan untuk menempatkan 10 atau lebih hulu ledak dalam dimensi hulu ledak rudal multiple reentry vehicle (MIRV).

Uni Soviet [ | ]

Korea Utara [ | ]

Pada bulan Desember tahun itu, KCNA merilis pernyataan oleh pemimpin DPRK, Kim Jong-un, di mana ia melaporkan bahwa Pyongyang memiliki bom hidrogen sendiri.

Pada 12 Agustus 1953, bom hidrogen Soviet pertama diuji di lokasi uji Semipalatinsk.

Dan pada 16 Januari 1963, pada puncak Perang Dingin, Nikita Khrushchev mengumumkan kepada dunia bahwa Uni Soviet memiliki senjata pemusnah massal baru di gudang senjatanya. Satu setengah tahun sebelumnya, ledakan bom hidrogen paling kuat di dunia dilakukan di Uni Soviet - muatan dengan kapasitas lebih dari 50 megaton diledakkan di Novaya Zemlya. Dalam banyak hal, pernyataan pemimpin Soviet inilah yang membuat dunia sadar akan ancaman eskalasi lebih lanjut dari perlombaan senjata nuklir: sudah pada 5 Agustus 1963, sebuah perjanjian ditandatangani di Moskow yang melarang uji coba senjata nuklir di atmosfer. , luar angkasa dan di bawah air.

Sejarah penciptaan

Kemungkinan teoretis untuk memperoleh energi melalui fusi termonuklir telah diketahui bahkan sebelum Perang Dunia Kedua, tetapi perang dan perlombaan senjata berikutnyalah yang menimbulkan pertanyaan tentang penciptaan perangkat teknis untuk penciptaan praktis reaksi ini. Diketahui bahwa di Jerman pada tahun 1944, pekerjaan sedang dilakukan untuk memulai fusi termonuklir dengan mengompresi bahan bakar nuklir menggunakan bahan peledak konvensional - tetapi mereka tidak berhasil, karena mereka tidak dapat memperoleh suhu dan tekanan yang diperlukan. AS dan Uni Soviet telah mengembangkan senjata termonuklir sejak tahun 1940-an, setelah menguji perangkat termonuklir pertama hampir bersamaan pada awal 1950-an. Pada tahun 1952, di Atol Enewetok, Amerika Serikat melakukan ledakan muatan dengan kapasitas 10,4 megaton (yaitu 450 kali kekuatan bom yang dijatuhkan di Nagasaki), dan pada tahun 1953 sebuah perangkat dengan kapasitas 400 kiloton diuji di Uni Soviet.

Desain perangkat termonuklir pertama tidak cocok untuk penggunaan pertempuran nyata. Misalnya, perangkat yang diuji oleh Amerika Serikat pada tahun 1952 adalah struktur di atas tanah setinggi gedung 2 lantai dan beratnya lebih dari 80 ton. Bahan bakar termonuklir cair disimpan di dalamnya dengan bantuan unit pendingin besar. Oleh karena itu, di masa depan, produksi serial senjata termonuklir dilakukan menggunakan bahan bakar padat - lithium-6 deuteride. Pada tahun 1954, Amerika Serikat menguji perangkat berdasarkan itu di Bikini Atoll, dan pada tahun 1955, bom termonuklir Soviet baru diuji di situs uji Semipalatinsk. Pada tahun 1957, sebuah bom hidrogen diuji di Inggris. Pada Oktober 1961, sebuah bom termonuklir dengan kapasitas 58 megaton diledakkan di Uni Soviet di Novaya Zemlya - bom paling kuat yang pernah diuji oleh umat manusia, yang turun dalam sejarah dengan nama "Tsar Bomba".

Pengembangan lebih lanjut ditujukan untuk mengurangi ukuran desain bom hidrogen untuk memastikan pengirimannya ke sasaran dengan rudal balistik. Sudah di tahun 60-an, massa perangkat dikurangi menjadi beberapa ratus kilogram, dan pada tahun 70-an, rudal balistik dapat membawa lebih dari 10 hulu ledak pada saat yang sama - ini adalah rudal dengan banyak hulu ledak, masing-masing bagian dapat mencapai targetnya sendiri . Hingga saat ini, Amerika Serikat, Rusia, dan Inggris Raya memiliki persenjataan termonuklir, uji muatan termonuklir juga dilakukan di Cina (pada 1967) dan di Prancis (pada 1968).

