თერმობირთვული მუხტი. განსხვავება წყალბადის ბომბსა და ატომურ ბომბს შორის: განსხვავებების სია, შექმნის ისტორია

სტატიის შინაარსი

H-ბომბი,დიდი დესტრუქციული ძალის იარაღი (მეგატონების რიგის ტროტილის ეკვივალენტში), რომლის მოქმედების პრინციპი ემყარება მსუბუქი ბირთვების თერმობირთვული შერწყმის რეაქციას. აფეთქების ენერგიის წყაროა მზეზე და სხვა ვარსკვლავებზე მომხდარი პროცესების მსგავსი.

თერმობირთვული რეაქციები.

მზის შიგთავსი შეიცავს წყალბადის გიგანტურ რაოდენობას, რომელიც ზემაღალი შეკუმშვის მდგომარეობაშია დაახლოებით. 15,000,000 K. ასეთ მაღალ ტემპერატურასა და პლაზმის სიმკვრივის დროს წყალბადის ბირთვები განიცდიან მუდმივ შეჯახებას ერთმანეთთან, რომელთაგან ზოგიერთი მთავრდება მათი შერწყმით და, საბოლოო ჯამში, უფრო მძიმე ჰელიუმის ბირთვების წარმოქმნით. ასეთ რეაქციებს, რომელსაც ეწოდება თერმობირთვული შერწყმა, თან ახლავს უზარმაზარი ენერგიის გამოყოფა. ფიზიკის კანონების მიხედვით, თერმობირთვული შერწყმის დროს ენერგიის გამოყოფა განპირობებულია იმით, რომ როდესაც უფრო მძიმე ბირთვი იქმნება, მის შემადგენლობაში შემავალი მსუბუქი ბირთვების მასის ნაწილი გარდაიქმნება ენერგიის კოლოსალურ რაოდენობაში. ამიტომ გიგანტური მასის მქონე მზე კარგავს დაახლ. 100 მილიარდი ტონა მატერია და გამოყოფს ენერგიას, რის წყალობითაც შესაძლებელი გახდა სიცოცხლე დედამიწაზე.

წყალბადის იზოტოპები.

წყალბადის ატომი ყველაზე მარტივია ყველა არსებულ ატომს შორის. იგი შედგება ერთი პროტონისგან, რომელიც არის მისი ბირთვი, რომლის გარშემოც ერთი ელექტრონი ტრიალებს. წყლის (H 2 O) ფრთხილად შესწავლამ აჩვენა, რომ იგი შეიცავს წყალბადის „მძიმე იზოტოპს“ - დეიტერიუმს (2 H) „მძიმე“ წყალს უმნიშვნელო რაოდენობით. დეიტერიუმის ბირთვი შედგება პროტონისა და ნეიტრონისგან, ნეიტრალური ნაწილაკისგან, რომლის მასა ახლოსაა პროტონთან.

არსებობს წყალბადის მესამე იზოტოპი, ტრიტიუმი, რომელიც შეიცავს ერთ პროტონს და ორ ნეიტრონს თავის ბირთვში. ტრიტიუმი არასტაბილურია და განიცდის სპონტანურ რადიოაქტიურ დაშლას, გადაიქცევა ჰელიუმის იზოტოპად. ტრიტიუმის კვალი აღმოჩენილია დედამიწის ატმოსფეროში, სადაც ის წარმოიქმნება ჰაერის შემადგენელ აირის მოლეკულებთან კოსმოსური სხივების ურთიერთქმედების შედეგად. ტრიტიუმი მიიღება ხელოვნურად ბირთვულ რეაქტორში ლითიუმ-6 იზოტოპის ნეიტრონული ნაკადის დასხივებით.

წყალბადის ბომბის განვითარება.

წინასწარმა თეორიულმა ანალიზმა აჩვენა, რომ თერმობირთვული შერწყმა ყველაზე ადვილად ხორციელდება დეიტერიუმის და ტრიტიუმის ნარევში. ამის საფუძველზე ამერიკელმა მეცნიერებმა 1950-იანი წლების დასაწყისში დაიწყეს წყალბადის ბომბის (HB) შექმნის პროექტის განხორციელება. მოდელის ბირთვული მოწყობილობის პირველი გამოცდები ჩატარდა ენივეტოკის საცდელ ადგილზე 1951 წლის გაზაფხულზე; თერმობირთვული შერწყმა მხოლოდ ნაწილობრივი იყო. მნიშვნელოვანი წარმატება მიღწეული იქნა 1951 წლის 1 ნოემბერს მასიური ბირთვული მოწყობილობის გამოცდაში, რომლის აფეთქების სიმძლავრე იყო 4 x 8 მტ ტროტილის ეკვივალენტში.

პირველი წყალბადის საჰაერო ბომბი ააფეთქეს სსრკ-ში 1953 წლის 12 აგვისტოს, ხოლო 1954 წლის 1 მარტს ამერიკელებმა ააფეთქეს უფრო ძლიერი (დაახლოებით 15 მტ) საჰაერო ბომბი ბიკინის ატოლზე. მას შემდეგ ორივე ძალა აფეთქდა მოწინავე მეგატონის იარაღს.

ბიკინის ატოლზე აფეთქებას თან ახლდა დიდი რაოდენობით რადიოაქტიური ნივთიერებების გამოყოფა. ზოგიერთი მათგანი აფეთქების ადგილიდან ასობით კილომეტრში დაეცა იაპონურ მეთევზეთა გემზე Lucky Dragon, ზოგი კი დაფარა კუნძულ რონგელაპზე. ვინაიდან თერმობირთვული შერწყმა წარმოქმნის სტაბილურ ჰელიუმს, წმინდა წყალბადის ბომბის აფეთქებისას რადიოაქტიურობა უნდა იყოს არაუმეტეს თერმობირთვული რეაქციის ატომური დეტონატორის რადიოაქტიურობა. თუმცა, განსახილველ შემთხვევაში, პროგნოზირებული და რეალური რადიოაქტიური ვარდნა მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდა რაოდენობრივად და შემადგენლობით.

წყალბადის ბომბის მოქმედების მექანიზმი.

წყალბადის ბომბის აფეთქების დროს მიმდინარე პროცესების თანმიმდევრობა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად. პირველი, თერმობირთვული რეაქციის ინიციატორი მუხტი (პატარა ატომური ბომბი) HB ჭურვის შიგნით აფეთქდება, რის შედეგადაც ხდება ნეიტრონის ციმციმი და ქმნის მაღალ ტემპერატურას, რომელიც აუცილებელია თერმობირთვული შერწყმის დასაწყებად. ნეიტრონები ბომბავს ლითიუმის დეიტერიდისგან დამზადებულ ჩანართს, დეიტერიუმის ნაერთს ლითიუმთან (გამოიყენება ლითიუმის იზოტოპი მასის 6-ით). ლითიუმი-6 ნეიტრონების მიერ იყოფა ჰელიუმად და ტრიტიუმად. ამრიგად, ატომური დაუკრავენ სინთეზისთვის აუცილებელ მასალებს უშუალოდ ბომბში ქმნის.

შემდეგ იწყება თერმობირთვული რეაქცია დეიტერიუმის და ტრიტიუმის ნარევში, ბომბის შიგნით ტემპერატურა სწრაფად იმატებს, რაც უფრო და უფრო მეტ წყალბადს აერთიანებს შერწყმაში. ტემპერატურის შემდგომი მატებით შეიძლება დაიწყოს რეაქცია დეიტერიუმის ბირთვებს შორის, რაც ახასიათებს წმინდა წყალბადის ბომბს. ყველა რეაქცია, რა თქმა უნდა, ისე სწრაფად მიმდინარეობს, რომ მყისიერად აღიქმება.

გაყოფა, სინთეზი, გაყოფა (სუპერბომბი).

სინამდვილეში, ბომბში ზემოთ აღწერილი პროცესების თანმიმდევრობა მთავრდება დეიტერიუმის ტრიტიუმთან რეაქციის ეტაპზე. გარდა ამისა, ბომბის დიზაინერებმა ამჯობინეს გამოიყენონ არა ბირთვების შერწყმა, არამედ მათი დაშლა. დეიტერიუმის და ტრიტიუმის ბირთვების შერწყმა წარმოქმნის ჰელიუმს და სწრაფ ნეიტრონებს, რომელთა ენერგია საკმარისად დიდია, რომ გამოიწვიოს ურანის-238 ბირთვების დაშლა (ურანის მთავარი იზოტოპი, ბევრად იაფია ვიდრე ურანი-235, რომელიც გამოიყენება ჩვეულებრივ ატომურ ბომბებში). სწრაფმა ნეიტრონებმა გაიყო სუპერბომბის ურანის გარსის ატომები. ერთი ტონა ურანის დაშლა წარმოქმნის ენერგიას, რომელიც ექვივალენტურია 18 მტ. ენერგია მიდის არა მხოლოდ აფეთქებაზე და სითბოს გამოყოფაზე. ურანის თითოეული ბირთვი იყოფა ორ უაღრესად რადიოაქტიურ „ფრაგმენტად“. დაშლის პროდუქტები მოიცავს 36 სხვადასხვა ქიმიურ ელემენტს და თითქმის 200 რადიოაქტიურ იზოტოპს. ეს ყველაფერი ქმნის რადიოაქტიურ ნაკადს, რომელიც თან ახლავს სუპერბომბების აფეთქებას.