Cara kerja bom hidrogen

Tindakan bom hidrogen didasarkan pada penggunaan energi yang dilepaskan selama reaksi fusi termonuklir dari inti ringan. Reaksi inilah yang terjadi di bagian dalam bintang, di mana, di bawah pengaruh suhu sangat tinggi dan tekanan raksasa, inti hidrogen bertabrakan dan bergabung menjadi inti helium yang lebih berat. Selama reaksi, sebagian dari massa inti hidrogen diubah menjadi sejumlah besar energi - berkat ini, bintang-bintang melepaskan sejumlah besar energi secara konstan. Para ilmuwan telah menyalin reaksi ini menggunakan isotop hidrogen - deuterium dan tritium, yang diberi nama "bom hidrogen". Awalnya, isotop cair hidrogen digunakan untuk menghasilkan muatan, dan kemudian litium-6 deuterida, senyawa padat deuterium dan isotop litium, digunakan.

Lithium-6 deuteride adalah komponen utama dari bom hidrogen, bahan bakar termonuklir. Itu sudah menyimpan deuterium, dan isotop lithium berfungsi sebagai bahan baku untuk pembentukan tritium. Untuk memulai reaksi fusi, perlu untuk membuat suhu dan tekanan tinggi, serta mengisolasi tritium dari lithium-6. Ketentuan tersebut diberikan sebagai berikut.

Cangkang wadah untuk bahan bakar termonuklir terbuat dari uranium-238 dan plastik, di sebelah wadah ditempatkan muatan nuklir konvensional dengan kapasitas beberapa kiloton - itu disebut pemicu, atau inisiator muatan bom hidrogen. Selama ledakan muatan plutonium awal, di bawah pengaruh radiasi sinar-X yang kuat, cangkang wadah berubah menjadi plasma, menyusut ribuan kali, yang menciptakan tekanan tinggi yang diperlukan dan suhu luar biasa. Pada saat yang sama, neutron yang dipancarkan oleh plutonium berinteraksi dengan litium-6, membentuk tritium. Inti deuterium dan tritium berinteraksi di bawah pengaruh suhu dan tekanan ultra-tinggi, yang mengarah ke ledakan termonuklir.

Jika Anda membuat beberapa lapisan uranium-238 dan lithium-6 deuteride, maka masing-masing akan menambah kekuatannya pada ledakan bom - yaitu, "tiupan" semacam itu memungkinkan Anda untuk meningkatkan kekuatan ledakan hampir tanpa batas. Berkat ini, bom hidrogen dapat dibuat dari hampir semua kekuatan, dan itu akan jauh lebih murah daripada bom nuklir konvensional dengan kekuatan yang sama.

Artikel kami dikhususkan untuk sejarah penciptaan dan prinsip-prinsip umum sintesis perangkat seperti yang kadang-kadang disebut hidrogen. Alih-alih melepaskan energi ledakan dari pembelahan inti unsur berat seperti uranium, ia menghasilkan lebih banyak lagi dengan menggabungkan inti unsur ringan (seperti isotop hidrogen) menjadi satu inti berat (seperti helium).

Mengapa fusi nuklir lebih disukai?

Dalam reaksi termonuklir, yang terdiri dari fusi inti unsur kimia yang terlibat di dalamnya, lebih banyak energi yang dihasilkan per satuan massa perangkat fisik daripada dalam bom atom murni yang menerapkan reaksi fisi nuklir.

Dalam bom atom, bahan bakar nuklir fisil dengan cepat, di bawah aksi energi ledakan bahan peledak konvensional, digabungkan dalam volume bola kecil, di mana apa yang disebut massa kritis dibuat, dan reaksi fisi dimulai. Dalam hal ini, banyak neutron yang dilepaskan dari inti fisil akan menyebabkan pembelahan inti lain dalam massa bahan bakar, yang juga memancarkan neutron tambahan, yang mengarah pada reaksi berantai. Ini mencakup tidak lebih dari 20% bahan bakar sebelum bom meledak, atau mungkin lebih sedikit jika kondisinya tidak ideal: misalnya, pada bom atom Baby, dijatuhkan di Hiroshima, dan Fat Man, yang melanda Nagasaki, efisiensi (jika istilah seperti itu dapat diterapkan pada mereka sama sekali) berlaku) masing-masing hanya 1,38% dan 13%.

Fusi (atau fusi) inti mencakup seluruh massa muatan bom dan berlangsung selama neutron dapat menemukan bahan bakar termonuklir yang belum bereaksi. Oleh karena itu, massa dan daya ledak bom semacam itu secara teoritis tidak terbatas. Penggabungan semacam itu secara teoritis dapat berlanjut tanpa batas. Memang, bom termonuklir adalah salah satu perangkat kiamat potensial yang bisa menghancurkan seluruh kehidupan manusia.

Apa yang dimaksud dengan reaksi fusi nuklir?

Bahan bakar untuk reaksi fusi adalah isotop hidrogen deuterium atau tritium. Yang pertama berbeda dari hidrogen biasa karena di nukleusnya, selain satu proton, ada juga neutron, dan di nukleus tritium sudah ada dua neutron. Dalam air alami, satu atom deuterium menyumbang 7.000 atom hidrogen, tetapi jumlahnya tidak mencukupi. terkandung dalam segelas air, adalah mungkin untuk memperoleh jumlah panas yang sama sebagai hasil dari reaksi termonuklir, seperti dalam pembakaran 200 liter bensin. Dalam pertemuan tahun 1946 dengan para politisi, bapak bom hidrogen Amerika, Edward Teller, menekankan bahwa deuterium memberikan lebih banyak energi per gram berat daripada uranium atau plutonium, tetapi harganya dua puluh sen per gram dibandingkan dengan beberapa ratus dolar per gram bahan bakar fisi. Tritium tidak terjadi di alam dalam keadaan bebas sama sekali, oleh karena itu jauh lebih mahal daripada deuterium, dengan harga pasar puluhan ribu dolar per gram, namun jumlah energi terbesar yang dilepaskan justru pada fusi deuterium. dan inti tritium, di mana inti atom helium terbentuk dan melepaskan neutron yang membawa kelebihan energi sebesar 17,59 MeV

D + T → 4 He + n + 17,59 MeV.

Reaksi ini ditunjukkan secara skematis pada gambar di bawah ini.

Apakah banyak atau sedikit? Seperti yang Anda ketahui, semuanya diketahui dalam perbandingan. Jadi, energi 1 MeV adalah sekitar 2,3 juta kali lebih banyak daripada yang dilepaskan selama pembakaran 1 kg minyak. Akibatnya, fusi hanya dua inti deuterium dan tritium melepaskan energi sebanyak yang dilepaskan selama pembakaran 2,3∙10 6 17,59 = 40,5∙106 kg minyak. Tetapi kita hanya berbicara tentang dua atom. Anda dapat membayangkan betapa tinggi taruhannya di paruh kedua tahun 40-an abad terakhir, ketika pekerjaan dimulai di AS dan Uni Soviet, yang hasilnya adalah bom termonuklir.

Bagaimana semua ini dimulai

Kembali pada musim panas tahun 1942, di awal proyek bom atom di Amerika Serikat (Proyek Manhattan) dan kemudian dalam program Soviet yang serupa, jauh sebelum sebuah bom berbasis fisi uranium dibangun, perhatian beberapa peserta dalam hal ini program ditarik ke perangkat, yang dapat menggunakan reaksi fusi termonuklir yang jauh lebih kuat. Di AS, pendukung pendekatan ini, dan bahkan, bisa dikatakan, pembelanya, adalah Edward Teller, yang telah disebutkan di atas. Di Uni Soviet, arah ini dikembangkan oleh Andrei Sakharov, seorang akademisi dan pembangkang masa depan.

Bagi Teller, ketertarikannya pada fusi termonuklir selama tahun-tahun pembuatan bom atom agak merugikan. Sebagai anggota Proyek Manhattan, ia terus-menerus menyerukan pengalihan dana untuk mengimplementasikan ide-idenya sendiri, yang tujuannya adalah bom hidrogen dan termonuklir, yang tidak menyenangkan kepemimpinan dan menyebabkan ketegangan dalam hubungan. Karena pada saat itu arah penelitian termonuklir tidak didukung, setelah pembuatan bom atom, Teller meninggalkan proyek dan mulai mengajar, serta penelitian tentang partikel dasar.

Namun, pecahnya Perang Dingin, dan yang terpenting dari semua penciptaan dan pengujian bom atom Soviet yang berhasil pada tahun 1949, menjadi kesempatan baru bagi Teller yang anti-komunis untuk mewujudkan ide-ide ilmiahnya. Dia kembali ke laboratorium Los Alamos, tempat bom atom dibuat, dan, bersama dengan Stanislav Ulam dan Cornelius Everett, memulai perhitungan.