უნიკალური დიზაინისა და მოქმედების აღწერილი მექანიზმის გამო, ამ ტიპის იარაღის დამზადება შესაძლებელია როგორც სასურველი. ის გაცილებით იაფია, ვიდრე იმავე სიმძლავრის ატომური ბომბი.

აფეთქების შედეგები.

დარტყმითი ტალღა და თერმული ეფექტი.

სუპერბომბის აფეთქების პირდაპირი (პირველადი) ზემოქმედება სამმაგია. პირდაპირი ეფექტებიდან ყველაზე აშკარა არის უზარმაზარი ინტენსივობის შოკის ტალღა. მისი ზემოქმედების სიძლიერე, ბომბის სიძლიერეზე, აფეთქების სიმაღლეზე და რელიეფის ბუნებაზე, მცირდება აფეთქების ეპიცენტრიდან დაშორებით. აფეთქების თერმული ეფექტი განისაზღვრება იგივე ფაქტორებით, მაგრამ, გარდა ამისა, ეს დამოკიდებულია ჰაერის გამჭვირვალობაზეც - ნისლი მკვეთრად ამცირებს მანძილს, რომლის დროსაც თერმული ციმციმა შეიძლება გამოიწვიოს სერიოზული დამწვრობა.

გათვლებით, 20 მეგატონიანი ბომბის ატმოსფეროში აფეთქების შემთხვევაში, ადამიანები ცოცხლები დარჩებიან შემთხვევების 50%-ში, თუ ისინი 1) შეაფარებენ თავს მიწისქვეშა რკინაბეტონის თავშესაფარს, დაახლოებით 8 კმ-ის მანძილზე. აფეთქების ეპიცენტრი (EW), 2) არის ჩვეულებრივ ურბანულ შენობებში დაახ. . EW-დან 15 კმ-ში, 3) იყო ღია ცის ქვეშ დაახ. EV-დან 20 კმ. ცუდი ხილვადობის პირობებში და მინიმუმ 25 კმ მანძილზე, თუ ატმოსფერო სუფთაა, ღია ადგილებში მყოფი ადამიანებისთვის გადარჩენის ალბათობა სწრაფად იზრდება ეპიცენტრიდან დაშორებით; 32 კმ მანძილზე მისი გამოთვლილი მნიშვნელობა 90%-ზე მეტია. ფართობი, რომელშიც აფეთქების დროს წარმოქმნილი გამჭოლი გამოსხივება იწვევს ლეტალურ შედეგს, შედარებით მცირეა, თუნდაც მაღალი გამოსავლის სუპერბომბის შემთხვევაში.

ცეცხლოვანი ბურთი.

ცეცხლოვან ბურთში ჩართული აალებადი მასალის შემადგენლობისა და მასის მიხედვით, შეიძლება წარმოიქმნას გიგანტური თვითშენარჩუნებული ცეცხლოვანი ქარიშხალი, რომელიც მძვინვარებს მრავალი საათის განმავლობაში. თუმცა, აფეთქების ყველაზე საშიში (თუმცა მეორეხარისხოვანი) შედეგი არის გარემოს რადიოაქტიური დაბინძურება.

Ჩამოყრა.

როგორ ყალიბდებიან ისინი.

როდესაც ბომბი აფეთქდება, შედეგად მიღებული ცეცხლოვანი ბურთი ივსება დიდი რაოდენობით რადიოაქტიური ნაწილაკებით. ჩვეულებრივ, ეს ნაწილაკები იმდენად მცირეა, რომ ზედა ატმოსფეროში მოხვედრის შემდეგ მათ შეუძლიათ იქ დიდხანს დარჩეს. მაგრამ თუ ცეცხლოვანი ბურთი დედამიწის ზედაპირთან, ყველაფერს, რაც მასზეა, გადაიქცევა წითელ მტვერად და ფერფლად და მიიზიდავს მათ ცეცხლოვან ტორნადოში. ცეცხლის მორევში ისინი ურევენ და უკავშირდებიან რადიოაქტიურ ნაწილაკებს. რადიოაქტიური მტვერი, გარდა უდიდესისა, მაშინვე არ წყდება. წვრილ მტვერს მიჰყავს წარმოქმნილი აფეთქების ღრუბელი და თანდათან ცვივა ქარის მიმართულებით გადაადგილებისას. უშუალოდ აფეთქების ადგილზე, რადიოაქტიური ვარდნა შეიძლება იყოს უკიდურესად ინტენსიური - ძირითადად უხეში მტვერი იშლება ადგილზე. აფეთქების ადგილიდან ასობით კილომეტრში და უფრო დიდ დისტანციებზე, პატარა, მაგრამ მაინც ხილული ფერფლის ნაწილაკები მიწაზე ეცემა. ხშირად ისინი ქმნიან თოვლის მსგავს საფარს, რომელიც სასიკვდილოა ყველასთვის, ვინც ახლოს არის. უფრო პატარა და უხილავ ნაწილაკებსაც კი, სანამ მიწაზე დადგებიან, შეუძლიათ ატმოსფეროში თვეების და წლების განმავლობაშიც კი ტრიალებენ და ბევრჯერ შემოივლიან მსოფლიოს გარშემო. როდესაც ისინი ამოვარდებიან, მათი რადიოაქტიურობა საგრძნობლად სუსტდება. ყველაზე საშიშია სტრონციუმ-90-ის გამოსხივება, რომლის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 28 წელია. მისი დაცემა აშკარად შეიმჩნევა მთელ მსოფლიოში. ფოთლებზე და ბალახზე დასახლებით, ის შედის კვების ჯაჭვებში, მათ შორის ადამიანებში. ამის შედეგად, შესამჩნევი, თუმცა ჯერ კიდევ არ არის საშიში, სტრონციუმ-90-ის რაოდენობა აღმოაჩინეს უმეტესი ქვეყნების მცხოვრებთა ძვლებში. სტრონციუმ-90-ის დაგროვება ადამიანის ძვლებში ძალიან საშიშია გრძელვადიან პერსპექტივაში, რადგან ეს იწვევს ძვლის ავთვისებიანი სიმსივნეების წარმოქმნას.

ტერიტორიის ხანგრძლივი დაბინძურება რადიოაქტიური გამონაბოლქვით.

საომარი მოქმედებების შემთხვევაში წყალბადის ბომბის გამოყენება გამოიწვევს ტერიტორიის დაუყოვნებელ რადიოაქტიურ დაბინძურებას დაახლოებით რადიუსში. აფეთქების ეპიცენტრიდან 100 კილომეტრში. სუპერბომბის აფეთქების შემთხვევაში, ათიათასობით კვადრატული კილომეტრის ფართობი დაბინძურდება. ერთი ბომბით განადგურების ასეთი უზარმაზარი ტერიტორია მას სრულიად ახალ იარაღად აქცევს. თუნდაც სუპერ ბომბი არ მოხვდეს მიზანში, ე.ი. არ მოხვდება ობიექტზე დარტყმით-თერმული ეფექტებით, გამჭოლი რადიაცია და აფეთქების თანმხლები რადიოაქტიური გამონაბოლქვი მიმდებარე სივრცეს საცხოვრებლად დაუსახლებელს გახდის. ასეთი ნალექი შეიძლება გაგრძელდეს მრავალი დღის, კვირისა და თვეების განმავლობაშიც კი. მათი რაოდენობის მიხედვით, რადიაციის ინტენსივობამ შეიძლება სასიკვდილო დონემდე მიაღწიოს. სუპერბომბების შედარებით მცირე რაოდენობა საკმარისია იმისათვის, რომ მთლიანად დაფაროს დიდი ქვეყანა რადიოაქტიური მტვრის ფენით, რომელიც მომაკვდინებელია ყველა ცოცხალი არსებისთვის. ამგვარად, სუპერბომბის შექმნამ აღნიშნა ეპოქის დასაწყისი, როდესაც შესაძლებელი გახდა მთელი კონტინენტების დასახლება. ნალექებზე პირდაპირი ზემოქმედების შეწყვეტის შემდეგაც კი, იზოტოპების მაღალი რადიოტოქსიკურობის საფრთხე შენარჩუნდება, როგორიცაა სტრონციუმი-90. ამ იზოტოპით დაბინძურებულ ნიადაგებზე მოყვანილი საკვებით რადიოაქტიურობა ადამიანის სხეულში შევა.

თერმობირთვული იარაღი (H-ბომბი)- ბირთვული იარაღის ტიპი, რომლის დესტრუქციული ძალა ემყარება მსუბუქი ელემენტების ბირთვული შერწყმის რეაქციის ენერგიის გამოყენებას უფრო მძიმეებად (მაგალითად, ჰელიუმის ატომის ერთი ბირთვის სინთეზი დეიტერიუმის ორი ბირთვიდან. ატომები), რომელშიც ენერგია გამოიყოფა.