Prinsip bom termonuklir

Untuk memulai reaksi fusi nuklir, Anda harus segera memanaskan muatan bom hingga suhu 50 juta derajat. Skema bom termonuklir yang diusulkan oleh Teller menggunakan ledakan bom atom kecil, yang terletak di dalam kotak hidrogen. Dapat dikatakan bahwa ada tiga generasi dalam pengembangan proyeknya di tahun 40-an abad terakhir:

varian Teller, yang dikenal sebagai "super klasik";
konstruksi yang lebih kompleks, tetapi juga lebih realistis dari beberapa bidang konsentris;
versi terakhir dari desain Teller-Ulam, yang merupakan dasar dari semua sistem senjata termonuklir yang beroperasi saat ini.

Bom termonuklir Uni Soviet, pada asal mula penciptaan yang berdiri Andrei Sakharov, juga melalui tahap desain yang serupa. Dia, tampaknya, cukup independen dan independen dari Amerika (yang tidak dapat dikatakan tentang bom atom Soviet, yang diciptakan oleh upaya bersama para ilmuwan dan petugas intelijen yang bekerja di Amerika Serikat) melewati semua tahap desain di atas.

Dua generasi pertama memiliki sifat bahwa mereka memiliki suksesi "lapisan" yang saling terkait, masing-masing memperkuat beberapa aspek dari yang sebelumnya, dan dalam beberapa kasus umpan balik dibuat. Tidak ada pembagian yang jelas antara bom atom primer dan termonuklir sekunder. Sebaliknya, desain Teller-Ulam dari bom termonuklir membedakan dengan tajam antara ledakan primer, ledakan sekunder, dan, jika perlu, ledakan tambahan.

Perangkat bom termonuklir menurut prinsip Teller-Ulam

Banyak dari rinciannya masih diklasifikasikan, tetapi ada kepastian yang masuk akal bahwa semua senjata termonuklir sekarang tersedia digunakan sebagai prototipe perangkat yang dibuat oleh Edward Telleros dan Stanislav Ulam, di mana bom atom (yaitu, muatan utama) digunakan untuk menghasilkan radiasi , mengompres dan memanaskan bahan bakar fusi. Andrei Sakharov di Uni Soviet tampaknya secara independen mengemukakan konsep serupa, yang disebutnya "ide ketiga."

Secara skematis, perangkat bom termonuklir dalam perwujudan ini ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Itu berbentuk silinder, dengan bom atom utama berbentuk bola di salah satu ujungnya. Muatan termonuklir sekunder pada sampel pertama yang masih non-industri, berasal dari deuterium cair, beberapa saat kemudian menjadi padat dari senyawa kimia yang disebut litium deuterida.

Faktanya adalah bahwa litium hidrida LiH telah lama digunakan dalam industri untuk pengangkutan hidrogen tanpa balon. Pengembang bom (ide ini pertama kali digunakan di Uni Soviet) hanya mengusulkan untuk mengambil isotop deuterium daripada hidrogen biasa dan menggabungkannya dengan lithium, karena jauh lebih mudah untuk membuat bom dengan muatan termonuklir padat.

Bentuk muatan sekunder adalah silinder yang ditempatkan dalam wadah dengan cangkang timbal (atau uranium). Di antara muatan adalah perisai perlindungan neutron. Ruang antara dinding wadah dengan bahan bakar termonuklir dan badan bom diisi dengan plastik khusus, biasanya styrofoam. Tubuh bom itu sendiri terbuat dari baja atau aluminium.

Bentuk-bentuk ini telah berubah dalam desain terbaru seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Di dalamnya, muatan utama diratakan, seperti semangka atau bola sepak Amerika, dan muatan sekunder berbentuk bola. Bentuk seperti itu jauh lebih cocok dengan volume internal hulu ledak rudal berbentuk kerucut.

Urutan ledakan termonuklir

Ketika bom atom primer meledak, maka pada saat-saat pertama dari proses ini, radiasi sinar-x yang kuat (fluks neutron) dihasilkan, yang sebagian terhalang oleh perisai neutron, dan dipantulkan dari lapisan dalam casing yang mengelilingi bom atom sekunder. muatan, sehingga sinar-x jatuh secara simetris di sepanjang panjangnya.

Selama tahap awal reaksi fusi, neutron dari ledakan atom diserap oleh pengisi plastik untuk mencegah bahan bakar memanas terlalu cepat.

Sinar-X menyebabkan munculnya busa plastik yang awalnya padat, mengisi ruang antara kasing dan muatan sekunder, yang dengan cepat berubah menjadi keadaan plasma, memanaskan dan mengompresi muatan sekunder.