ზოგადი აღწერა [ | ]

თერმობირთვული ასაფეთქებელი მოწყობილობის აგება შესაძლებელია როგორც თხევადი დეიტერიუმის, ასევე აირისებური შეკუმშვის გამოყენებით. მაგრამ თერმობირთვული იარაღის გამოჩენა შესაძლებელი გახდა მხოლოდ ლითიუმის ჰიდრიდის მრავალფეროვნებით, ლითიუმ-6 დეიტერიდით. ეს არის წყალბადის მძიმე იზოტოპის - დეიტერიუმის და ლითიუმის იზოტოპის ნაერთი, მასობრივი რიცხვით 6.

ლითიუმ-6 დეიტერიდი არის მყარი ნივთიერება, რომელიც საშუალებას გაძლევთ შეინახოთ დეიტერიუმი (რომლის ნორმალური მდგომარეობა არის გაზი ნორმალურ პირობებში) ნორმალურ პირობებში და, გარდა ამისა, მისი მეორე კომპონენტი, ლითიუმ-6, არის ნედლეული ყველაზე მეტის მისაღებად. წყალბადის მწირი იზოტოპი - ტრიტიუმი. სინამდვილეში, 6 Li არის ტრიტიუმის ერთადერთი სამრეწველო წყარო:

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)\მათრომი (ის) +E_(1).)

იგივე რეაქცია ხდება ლითიუმ-6 დეიტერიდში თერმობირთვულ მოწყობილობაში სწრაფი ნეიტრონებით დასხივებისას; გამოთავისუფლებული ენერგია ე 1 = 4.784 მევ. შედეგად მიღებული ტრიტიუმი (3 H) შემდეგ რეაგირებს დეიტერიუმთან, ათავისუფლებს ენერგიას ე 2 = 17,59 მევ:

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

უფრო მეტიც, ნეიტრონი წარმოიქმნება კინეტიკური ენერგიით მინიმუმ 14,1 მევ, რამაც შეიძლება კვლავ დაიწყოს პირველი რეაქცია სხვა ლითიუმ-6 ბირთვზე, ან გამოიწვიოს მძიმე ურანის ან პლუტონიუმის ბირთვების დაშლა ჭურვში ან გამომწვევზე კიდევ რამდენიმე ემისიით. სწრაფი ნეიტრონები.

ადრეული ამერიკული თერმობირთვული საბრძოლო მასალები ასევე იყენებდნენ ბუნებრივ ლითიუმის დეიტერიდს, რომელიც ძირითადად შეიცავს ლითიუმის იზოტოპს 7 მასის რაოდენობით. ის ასევე ემსახურება ტრიტიუმის წყაროს, მაგრამ ამისთვის რეაქციაში მონაწილე ნეიტრონებს უნდა ჰქონდეთ 10 მევ და მეტი ენერგია: რეაქცია. ნ+ 7 Li → 3 H + 4 He + ნ− 2.467 მევარის ენდოთერმული, შთანთქავს ენერგიას.

თერმობირთვული ბომბი, რომელიც მუშაობს თელერ-ულამის პრინციპის მიხედვით, შედგება ორი ეტაპისგან: გამშვები და კონტეინერი თერმობირთვული საწვავით.

1952 წელს შეერთებული შტატების მიერ გამოცდილი მოწყობილობა რეალურად არ იყო ბომბი, არამედ იყო ლაბორატორიული ნიმუში, „3 სართულიანი სახლი სავსე თხევადი დეიტერიუმით“, დამზადებული სპეციალური დიზაინის სახით. საბჭოთა მეცნიერებმა შექმნეს ზუსტად ბომბი - სრული მოწყობილობა, რომელიც შესაფერისია პრაქტიკული სამხედრო გამოყენებისთვის.

ყველაზე დიდი წყალბადის ბომბი, რომელიც ოდესმე აფეთქდა, არის საბჭოთა 58 მეგატონიანი "ცარ ბომბი", რომელიც აფეთქდა 1961 წლის 30 ოქტომბერს ნოვაია ზემლიას არქიპელაგის საცდელ ადგილზე. ნიკიტა ხრუშჩოვმა მოგვიანებით საჯაროდ იხუმრა, რომ 100 მეგატონიანი ბომბი თავდაპირველად უნდა აეფეთებულიყო, მაგრამ ბრალდება შემცირდა "ისე, რომ მოსკოვში ყველა ფანჯარა არ გატეხილიყო". სტრუქტურულად, ბომბი მართლაც 100 მეგატონაზე იყო გათვლილი და ამ სიმძლავრის მიღწევა შეიძლებოდა ტყვიის ურანით ჩანაცვლებით. ბომბი ააფეთქეს ნოვაია ზემლიას საცდელ ადგილზე 4000 მეტრის სიმაღლეზე. აფეთქების შემდეგ დარტყმის ტალღამ დედამიწა სამჯერ შემოიარა. წარმატებული გამოცდის მიუხედავად, ბომბი არ შევიდა სამსახურში; მიუხედავად ამისა, სუპერბომბის შექმნას და გამოცდას დიდი პოლიტიკური მნიშვნელობა ჰქონდა, რაც აჩვენა, რომ სსრკ-მ გადაჭრა ბირთვული არსენალის მეგატონაჟის პრაქტიკულად ნებისმიერი დონის მიღწევის პრობლემა.

აშშ [ | ]

ატომური მუხტით ინიცირებული შერწყმის ბომბის იდეა ენრიკო ფერმიმ შესთავაზა თავის კოლეგას ედვარდ ტელერს 1941 წლის შემოდგომაზე, მანჰეტენის პროექტის დასაწყისშივე. თელერმა თავისი მუშაობის დიდი ნაწილი მანჰეტენის პროექტზე დახარჯა fusion ბომბის პროექტზე, გარკვეულწილად უგულებელყო თავად ატომური ბომბი. მისმა ყურადღებამ სირთულეებზე და მისმა "ეშმაკის ადვოკატის" პოზიციამ პრობლემების განხილვაში აიძულა ოპენჰაიმერი ტელერი და სხვა "პრობლემური" ფიზიკოსები მხარისკენ გაეყვანა.

პირველი მნიშვნელოვანი და კონცეპტუალური ნაბიჯები სინთეზის პროექტის განხორციელებისკენ გადადგა ტელერის თანამშრომელმა სტანისლავ ულამმა. თერმობირთვული შერწყმის დასაწყებად, ულამმა შესთავაზა თერმობირთვული საწვავის შეკუმშვა, სანამ ის გათბობას დაიწყებდა, ამისთვის პირველადი დაშლის რეაქციის ფაქტორების გამოყენებით და ასევე ბომბის პირველადი ბირთვული კომპონენტისგან განცალკევებით თერმობირთვული მუხტის განთავსება. ამ წინადადებებმა შესაძლებელი გახადა თერმობირთვული იარაღის განვითარება პრაქტიკულ თვითმფრინავად გადაეტანა. ამის საფუძველზე, ტელერმა ვარაუდობს, რომ პირველადი აფეთქების შედეგად წარმოქმნილ რენტგენსა და გამა გამოსხივებას შეუძლია გადასცეს საკმარისი ენერგია მეორად კომპონენტზე, რომელიც მდებარეობს პირველადთან საერთო გარსში, რათა განხორციელდეს საკმარისი იმპლოზია (შეკუმშვა) და დაიწყოს თერმობირთვული რეაქცია. . მოგვიანებით, თელერმა, მისმა მომხრეებმა და მოწინააღმდეგეებმა განიხილეს ულამის წვლილი ამ მექანიზმის თეორიაში.

აფეთქება "გიორგი"

1951 წელს ჩატარდა ტესტების სერია ზოგადი სახელწოდებით ოპერაცია "სათბური" (ინგლისური ოპერაცია სათბური), რომლის დროსაც დამუშავდა ბირთვული მუხტების მინიატურიზაციის საკითხები მათი სიმძლავრის ზრდით. ამ სერიის ერთ-ერთი ტესტი იყო აფეთქება კოდური სახელწოდებით "გიორგი" (ინგლ. გიორგი), რომელშიც ააფეთქეს ექსპერიმენტული მოწყობილობა, რომელიც წარმოადგენდა ბირთვულ მუხტს ტორუსის სახით, მცირე რაოდენობით თხევადი წყალბადით, რომელიც მოთავსებულია მასში. ცენტრი. აფეთქების სიმძლავრის ძირითადი ნაწილი მიღებულ იქნა ზუსტად წყალბადის შერწყმის შედეგად, რამაც პრაქტიკაში დაადასტურა ორსაფეხურიანი მოწყობილობების ზოგადი კონცეფცია.

"ევი მაიკი"

მალე შეერთებულ შტატებში თერმობირთვული იარაღის განვითარება მიმართული იყო Teller-Ulam დიზაინის მინიატურიზაციისკენ, რომელიც შეიძლება აღჭურვილი იყოს კონტინენტთაშორისი ბალისტიკური რაკეტებით (ICBMs/ICBMs) და წყალქვეშა ბალისტიკური რაკეტებით (SLBMs/SLBMs). 1960 წლისთვის მიღებულ იქნა W47 მეგატონის კლასის ქობინი, რომელიც განლაგებული იყო Polaris ბალისტიკური რაკეტებით აღჭურვილი წყალქვეშა ნავებზე. ქობინების მასა 320 კგ და დიამეტრი 50 სმ. შემდგომმა ტესტებმა აჩვენა Polaris რაკეტებზე დაყენებული ქობინების დაბალი საიმედოობა და მათი გაუმჯობესების საჭიროება. 1970-იანი წლების შუა პერიოდისთვის, Teller-Ulam-ის ქობინების ახალი ვერსიების მინიატურიზაციამ შესაძლებელი გახადა 10 ან მეტი ქობინის განთავსება მრავალჯერადი სატრანსპორტო საშუალების (MIRV) რაკეტების ქობინის ზომებში.

სსრკ [ | ]

ჩრდილოეთ კორეა [ | ]

წლის დეკემბერში KCNA-მ გამოაქვეყნა DPRK-ის ლიდერის, კიმ ჩენ ინის განცხადება, რომელშიც ის იტყობინება, რომ ფხენიანს აქვს საკუთარი წყალბადის ბომბი.

1953 წლის 12 აგვისტოს სემიპალატინსკის საცდელ ადგილზე პირველი საბჭოთა წყალბადის ბომბი გამოსცადეს.

და 1963 წლის 16 იანვარს, ცივი ომის მწვერვალზე, ნიკიტა ხრუშჩოვიგამოაცხადა მსოფლიოს, რომ საბჭოთა კავშირი ფლობს მასობრივი განადგურების ახალ იარაღს თავის არსენალში. წელიწადნახევრის წინ სსრკ-ში განხორციელდა წყალბადის ბომბის ყველაზე ძლიერი აფეთქება - 50 მეგატონზე მეტი სიმძლავრის მუხტი ააფეთქეს ნოვაია ზემლიაზე. მრავალი თვალსაზრისით, სწორედ საბჭოთა ლიდერის ამ განცხადებამ გააცნობიერა მსოფლიო ბირთვული შეიარაღების შემდგომი ესკალაციის საფრთხის შესახებ: უკვე 1963 წლის 5 აგვისტოს მოსკოვში ხელი მოეწერა შეთანხმებას ატმოსფეროში ბირთვული იარაღის გამოცდების აკრძალვის შესახებ. , გარე სივრცე და წყლის ქვეშ.

შექმნის ისტორია

თერმობირთვული შერწყმის გზით ენერგიის მოპოვების თეორიული შესაძლებლობა ცნობილი იყო ჯერ კიდევ მეორე მსოფლიო ომამდე, მაგრამ ეს იყო ომი და შემდგომი შეიარაღების რბოლა, რამაც დააყენა საკითხი ამ რეაქციის პრაქტიკული შექმნისთვის ტექნიკური მოწყობილობის შექმნის შესახებ. ცნობილია, რომ გერმანიაში 1944 წელს მიმდინარეობდა მუშაობა თერმობირთვული შერწყმის დასაწყებად ბირთვული საწვავის შეკუმშვით ჩვეულებრივი ასაფეთქებელი ნივთიერებების მუხტის გამოყენებით - მაგრამ ისინი წარუმატებელი აღმოჩნდა, რადგან მათ ვერ მიიღეს საჭირო ტემპერატურა და წნევა. აშშ და სსრკ ავითარებდნენ თერმობირთვულ იარაღს 1940-იანი წლებიდან, პირველი თერმობირთვული მოწყობილობების გამოცდა თითქმის ერთდროულად 1950-იანი წლების დასაწყისში. 1952 წელს, ენევეტოკის ატოლზე, შეერთებულმა შტატებმა განახორციელა მუხტის აფეთქება, რომლის სიმძლავრე იყო 10,4 მეგატონა (რაც 450-ჯერ აღემატება ნაგასაკზე ჩამოგდებულ ბომბის სიმძლავრეს), ხოლო 1953 წელს მოწყობილობა 400 კილოტონა ტევადობით. გამოცდა სსრკ-ში.

პირველი თერმობირთვული მოწყობილობების კონსტრუქციები შეუსაბამო იყო რეალური საბრძოლო გამოყენებისთვის. მაგალითად, მოწყობილობა, რომელიც შეერთებულმა შტატებმა გამოსცადა 1952 წელს, იყო მიწისზედა ნაგებობა, როგორც 2 სართულიანი შენობა და იწონიდა 80 ტონას. მასში თხევადი თერმობირთვული საწვავი ინახებოდა უზარმაზარი სამაცივრო განყოფილების დახმარებით. ამიტომ, მომავალში თერმობირთვული იარაღის სერიული წარმოება განხორციელდა მყარი საწვავის - ლითიუმ-6 დეიტერიდის გამოყენებით. 1954 წელს შეერთებულმა შტატებმა გამოსცადა მასზე დაფუძნებული მოწყობილობა ბიკინის ატოლზე, ხოლო 1955 წელს ახალი საბჭოთა თერმობირთვული ბომბი გამოსცადეს სემიპალატინსკის საცდელ ადგილზე. 1957 წელს დიდ ბრიტანეთში წყალბადის ბომბი გამოსცადეს. 1961 წლის ოქტომბერში სსრკ-ში 58 მეგატონის სიმძლავრის თერმობირთვული ბომბი ააფეთქეს ნოვაია ზემლიაზე - კაცობრიობის მიერ ოდესმე გამოცდილი ყველაზე ძლიერი ბომბი, რომელიც ისტორიაში შევიდა სახელწოდებით "ცარ ბომბა".

შემდგომი განვითარება მიზნად ისახავდა წყალბადის ბომბების დიზაინის ზომის შემცირებას, რათა უზრუნველყოფილიყო მათი მიწოდება სამიზნეზე ბალისტიკური რაკეტებით. უკვე 60-იან წლებში მოწყობილობების მასა შემცირდა რამდენიმე ასეულ კილოგრამამდე, ხოლო 70-იანი წლებისთვის ბალისტიკურ რაკეტებს შეეძლოთ ერთდროულად 10-ზე მეტი ქობინის ტარება - ეს არის რაკეტები მრავალჯერადი ქობინით, თითოეულ ნაწილს შეუძლია დაარტყას საკუთარ სამიზნეს. . დღეისათვის შეერთებულ შტატებს, რუსეთს და დიდ ბრიტანეთს აქვთ თერმობირთვული არსენალი, თერმობირთვული მუხტის ტესტები ასევე ჩატარდა ჩინეთში (1967 წელს) და საფრანგეთში (1968 წელს).

როგორ მუშაობს წყალბადის ბომბი

წყალბადის ბომბის მოქმედება ეფუძნება სინათლის ბირთვების თერმობირთვული შერწყმის რეაქციის დროს გამოთავისუფლებული ენერგიის გამოყენებას. სწორედ ეს რეაქცია ხდება ვარსკვლავების ინტერიერში, სადაც ულტრამაღალი ტემპერატურისა და გიგანტური წნევის გავლენის ქვეშ წყალბადის ბირთვები ერთმანეთს ეჯახება და ერწყმის უფრო მძიმე ჰელიუმის ბირთვებს. რეაქციის დროს წყალბადის ბირთვების მასის ნაწილი გარდაიქმნება დიდი რაოდენობით ენერგიად - ამის წყალობით ვარსკვლავები მუდმივად გამოყოფენ უზარმაზარ ენერგიას. მეცნიერებმა ეს რეაქცია დააკოპირეს წყალბადის იზოტოპების - დეიტერიუმისა და ტრიტიუმის გამოყენებით, რომლებმაც დაარქვეს "წყალბადის ბომბი". თავდაპირველად წყალბადის თხევადი იზოტოპები გამოიყენებოდა მუხტის შესაქმნელად, მოგვიანებით კი ლითიუმ-6 დეიტერიდი, დეიტერიუმის მყარი ნაერთი და ლითიუმის იზოტოპი.

ლითიუმ-6 დეიტერიდი არის წყალბადის ბომბის მთავარი კომპონენტი, თერმობირთვული საწვავი. ის უკვე ინახავს დეიტერიუმს, ხოლო ლითიუმის იზოტოპი ემსახურება ნედლეულს ტრიტიუმის ფორმირებისთვის. შერწყმის რეაქციის დასაწყებად საჭიროა მაღალი ტემპერატურისა და წნევის შექმნა, ასევე ლითიუმ-6-დან ტრიტიუმის იზოლირება. ეს პირობები მოცემულია შემდეგნაირად.