Selain itu, sinar-X menguapkan permukaan wadah yang mengelilingi muatan sekunder. Substansi wadah, yang secara simetris menguap sehubungan dengan muatan ini, memperoleh momentum tertentu yang diarahkan dari sumbunya, dan lapisan-lapisan muatan sekunder, menurut hukum kekekalan momentum, menerima impuls yang diarahkan ke sumbu perangkat . Prinsipnya di sini sama dengan roket, hanya jika kita membayangkan bahan bakar roket dihamburkan secara simetris dari porosnya, dan bodinya dikompresi ke dalam.

Sebagai hasil dari kompresi bahan bakar termonuklir seperti itu, volumenya berkurang ribuan kali, dan suhunya mencapai tingkat awal reaksi fusi nuklir. Sebuah bom termonuklir meledak. Reaksi disertai dengan pembentukan inti tritium, yang bergabung dengan inti deuterium yang semula ada dalam muatan sekunder.

Muatan sekunder pertama dibangun di sekitar inti batang plutonium, yang secara informal disebut "lilin", yang memasuki reaksi fisi nuklir, yaitu, ledakan atom tambahan lainnya dilakukan untuk menaikkan suhu lebih banyak lagi untuk memastikan dimulainya reaksi fusi nuklir. Sekarang diyakini bahwa sistem kompresi yang lebih efisien telah menghilangkan "lilin", memungkinkan miniaturisasi lebih lanjut dari desain bom.

Operasi Ivy

Itu adalah nama yang diberikan untuk pengujian senjata termonuklir Amerika di Kepulauan Marshall pada tahun 1952, di mana bom termonuklir pertama diledakkan. Itu disebut Ivy Mike dan dibangun sesuai dengan skema Teller-Ulam yang khas. Muatan termonuklir sekundernya ditempatkan dalam wadah silinder, yang merupakan bejana Dewar yang diisolasi secara termal dengan bahan bakar termonuklir dalam bentuk deuterium cair, di sepanjang sumbunya dilewati "lilin" 239-plutonium. Dewar, pada gilirannya, ditutupi dengan lapisan 238-uranium dengan berat lebih dari 5 metrik ton, yang menguap selama ledakan, memberikan kompresi simetris bahan bakar fusi. Wadah dengan muatan primer dan sekunder ditempatkan dalam kotak baja dengan lebar 80 inci dan panjang 244 inci dengan dinding setebal 10-12 inci, yang merupakan contoh terbesar dari produk tempa hingga saat itu. Permukaan bagian dalam casing dilapisi dengan lembaran timah dan polietilen untuk memantulkan radiasi setelah ledakan muatan primer dan menciptakan plasma yang memanaskan muatan sekunder. Seluruh perangkat memiliki berat 82 ton. Tampilan perangkat sesaat sebelum ledakan ditunjukkan pada foto di bawah ini.

Tes pertama bom termonuklir terjadi pada 31 Oktober 1952. Kekuatan ledakannya adalah 10,4 megaton. Attol Eniwetok, yang diproduksi, hancur total. Momen ledakan ditunjukkan pada foto di bawah ini.

Uni Soviet memberikan jawaban yang simetris

Keunggulan termonuklir AS tidak bertahan lama. Pada 12 Agustus 1953, bom termonuklir Soviet pertama RDS-6, yang dikembangkan di bawah kepemimpinan Andrei Sakharov dan Yuli Khariton, diuji di lokasi uji Semipalatinsk, melainkan perangkat laboratorium, rumit dan sangat tidak sempurna. Ilmuwan Soviet, meskipun berkekuatan rendah hanya 400 kg, menguji amunisi yang sudah jadi dengan bahan bakar termonuklir dalam bentuk lithium deuteride padat, dan bukan deuterium cair, seperti orang Amerika. Omong-omong, perlu dicatat bahwa hanya isotop 6 Li yang digunakan dalam komposisi lithium deuterida (ini disebabkan oleh kekhasan reaksi termonuklir), dan di alam dicampur dengan isotop 7 Li. Oleh karena itu, fasilitas khusus dibangun untuk pemisahan isotop lithium dan pemilihan hanya 6 Li.

Mencapai batas daya

Ini diikuti oleh satu dekade perlombaan senjata tanpa henti, di mana kekuatan amunisi termonuklir terus meningkat. Akhirnya, pada tanggal 30 Oktober 1961, bom termonuklir paling kuat yang pernah dibuat dan diuji, yang dikenal di Barat sebagai Tsar Bomba, diledakkan di udara pada ketinggian sekitar 4 km di Uni Soviet selama uji Novaya Zemlya. lokasi.