თერმობირთვული საწვავის კონტეინერის გარსი დამზადებულია ურანი-238-ისა და პლასტმასისგან, კონტეინერის გვერდით მოთავსებულია ჩვეულებრივი ბირთვული მუხტი რამდენიმე კილოტონიანი ტევადობით - მას უწოდებენ ტრიგერს, ან წყალბადის ბომბის დამუხტვის ინიციატორი. საწყისი პლუტონიუმის მუხტის აფეთქების დროს, მძლავრი რენტგენის გამოსხივების გავლენის ქვეშ, კონტეინერის გარსი გადაიქცევა პლაზმად, ათასობითჯერ იკუმშება, რაც ქმნის აუცილებელ მაღალ წნევას და უზარმაზარ ტემპერატურას. ამავდროულად, პლუტონიუმის მიერ გამოსხივებული ნეიტრონები ურთიერთქმედებენ ლითიუმ-6-თან და წარმოქმნიან ტრიტიუმს. დეიტერიუმის და ტრიტიუმის ბირთვები ურთიერთქმედებენ ულტრა მაღალი ტემპერატურისა და წნევის გავლენის ქვეშ, რაც იწვევს თერმობირთვულ აფეთქებას.

თუ თქვენ გააკეთებთ ურანის 238-ისა და ლითიუმ-6 დეიტერიდის რამდენიმე ფენას, მაშინ თითოეული მათგანი თავის ძალას დაამატებს ბომბის აფეთქებას - ანუ, ასეთი "ფუფი" საშუალებას გაძლევთ გაზარდოთ აფეთქების ძალა თითქმის შეუზღუდავად. ამის წყალობით წყალბადის ბომბი შეიძლება დამზადდეს თითქმის ნებისმიერი სიმძლავრისგან და ის გაცილებით იაფი იქნება, ვიდრე იმავე სიმძლავრის ჩვეულებრივი ბირთვული ბომბი.

ჩვენი სტატია ეძღვნება ისეთი მოწყობილობის შექმნის ისტორიას და სინთეზის ზოგად პრინციპებს, რომელსაც ზოგჯერ წყალბადს უწოდებენ. ურანის მსგავსი მძიმე ელემენტების ბირთვების დაშლისგან ფეთქებადი ენერგიის გათავისუფლების ნაცვლად, ის უფრო მეტს გამოიმუშავებს მსუბუქი ელემენტების (წყალბადის იზოტოპების მსგავსად) ბირთვების შერწყმით ერთ მძიმეში (როგორიცაა ჰელიუმი).

რატომ არის სასურველი ბირთვული შერწყმა?

თერმობირთვულ რეაქციაში, რომელიც შედგება მასში ჩართული ქიმიური ელემენტების ბირთვების შერწყმაში, გაცილებით მეტი ენერგია წარმოიქმნება ფიზიკური მოწყობილობის მასის ერთეულზე, ვიდრე სუფთა ატომურ ბომბში, რომელიც ახორციელებს ბირთვული დაშლის რეაქციას.

ატომურ ბომბში ფეთქებადი ბირთვული საწვავი სწრაფად, ჩვეულებრივი ასაფეთქებელი ნივთიერებების დეტონაციის ენერგიის მოქმედებით, გაერთიანებულია მცირე სფერულ მოცულობაში, სადაც იქმნება მისი ეგრეთ წოდებული კრიტიკული მასა და იწყება დაშლის რეაქცია. ამ შემთხვევაში, მრავალი ნეიტრონი, რომელიც გამოიყოფა დაშლის ბირთვებიდან, გამოიწვევს სხვა ბირთვების დაშლას საწვავის მასაში, რომლებიც ასევე გამოყოფენ დამატებით ნეიტრონებს, რაც იწვევს ჯაჭვურ რეაქციას. ის მოიცავს საწვავის არაუმეტეს 20%-ს ბომბის აფეთქებამდე, ან შესაძლოა ბევრად ნაკლებს, თუ პირობები არ არის იდეალური: მაგალითად, ატომურ ბომბებში Baby, ჩამოგდებული ჰიროშიმაზე და Fat Man, რომელიც დაარტყა ნაგასაკიში, ეფექტურობა (თუ ასეთი ტერმინი მათზე საერთოდ შეიძლება გამოვიყენოთ) ვრცელდება) იყო მხოლოდ 1,38% და 13%, შესაბამისად.

ბირთვების შერწყმა (ან შერწყმა) მოიცავს ბომბის მუხტის მთელ მასას და გრძელდება მანამ, სანამ ნეიტრონები იპოვიან თერმობირთვულ საწვავს, რომელსაც ჯერ არ უმოქმედია. ამიტომ, ასეთი ბომბის მასა და ფეთქებადი ძალა თეორიულად შეუზღუდავია. ასეთი შერწყმა თეორიულად შეიძლება გაგრძელდეს განუსაზღვრელი ვადით. მართლაც, თერმობირთვული ბომბი არის განკითხვის დღის ერთ-ერთი პოტენციური მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია გაანადგუროს მთელი ადამიანის სიცოცხლე.

რა არის ბირთვული შერწყმის რეაქცია?

შერწყმის რეაქციის საწვავი არის წყალბადის იზოტოპი დეიტერიუმი ან ტრიტიუმი. პირველი განსხვავდება ჩვეულებრივი წყალბადისგან იმით, რომ მის ბირთვში, ერთი პროტონის გარდა, არის ნეიტრონიც, ხოლო ტრიტიუმის ბირთვში უკვე ორი ნეიტრონი. ბუნებრივ წყალში დეიტერიუმის ერთი ატომი შეადგენს 7000 წყალბადის ატომს, მაგრამ მისი რაოდენობით. ჭიქა წყალში შემავალი თერმობირთვული რეაქციის შედეგად შესაძლებელია სითბოს იგივე რაოდენობის მიღება, როგორც 200 ლიტრი ბენზინის წვისას. 1946 წელს პოლიტიკოსებთან შეხვედრისას, ამერიკული წყალბადის ბომბის მამამ, ედვარდ თელერმა, ხაზგასმით აღნიშნა, რომ დეიტერიუმი უფრო მეტ ენერგიას იძლევა 1 გრამ წონაზე, ვიდრე ურანი ან პლუტონიუმი, მაგრამ ღირს ოცი ცენტი თითო გრამზე, ვიდრე რამდენიმე ასეული დოლარი თითო დაშლის საწვავზე. ტრიტიუმი ბუნებაში საერთოდ არ გვხვდება თავისუფალ მდგომარეობაში, ამიტომ ის ბევრად უფრო ძვირია, ვიდრე დეიტერიუმი, საბაზრო ფასი ათიათასობით დოლარია გრამზე, თუმცა ყველაზე დიდი ენერგია გამოიყოფა სწორედ დეიტერიუმის შერწყმაში. და ტრიტიუმის ბირთვები, რომლებშიც წარმოიქმნება ჰელიუმის ატომის ბირთვი და გამოიყოფა ნეიტრონი, რომელიც ატარებს ზედმეტ ენერგიას 17,59 მევ.

D + T → 4 He + n + 17,59 მევ.

ეს რეაქცია სქემატურად არის ნაჩვენები ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.

ბევრია თუ ცოტა? მოგეხსენებათ, ყველაფერი ცნობილია შედარებით. ამრიგად, 1 მევ-ის ენერგია დაახლოებით 2,3 მილიონი ჯერ მეტია, ვიდრე ის, რაც გამოიყოფა 1 კგ ზეთის წვის დროს. შესაბამისად, დეიტერიუმის და ტრიტიუმის მხოლოდ ორი ბირთვის შერწყმა გამოიყოფა იმდენი ენერგია, რამდენიც გამოიყოფა 2,3∙10 6 ∙17,59 = 40,5∙10 6 კგ ზეთის წვის დროს. მაგრამ ჩვენ ვსაუბრობთ მხოლოდ ორ ატომზე. თქვენ წარმოიდგინეთ, რამდენად მაღალი იყო ფსონები გასული საუკუნის 40-იანი წლების მეორე ნახევარში, როდესაც დაიწყო მუშაობა აშშ-სა და სსრკ-ში, რომლის შედეგი იყო თერმობირთვული ბომბი.

როგორ დაიწყო ეს ყველაფერი

ჯერ კიდევ 1942 წლის ზაფხულში, შეერთებულ შტატებში ატომური ბომბის პროექტის დასაწყისში (მანჰეტენის პროექტი) და მოგვიანებით მსგავს საბჭოთა პროგრამაში, ურანის დაშლაზე დაფუძნებული ბომბის აგებამდე დიდი ხნით ადრე, ზოგიერთი მონაწილის ყურადღება მიიპყრო ამ პროცესში. პროგრამები მიზიდული იყო მოწყობილობაზე, რომელსაც შეუძლია გამოიყენოს ბევრად უფრო ძლიერი თერმობირთვული შერწყმის რეაქცია. აშშ-ში ამ მიდგომის მხარდამჭერი და, შეიძლება ითქვას, მისი აპოლოგეტიც კი იყო ზემოთ უკვე ნახსენები ედვარდ ტელერი. სსრკ-ში ეს მიმართულება შეიმუშავა მომავალმა აკადემიკოსმა და დისიდენტმა ანდრეი სახაროვმა.