Amunisi tiga tahap ini sebenarnya dikembangkan sebagai bom 101,5 megaton, tetapi keinginan untuk mengurangi kontaminasi radioaktif di wilayah tersebut memaksa pengembang untuk meninggalkan tahap ketiga dengan kapasitas 50 megaton dan mengurangi perkiraan hasil perangkat menjadi 51,5 megaton. Pada saat yang sama, 1,5 megaton adalah kekuatan ledakan dari muatan atom utama, dan tahap termonuklir kedua seharusnya memberikan 50 megaton lagi. Kekuatan ledakan sebenarnya mencapai 58 megaton. Penampilan bom ditunjukkan pada foto di bawah ini. .

Konsekuensinya sangat mengesankan. Meskipun ketinggian ledakan sangat signifikan 4000 m, bola api yang sangat terang hampir mencapai Bumi dengan tepi bawahnya, dan naik ke ketinggian lebih dari 4,5 km dengan tepi atasnya. Tekanan di bawah titik ledakan adalah enam kali tekanan puncak ledakan di Hiroshima. Kilatan cahayanya sangat terang sehingga dapat terlihat pada jarak 1000 kilometer, meskipun cuaca mendung. Salah satu peserta tes melihat kilatan terang melalui kacamata hitam dan merasakan efek pulsa termal bahkan pada jarak 270 km. Foto momen ledakan ditunjukkan di bawah ini.

Pada saat yang sama, ditunjukkan bahwa kekuatan muatan termonuklir benar-benar tidak memiliki batas. Bagaimanapun, itu sudah cukup untuk menyelesaikan tahap ketiga, dan kapasitas desain akan tercapai. Tetapi Anda dapat meningkatkan jumlah langkah lebih jauh, karena berat Tsar Bomba tidak lebih dari 27 ton. Tampilan perangkat ini ditunjukkan pada foto di bawah ini.

Setelah tes-tes ini, menjadi jelas bagi banyak politisi dan militer baik di Uni Soviet maupun di AS bahwa perlombaan senjata nuklir telah mencapai batasnya dan harus dihentikan.

Rusia modern telah mewarisi persenjataan nuklir Uni Soviet. Saat ini, bom termonuklir Rusia terus berfungsi sebagai pencegah bagi mereka yang mencari hegemoni dunia. Mari kita berharap mereka memainkan peran mereka hanya sebagai pencegah dan tidak pernah meledak.

Matahari sebagai reaktor fusi

Diketahui bahwa suhu Matahari, lebih tepatnya intinya, mencapai 15.000.000 ° K, dipertahankan karena aliran reaksi termonuklir yang berkelanjutan. Namun, segala sesuatu yang dapat kita pelajari dari teks sebelumnya berbicara tentang sifat eksplosif dari proses tersebut. Lalu mengapa matahari tidak meledak seperti bom termonuklir?

Faktanya adalah bahwa dengan proporsi besar hidrogen dalam komposisi massa matahari, yang mencapai 71%, proporsi isotop deuteriumnya, yang intinya hanya dapat berpartisipasi dalam reaksi fusi termonuklir, dapat diabaikan. Faktanya adalah bahwa inti deuterium sendiri terbentuk sebagai hasil dari fusi dua inti hidrogen, dan bukan hanya fusi, tetapi dengan peluruhan salah satu proton menjadi neutron, positron, dan neutrino (yang disebut peluruhan beta) , yang merupakan peristiwa langka. Dalam hal ini, inti deuterium yang dihasilkan didistribusikan secara merata di seluruh volume inti surya. Oleh karena itu, dengan ukuran dan massanya yang besar, pusat reaksi termonuklir individual dan langka dengan daya yang relatif rendah, seolah-olah, tersebar di seluruh inti Matahari. Panas yang dilepaskan selama reaksi ini jelas tidak cukup untuk langsung membakar semua deuterium di Matahari, tetapi cukup untuk memanaskannya hingga suhu yang menjamin kehidupan di Bumi.

HYDROGEN BOMB, senjata dengan kekuatan penghancur besar (orde megaton dalam setara TNT), prinsip operasinya didasarkan pada reaksi fusi termonuklir inti ringan. Sumber energi ledakan adalah proses yang serupa dengan yang terjadi di Matahari dan bintang-bintang lainnya.

Pada tahun 1961, ledakan bom hidrogen yang paling kuat terjadi.

Pada pagi hari tanggal 30 Oktober pukul 11:32. sebuah bom hidrogen berkapasitas 50 juta ton TNT diledakkan di atas Novaya Zemlya di kawasan Teluk Mityushi pada ketinggian 4000 m di atas permukaan tanah.

Uni Soviet menguji perangkat termonuklir paling kuat dalam sejarah. Bahkan dalam versi "setengah" (dan kekuatan maksimum bom semacam itu adalah 100 megaton), energi ledakannya sepuluh kali lebih tinggi daripada kekuatan total semua bahan peledak yang digunakan oleh semua pihak yang bertikai selama Perang Dunia Kedua (termasuk bom atom dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki). Gelombang kejut dari ledakan itu mengelilingi dunia tiga kali, pertama kali dalam 36 jam dan 27 menit.

Kilatan cahaya sangat terang sehingga, meskipun mendung terus menerus, terlihat bahkan dari pos komando di desa Belushya Guba (hampir 200 km dari pusat ledakan). Awan jamur naik ke ketinggian 67 km. Pada saat ledakan, ketika bom itu perlahan-lahan turun dengan parasut besar dari ketinggian 10.500 ke titik ledakan yang dihitung, pesawat pengangkut Tu-95 dengan awak dan komandannya, Mayor Andrei Yegorovich Durnovtsev, sudah berada di zona aman. Komandan kembali ke lapangan terbangnya sebagai letnan kolonel, Pahlawan Uni Soviet. Di sebuah desa yang ditinggalkan - 400 km dari pusat gempa - rumah-rumah kayu hancur, dan rumah-rumah batu kehilangan atap, jendela, dan pintunya. Selama ratusan kilometer dari lokasi pengujian, sebagai akibat dari ledakan, kondisi untuk lewatnya gelombang radio berubah selama hampir satu jam, dan komunikasi radio berhenti.

Bom itu dirancang oleh V.B. Adamsky, Yu.N. Smirnov, AD Sakharov, Yu.N. Babaev dan Yu.A. Trutnev (untuk itu Sakharov dianugerahi medali ketiga Pahlawan Buruh Sosialis). Massa "perangkat" adalah 26 ton, pembom strategis Tu-95 yang dimodifikasi khusus digunakan untuk mengangkut dan menjatuhkannya.

"Superbomb", sebagaimana A. Sakharov menyebutnya, tidak muat di ruang bom pesawat (panjangnya 8 meter dan diameternya sekitar 2 meter), jadi bagian non-daya badan pesawat dipotong dan khusus mekanisme pengangkat dan perangkat untuk memasang bom dipasang; saat dalam penerbangan, itu masih menonjol lebih dari setengahnya. Seluruh badan pesawat, bahkan bilah baling-balingnya, dilapisi dengan cat putih khusus yang melindungi dari kilatan cahaya saat terjadi ledakan. Tubuh pesawat laboratorium yang menyertainya ditutupi dengan cat yang sama.

Hasil ledakan muatan, yang menerima nama "Tsar Bomba" di Barat, sangat mengesankan:

* "Jamur" nuklir ledakan naik ke ketinggian 64 km; diameter tutupnya mencapai 40 kilometer.

Bola api yang meledak menghantam tanah dan hampir mencapai ketinggian pelepasan bom (yaitu, radius bola api ledakan kira-kira 4,5 kilometer).

* Radiasi menyebabkan luka bakar tingkat tiga pada jarak hingga seratus kilometer.

* Pada puncak emisi radiasi, ledakan mencapai kekuatan 1% dari kekuatan matahari.

* Gelombang kejut yang dihasilkan dari ledakan itu mengelilingi dunia tiga kali.

* Ionisasi atmosfer telah menyebabkan gangguan radio bahkan ratusan kilometer dari lokasi pengujian selama satu jam.

* Saksi merasakan dampak dan mampu menggambarkan ledakan pada jarak seribu kilometer dari pusat gempa. Juga, gelombang kejut sampai batas tertentu mempertahankan kekuatan destruktifnya pada jarak ribuan kilometer dari pusat gempa.

* Gelombang akustik mencapai pulau Dixon, di mana gelombang ledakan menghancurkan jendela-jendela di rumah-rumah.