თელერისთვის, თერმობირთვული შერწყმით მისმა გატაცებამ ატომური ბომბის შექმნის წლებში საკმაოდ ცუდი სამსახური ითამაშა. როგორც მანჰეტენის პროექტის წევრი, ის დაჟინებით მოითხოვდა სახსრების გადამისამართებას საკუთარი იდეების განსახორციელებლად, რომლის დანიშნულება იყო წყალბადის და თერმობირთვული ბომბი, რომელიც არ მოეწონა ხელმძღვანელობას და იწვევდა დაძაბულობას ურთიერთობებში. ვინაიდან იმ დროს კვლევის თერმობირთვული მიმართულება არ იყო მხარდაჭერილი, ატომური ბომბის შექმნის შემდეგ, ტელერმა დატოვა პროექტი და დაიწყო სწავლება, ისევე როგორც კვლევა ელემენტარულ ნაწილაკებზე.

თუმცა, ცივი ომის დაწყება და, რაც მთავარია, საბჭოთა ატომური ბომბის შექმნა და წარმატებული ტესტირება 1949 წელს, გახდა ახალი შანსი სასტიკი ანტიკომუნისტი ტელერისთვის, განეხორციელებინა თავისი სამეცნიერო იდეები. ის ბრუნდება ლოს ალამოსის ლაბორატორიაში, სადაც შეიქმნა ატომური ბომბი და სტანისლავ ულამთან და კორნელიუს ევერეტთან ერთად იწყებს გამოთვლებს.

თერმობირთვული ბომბის პრინციპი

ბირთვული შერწყმის რეაქციის დასაწყებად, საჭიროა მყისიერად გაათბოთ ბომბის მუხტი 50 მილიონი გრადუსამდე ტემპერატურამდე. ტელერის მიერ შემოთავაზებული თერმობირთვული ბომბის სქემა იყენებს მცირე ზომის ატომური ბომბის აფეთქებას, რომელიც მდებარეობს წყალბადის კორპუსის შიგნით. შეიძლება ითქვას, რომ გასული საუკუნის 40-იან წლებში მისი პროექტის შემუშავებაში სამი თაობა იყო:

თელერის ვარიანტი, რომელიც ცნობილია როგორც "კლასიკური სუპერ";
რამდენიმე კონცენტრული სფეროს უფრო რთული, მაგრამ ასევე უფრო რეალისტური კონსტრუქციები;
Teller-Ulam-ის დიზაინის საბოლოო ვერსია, რომელიც დღეს მოქმედი ყველა თერმობირთვული იარაღის სისტემის საფუძველია.

სსრკ-ს თერმობირთვულმა ბომბებმა, რომლის შექმნის სათავეში იდგა ანდრეი სახაროვი, ასევე გაიარა მსგავსი დიზაინის ეტაპები. მან, როგორც ჩანს, ამერიკელებისგან საკმაოდ დამოუკიდებლად და დამოუკიდებლად (რაც არ შეიძლება ითქვას საბჭოთა ატომურ ბომბზე, რომელიც შეიქმნა შეერთებულ შტატებში მომუშავე მეცნიერებისა და დაზვერვის ოფიცრების ერთობლივი ძალისხმევით) გაიარა ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი დიზაინის ეტაპი.

პირველ ორ თაობას გააჩნდა თვისება, რომ მათ გააჩნდათ ურთიერთდაკავშირებული „ფენების“ თანმიმდევრობა, რომელთაგან თითოეული აძლიერებდა წინა ფენის გარკვეულ ასპექტს და ზოგ შემთხვევაში ჩამოყალიბდა უკუკავშირი. არ არსებობდა მკაფიო დაყოფა პირველად ატომურ ბომბსა და მეორად თერმობირთვულ ბომბს შორის. ამის საპირისპიროდ, თერმობირთვული ბომბის Teller-Ulam-ის დიზაინი მკვეთრად განასხვავებს პირველად აფეთქებას, მეორად აფეთქებას და, საჭიროების შემთხვევაში, დამატებით.

თერმობირთვული ბომბის მოწყობილობა თელერ-ულამის პრინციპით

მისი ბევრი დეტალი ჯერ კიდევ გასაიდუმლოებულია, მაგრამ არსებობს გონივრული დარწმუნება, რომ ყველა თერმობირთვული იარაღი, რომელიც ახლა ხელმისაწვდომია, იყენებს პროტოტიპად ედვარდ ტელეროსისა და სტანისლავ ულამის მიერ შექმნილ მოწყობილობას, რომელშიც ატომური ბომბი (ანუ პირველადი მუხტი) გამოიყენება რადიაციის შესაქმნელად. , შეკუმშავს და ათბობს შერწყმის საწვავს. ანდრეი სახაროვმა საბჭოთა კავშირში, როგორც ჩანს, დამოუკიდებლად მოიფიქრა მსგავსი კონცეფცია, რომელსაც მან "მესამე იდეა" უწოდა.

სქემატურად, ამ განსახიერებაში თერმობირთვული ბომბის მოწყობილობა ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.

იგი ცილინდრული იყო, ერთ ბოლოში უხეშად სფერული პირველადი ატომური ბომბით. მეორადი თერმობირთვული მუხტი პირველ, ჯერ კიდევ არაინდუსტრიულ ნიმუშებში, იყო თხევადი დეიტერიუმისგან, ცოტა მოგვიანებით იგი გახდა მყარი ქიმიური ნაერთისგან, რომელსაც ლითიუმის დეიტერიდი ჰქვია.

ფაქტია, რომ ლითიუმის ჰიდრიდი LiH დიდი ხანია გამოიყენება ინდუსტრიაში წყალბადის უბალონის ტრანსპორტირებისთვის. ბომბის შემქმნელებმა (ეს იდეა პირველად გამოიყენეს სსრკ-ში) უბრალოდ შესთავაზეს მისი დეიტერიუმის იზოტოპის აღება ჩვეულებრივი წყალბადის ნაცვლად და ლითიუმთან გაერთიანება, რადგან გაცილებით ადვილია ბომბის დამზადება მყარი თერმობირთვული მუხტით.

მეორადი მუხტის ფორმა იყო ტყვიის (ან ურანის) ჭურვის მქონე კონტეინერში მოთავსებული ცილინდრი. მუხტებს შორის არის ნეიტრონული დაცვის ფარი. სივრცე თერმობირთვული საწვავით კონტეინერის კედლებსა და ბომბის კორპუსს შორის ივსება სპეციალური პლასტმასით, ჩვეულებრივ, სტიროქაფით. თავად ბომბის კორპუსი დამზადებულია ფოლადისგან ან ალუმინისგან.

ეს ფორმები შეიცვალა ბოლოდროინდელ დიზაინებში, როგორიცაა ქვემოთ მოცემული სურათი.

მასში პირველადი მუხტი გაბრტყელებულია, როგორც საზამთრო ან ამერიკული ფეხბურთის ბურთი, ხოლო მეორადი მუხტი სფერულია. ასეთი ფორმები ბევრად უფრო ეფექტურად ჯდება კონუსური სარაკეტო ქობინების შიდა მოცულობაში.

თერმობირთვული აფეთქების თანმიმდევრობა

როდესაც პირველადი ატომური ბომბი აფეთქდება, მაშინ ამ პროცესის პირველ მომენტებში წარმოიქმნება მძლავრი რენტგენის გამოსხივება (ნეიტრონული ნაკადი), რომელიც ნაწილობრივ იბლოკება ნეიტრონული ფარით და აისახება მეორადი მიმდებარე საქმის შიდა გარსიდან. მუხტი ისე, რომ რენტგენის სხივები მასზე სიმეტრიულად ეცემა მთელ სიგრძეზე.

შერწყმის რეაქციის საწყის ეტაპებზე, ატომური აფეთქების ნეიტრონები შეიწოვება პლასტიკური შემავსებლის მიერ, რათა თავიდან აიცილონ საწვავის ძალიან სწრაფად გაცხელება.

რენტგენის სხივები იწვევს თავდაპირველად მკვრივი პლასტმასის ქაფის გაჩენას, რომელიც ავსებს ადგილს კორპუსსა და მეორად მუხტს შორის, რომელიც სწრაფად გადაიქცევა პლაზმურ მდგომარეობაში, ათბობს და იკუმშება მეორადი მუხტი.

გარდა ამისა, რენტგენის სხივები აორთქლებს მეორადი მუხტის გარშემო მყოფი კონტეინერის ზედაპირს. კონტეინერის ნივთიერება, რომელიც სიმეტრიულად აორთქლდება ამ მუხტის მიმართ, იძენს გარკვეულ იმპულსს, რომელიც მიმართულია მისი ღერძიდან, ხოლო მეორადი მუხტის ფენები, იმპულსის შენარჩუნების კანონის მიხედვით, იღებენ იმპულსს, რომელიც მიმართულია მოწყობილობის ღერძისკენ. . პრინციპი აქაც იგივეა, რაც რაკეტაში, მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ წარმოვიდგენთ, რომ რაკეტის საწვავი მისი ღერძიდან სიმეტრიულად არის მიმოფანტული და სხეული შეკუმშულია შიგნით.

თერმობირთვული საწვავის ასეთი შეკუმშვის შედეგად, მისი მოცულობა ათასობითჯერ მცირდება და ტემპერატურა აღწევს ბირთვული შერწყმის რეაქციის დაწყების დონეს. აფეთქდება თერმობირთვული ბომბი. რეაქციას თან ახლავს ტრიტიუმის ბირთვების წარმოქმნა, რომლებიც ერწყმის დეიტერიუმის ბირთვებს, რომლებიც თავდაპირველად იმყოფებოდნენ მეორად მუხტში.

პირველი მეორადი მუხტი აშენდა პლუტონიუმის ღეროს ბირთვის ირგვლივ, რომელსაც არაოფიციალურად უწოდებენ "სანთელს", რომელიც შევიდა ბირთვულ დაშლის რეაქციაში, ანუ განხორციელდა კიდევ ერთი დამატებითი ატომური აფეთქება, რათა კიდევ უფრო აემაღლებინა ტემპერატურა, რათა უზრუნველყოფილიყო ბირთვული შერწყმის რეაქციის დაწყება. ახლა ითვლება, რომ უფრო ეფექტურმა შეკუმშვის სისტემებმა გაანადგურეს "სანთელი", რაც საშუალებას აძლევს ბომბის დიზაინის შემდგომ მინიატურიზაციას.

ოპერაცია აივი

ასე ერქვა ამერიკული თერმობირთვული იარაღის ტესტებს მარშალის კუნძულებზე 1952 წელს, რომლის დროსაც ააფეთქეს პირველი თერმობირთვული ბომბი. მას ერქვა აივი მაიკი და აშენდა ტიპიური ტელერ-ულამი სქემის მიხედვით. მისი მეორადი თერმობირთვული მუხტი მოთავსებული იყო ცილინდრულ კონტეინერში, რომელიც წარმოადგენს თერმობირთვული საწვავით თერმობირთვულ ჭურჭელს თხევადი დეიტერიუმის სახით, რომლის ღერძის გასწვრივ გადიოდა 239-პლუტონიუმის „სანთელი“. დევარი, თავის მხრივ, დაფარული იყო 238 ურანის ფენით, რომელიც იწონიდა 5 ტონაზე მეტ ტონას, რომელიც აორთქლდა აფეთქების დროს, რაც უზრუნველყოფს შერწყმის საწვავის სიმეტრიულ შეკუმშვას. პირველადი და მეორადი მუხტიანი კონტეინერი მოთავსებული იყო ფოლადის კოლოფში 80 ინჩი სიგანისა და 244 ინჩის სიგრძით 10-12 ინჩის სისქის კედლებით, რაც იმ დრომდე იყო ჭურჭლის ყველაზე დიდი მაგალითი. კორპუსის შიდა ზედაპირი გაფორმებულია ტყვიისა და პოლიეთილენის ფურცლებით, რათა აისახოს რადიაცია პირველადი მუხტის აფეთქების შემდეგ და შექმნას პლაზმა, რომელიც ათბობს მეორად მუხტს. მთელი მოწყობილობა იწონიდა 82 ტონას. მოწყობილობის ხედი აფეთქებამდე ცოტა ხნით ადრე ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფოტოზე.

თერმობირთვული ბომბის პირველი გამოცდა მოხდა 1952 წლის 31 ოქტომბერს, აფეთქების სიმძლავრე 10,4 მეგატონს შეადგენდა. Attol Eniwetok, რომელზედაც იგი იწარმოებოდა, მთლიანად განადგურდა. აფეთქების მომენტი ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფოტოზე.

სსრკ იძლევა სიმეტრიულ პასუხს

აშშ-ს თერმობირთვული პრიმატი დიდხანს არ გაგრძელებულა. 1953 წლის 12 აგვისტოს სემიპალატინსკის საცდელ ადგილზე გამოსცადეს პირველი საბჭოთა თერმობირთვული ბომბი RDS-6, რომელიც შეიქმნა ანდრეი სახაროვისა და იული ხარიტონის ხელმძღვანელობით, მაგრამ უფრო რთული და უაღრესად არასრულყოფილი ლაბორატორიული მოწყობილობა. საბჭოთა მეცნიერებმა, მიუხედავად დაბალი სიმძლავრისა, მხოლოდ 400 კგ, გამოსცადეს სრულად დასრულებული საბრძოლო მასალა თერმობირთვული საწვავით მყარი ლითიუმის დეიტერიდის სახით, და არა თხევადი დეიტერიუმი, როგორც ამერიკელები. სხვათა შორის, უნდა აღინიშნოს, რომ ლითიუმის დეიტერიდის შემადგენლობაში გამოიყენება მხოლოდ 6 Li იზოტოპი (ეს განპირობებულია თერმობირთვული რეაქციების გავლის თავისებურებებით), ბუნებაში კი ის შერეულია 7 Li იზოტოპთან. ამიტომ აშენდა სპეციალური საშუალებები ლითიუმის იზოტოპების გამოყოფისა და მხოლოდ 6 Li-ის შერჩევისთვის.

ძალაუფლების ლიმიტის მიღწევა

ამას მოჰყვა ათწლეულის უწყვეტი შეიარაღების რბოლა, რომლის დროსაც თერმობირთვული საბრძოლო მასალის სიმძლავრე მუდმივად იზრდებოდა. საბოლოოდ, 1961 წლის 30 ოქტომბერს, ყველაზე მძლავრი თერმობირთვული ბომბი, რომელიც ოდესმე იყო აშენებული და გამოცდილი, დასავლეთში ცნობილი როგორც ცარ ბომბა, ააფეთქეს ჰაერში სსრკ-ში დაახლოებით 4 კმ სიმაღლეზე ნოვაია ზემლიას გამოცდაზე. საიტი.

ეს სამსაფეხურიანი საბრძოლო მასალა ფაქტობრივად შეიქმნა 101,5 მეგატონიანი ბომბის სახით, მაგრამ ტერიტორიის რადიოაქტიური დაბინძურების შემცირების სურვილმა აიძულა დეველოპერები დაეტოვებინათ მესამე ეტაპი, რომლის სიმძლავრე იყო 50 მეგატონა და შეემცირებინათ მოწყობილობის სავარაუდო გამომუშავება 51,5-მდე. მეგატონები. ამავდროულად, პირველადი ატომური მუხტის აფეთქების სიმძლავრე იყო 1,5 მეგატონა, ხოლო მეორე თერმობირთვული საფეხური უნდა მისცემოდა კიდევ 50. აფეთქების რეალური სიმძლავრე 58 მეგატონამდე იყო. ბომბის გარეგნობა ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფოტოზე. .

მისი შედეგები შთამბეჭდავი იყო. მიუხედავად აფეთქების ძალიან მნიშვნელოვანი სიმაღლისა 4000 მ, წარმოუდგენლად კაშკაშა ცეცხლსასროლი ბურთი თითქმის მიაღწია დედამიწას თავისი ქვედა კიდით და ავიდა 4,5 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე მისი ზედა კიდით. აფეთქების წერტილის ქვემოთ წნევა ექვსჯერ აღემატებოდა პიკს ჰიროშიმას აფეთქების დროს. სინათლის ციმციმი იმდენად კაშკაშა იყო, რომ მოღრუბლული ამინდის მიუხედავად მისი დანახვა 1000 კილომეტრის მანძილზე შეიძლებოდა. ტესტის ერთ-ერთმა მონაწილემ დაინახა კაშკაშა ბზინვარება მუქი სათვალეებიდან და იგრძნო თერმული პულსის ეფექტი 270 კმ მანძილზეც კი. აფეთქების მომენტის ფოტო ნაჩვენებია ქვემოთ.

ამავე დროს, ნაჩვენები იყო, რომ თერმობირთვული მუხტის ძალას ნამდვილად არ აქვს შეზღუდვები. ბოლოს და ბოლოს, საკმარისი იყო მესამე ეტაპის დასრულება და საპროექტო სიმძლავრე მიღწეული იქნებოდა. მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ კიდევ გაზარდოთ ნაბიჯების რაოდენობა, რადგან ცარ ბომბას წონა არ აღემატებოდა 27 ტონას. ამ მოწყობილობის ხედი ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფოტოში.

ამ ტესტების შემდეგ ბევრი პოლიტიკოსისა და სამხედრო კაცისთვის, როგორც სსრკ-ში, ასევე აშშ-ში ცხადი გახდა, რომ ბირთვული შეიარაღების რბოლა ზღვარს მიაღწია და ის უნდა შეჩერებულიყო.

თანამედროვე რუსეთმა მემკვიდრეობით მიიღო სსრკ-ს ბირთვული არსენალი. დღეს რუსეთის თერმობირთვული ბომბები კვლავაც ემსახურება მსოფლიო ჰეგემონიის მსურველთა შემაკავებელ ფაქტორს. იმედი ვიქონიოთ, რომ ისინი მხოლოდ შემაკავებელ როლს შეასრულებენ და არასოდეს ააფეთქებენ.