Hasil politik dari tes ini adalah demonstrasi oleh Uni Soviet tentang kepemilikan senjata pemusnah massal dengan kekuatan tak terbatas - megatonase maksimum bom dari Amerika Serikat yang diuji pada saat itu adalah empat kali lebih kecil daripada Tsar Bomba. Memang, peningkatan kekuatan bom hidrogen dicapai hanya dengan meningkatkan massa bahan kerja, sehingga, pada prinsipnya, tidak ada faktor yang mencegah pembuatan bom hidrogen 100 megaton atau 500 megaton. (Bahkan, Tsar Bomba dirancang untuk setara 100 megaton; kekuatan ledakan yang direncanakan dipotong setengah, menurut Khrushchev, "Agar tidak memecahkan semua kaca di Moskow"). Dengan tes ini, Uni Soviet menunjukkan kemampuan untuk membuat bom hidrogen dengan kekuatan apa pun dan cara mengirimkan bom ke titik detonasi.

reaksi termonuklir. Bagian dalam Matahari mengandung sejumlah besar hidrogen, yang berada dalam keadaan kompresi super tinggi pada suhu sekitar. 15.000.000 K. Pada suhu dan kepadatan plasma yang begitu tinggi, inti hidrogen mengalami tumbukan konstan satu sama lain, beberapa di antaranya berakhir dengan penggabungannya dan, akhirnya, pembentukan inti helium yang lebih berat. Reaksi semacam itu, yang disebut fusi termonuklir, disertai dengan pelepasan sejumlah besar energi. Menurut hukum fisika, pelepasan energi selama fusi termonuklir disebabkan oleh fakta bahwa ketika inti yang lebih berat terbentuk, bagian dari massa inti ringan yang termasuk dalam komposisinya diubah menjadi sejumlah besar energi. Itulah sebabnya Matahari, yang memiliki massa raksasa, kehilangan kira-kira. 100 miliar ton materi dan melepaskan energi, berkat kehidupan di Bumi menjadi mungkin.

Isotop hidrogen. Atom hidrogen adalah yang paling sederhana dari semua atom yang ada. Ini terdiri dari satu proton, yang merupakan nukleusnya, di mana satu elektron berputar. Penelitian yang cermat terhadap air (H 2 O) telah menunjukkan bahwa air mengandung sejumlah kecil air "berat" yang mengandung "isotop berat" hidrogen - deuterium (2 H). Inti deuterium terdiri dari proton dan neutron, partikel netral dengan massa yang mendekati massa proton.

Pengembangan bom hidrogen. Analisis teoritis awal menunjukkan bahwa fusi termonuklir paling mudah dilakukan dalam campuran deuterium dan tritium. Mengambil ini sebagai dasar, para ilmuwan AS di awal 1950-an mulai menerapkan proyek untuk membuat bom hidrogen (HB). Tes pertama dari perangkat nuklir model dilakukan di situs uji Eniwetok pada musim semi 1951; fusi termonuklir hanya sebagian. Keberhasilan signifikan dicapai pada 1 November 1951, ketika menguji perangkat nuklir besar-besaran, yang kekuatan ledakannya adalah 4? 8 Mt setara TNT.

Mekanisme kerja bom hidrogen. Urutan proses yang terjadi selama ledakan bom hidrogen dapat direpresentasikan sebagai berikut. Pertama, muatan inisiator reaksi termonuklir (bom atom kecil) di dalam cangkang HB meledak, menghasilkan kilatan neutron dan menciptakan suhu tinggi yang diperlukan untuk memulai fusi termonuklir. Neutron membombardir sisipan yang terbuat dari litium deuterida - senyawa deuterium dengan litium (menggunakan isotop litium dengan nomor massa 6). Lithium-6 dipecah oleh neutron menjadi helium dan tritium. Jadi, sekering atom menciptakan bahan yang diperlukan untuk sintesis langsung di bom itu sendiri.

Divisi, sintesis, divisi (superbomb). Faktanya, dalam bom, urutan proses yang dijelaskan di atas berakhir pada tahap reaksi deuterium dengan tritium. Selanjutnya, para perancang bom lebih memilih untuk tidak menggunakan fusi inti, tetapi fisi mereka. Fusi inti deuterium dan tritium menghasilkan helium dan neutron cepat, yang energinya cukup besar untuk menyebabkan pembelahan inti uranium-238 (isotop utama uranium, jauh lebih murah daripada uranium-235 yang digunakan dalam bom atom konvensional). Neutron cepat membelah atom kulit uranium superbom. Fisi satu ton uranium menciptakan energi yang setara dengan 18 Mt. Energi tidak hanya untuk ledakan dan pelepasan panas. Setiap inti uranium dipecah menjadi dua "fragmen" yang sangat radioaktif. Produk fisi mencakup 36 unsur kimia yang berbeda dan hampir 200 isotop radioaktif. Semua ini membentuk kejatuhan radioaktif yang menyertai ledakan superbomb.