მზე, როგორც შერწყმის რეაქტორი

ცნობილია, რომ მზის, უფრო სწორედ მისი ბირთვის ტემპერატურა, რომელიც აღწევს 15,000,000 °K-ს, შენარჩუნებულია თერმობირთვული რეაქციების უწყვეტი დინების გამო. თუმცა, ყველაფერი, რაც წინა ტექსტიდან შეგვეძლო ვისწავლოთ, ასეთი პროცესების ფეთქებად ხასიათზე მეტყველებს. მაშინ რატომ არ ფეთქავს მზე თერმობირთვული ბომბივით?

ფაქტია, რომ მზის მასის შემადგენლობაში წყალბადის უზარმაზარი პროპორციით, რომელიც აღწევს 71%, მისი დეიტერიუმის იზოტოპის წილი, რომლის ბირთვებს მხოლოდ თერმობირთვული შერწყმის რეაქციაში შეუძლიათ მონაწილეობა, უმნიშვნელოა. ფაქტია, რომ თავად დეიტერიუმის ბირთვები წარმოიქმნება წყალბადის ორი ბირთვის შერწყმის შედეგად და არა მხოლოდ შერწყმა, არამედ ერთ-ერთი პროტონის ნეიტრონად, პოზიტრონად და ნეიტრინოდ დაშლით (ე.წ. ბეტა დაშლა) , რაც იშვიათი მოვლენაა. ამ შემთხვევაში, მიღებული დეიტერიუმის ბირთვები საკმაოდ თანაბრად ნაწილდება მზის ბირთვის მოცულობაზე. ამიტომ, თავისი უზარმაზარი ზომითა და მასით, შედარებით დაბალი სიმძლავრის თერმობირთვული რეაქციების ცალკეული და იშვიათი ცენტრები, თითქოს, მზის მთელ ბირთვზეა გავრცელებული. ამ რეაქციების დროს გამოთავისუფლებული სითბო აშკარად არ არის საკმარისი მზეში არსებული დეიტერიუმის მყისიერად დასაწვავად, მაგრამ საკმარისია მისი გაცხელება ტემპერატურამდე, რომელიც უზრუნველყოფს დედამიწაზე სიცოცხლეს.

წყალბადის ბომბი, დიდი დამანგრეველი ძალის (მეგატონების რიგის ტროტილის ეკვივალენტში) იარაღი, რომლის მოქმედების პრინციპი ემყარება მსუბუქი ბირთვების თერმობირთვული შერწყმის რეაქციას. აფეთქების ენერგიის წყაროა მზეზე და სხვა ვარსკვლავებზე მომხდარი პროცესების მსგავსი.

1961 წელს წყალბადის ბომბის ყველაზე ძლიერი აფეთქება მოხდა.

30 ოქტომბერს, დილით 11:32 საათზე. წყალბადის ბომბი, რომლის სიმძლავრე 50 მილიონი ტონა ტროტილი იყო, აფეთქდა ნოვაია ზემლიაზე, მიტიუშის ყურის მიდამოში, მიწის ზედაპირიდან 4000 მ სიმაღლეზე.

საბჭოთა კავშირმა გამოსცადა ისტორიაში ყველაზე ძლიერი თერმობირთვული მოწყობილობა. "ნახევრად" ვერსიითაც კი (და ასეთი ბომბის მაქსიმალური სიმძლავრე 100 მეგატონაა), აფეთქების ენერგია ათჯერ აღემატებოდა მეორე მსოფლიო ომის დროს ყველა მეომარი მხარის მიერ გამოყენებული ყველა ასაფეთქებელი ნივთიერების ჯამურ ძალას (მათ შორის ატომური ბომბები ჩამოაგდეს ჰიროსიმასა და ნაგასაკიზე). აფეთქების დარტყმის ტალღამ დედამიწა სამჯერ შემოიარა, პირველად 36 საათსა და 27 წუთში.

მსუბუქი ციმციმი იმდენად კაშკაშა იყო, რომ უწყვეტი ღრუბლიანობის მიუხედავად, იგი ჩანდა სოფელ ბელუშია გუბას სამეთაურო პუნქტიდანაც კი (აფეთქების ეპიცენტრიდან თითქმის 200 კმ დაშორებით). სოკოს ღრუბელი 67 კმ სიმაღლეზე ავიდა. აფეთქების მომენტისთვის, სანამ ბომბი ნელ-ნელა ეშვებოდა უზარმაზარ პარაშუტზე 10500 სიმაღლიდან დეტონაციის გამოთვლილ წერტილამდე, ტუ-95 გადამზიდავი თვითმფრინავი ეკიპაჟთან და მის მეთაურთან, მაიორ ანდრეი ეგოროვიჩ დურნოვცევთან ერთად უკვე იმყოფებოდა. უსაფრთხო ზონა. მეთაური დაბრუნდა თავის აეროდრომზე, როგორც ლეიტენანტი პოლკოვნიკი, საბჭოთა კავშირის გმირი. მიტოვებულ სოფელში - ეპიცენტრიდან 400 კმ-ში - ხის სახლები დაინგრა, ქვის სახლებმა კი სახურავები, ფანჯრები და კარები დაკარგეს. საცდელი ადგილიდან მრავალი ასეული კილომეტრის მანძილზე, აფეთქების შედეგად, რადიოტალღების გავლის პირობები თითქმის ერთი საათის განმავლობაში შეიცვალა და რადიოკავშირები შეწყდა.

ბომბი შეიქმნა V.B. ადამსკი, იუ.ნ. სმირნოვი, ახ.წ. სახაროვი, იუ.ნ. ბაბაევი და იუ.ა. ტრუტნევი (რისთვისაც სახაროვს მიენიჭა სოციალისტური შრომის გმირის მესამე მედალი). "მოწყობილობის" მასა იყო 26 ტონა, მის ტრანსპორტირებასა და ჩამოგდებას გამოიყენეს სპეციალურად მოდიფიცირებული ტუ-95 სტრატეგიული ბომბდამშენი.

"სუპერბომბი", როგორც მას ა. სახაროვმა უწოდა, არ ეტევა თვითმფრინავის ბომბში (სიგრძე იყო 8 მეტრი და დიამეტრი დაახლოებით 2 მეტრი), ამიტომ ფიუზელაჟის არაელექტრული ნაწილი ამოჭრა და სპეციალური. დამონტაჟდა ამწევი მექანიზმი და ბომბის დასამაგრებელი მოწყობილობა; ფრენის დროს ის ჯერ კიდევ ნახევარზე მეტს სცილდება. თვითმფრინავის მთელი კორპუსი, პროპელერების პირებიც კი, დაფარული იყო სპეციალური თეთრი საღებავით, რომელიც იცავს აფეთქების დროს სინათლის ციმციმისგან. იგივე საღებავით იყო დაფარული თანმხლები ლაბორატორიული თვითმფრინავის კორპუსი.

შთამბეჭდავი იყო მუხტის აფეთქების შედეგები, რომელმაც დასავლეთში მიიღო სახელი "ცარ ბომბა":

* აფეთქების ბირთვული „სოკო“ 64 კმ სიმაღლეზე ავიდა; მისი ქუდის დიამეტრი 40 კილომეტრს აღწევდა.

აფეთქებული ცეცხლსასროლი ბურთი მიწაზე მოხვდა და კინაღამ მიაღწია ბომბის გაშვების სიმაღლეს (ანუ აფეთქების ცეცხლსასროლი ბურთის რადიუსი იყო დაახლოებით 4,5 კილომეტრი).

* რადიაციამ გამოიწვია მესამე ხარისხის დამწვრობა ას კილომეტრამდე მანძილზე.

* რადიაციის ემისიის პიკზე აფეთქებამ მზის სიმძლავრის 1%-ს მიაღწია.

* აფეთქების შედეგად წარმოქმნილმა დარტყმის ტალღამ დედამიწა სამჯერ შემოიარა.

* ატმოსფეროს იონიზაციამ გამოიწვია რადიო ჩარევა საცდელი ადგილიდან ასობით კილომეტრშიც კი ერთი საათის განმავლობაში.

* მოწმეებმა იგრძნეს ზემოქმედება და შეძლეს აფეთქების აღწერა ეპიცენტრიდან ათასი კილომეტრის მანძილზე. ასევე, დარტყმის ტალღამ გარკვეულწილად შეინარჩუნა დამანგრეველი ძალა ეპიცენტრიდან ათასობით კილომეტრის მანძილზე.

* აკუსტიკური ტალღამ მიაღწია კუნძულ დიქსონს, სადაც აფეთქების ტალღამ სახლების ფანჯრები ჩამოაგდო.

ამ ტესტის პოლიტიკური შედეგი იყო საბჭოთა კავშირის მიერ მასობრივი განადგურების შეუზღუდავი ძალაუფლების იარაღის ფლობის დემონსტრირება - იმ დროისთვის გამოცდილი შეერთებული შტატების ბომბის მაქსიმალური მეგატონაჟი ოთხჯერ ნაკლები იყო, ვიდრე ცარ ბომბა. მართლაც, წყალბადის ბომბის სიმძლავრის ზრდა მიიღწევა უბრალოდ სამუშაო მასალის მასის გაზრდით, ასე რომ, პრინციპში, არ არსებობს ფაქტორები, რომლებიც ხელს უშლის 100 მეგატონიანი ან 500 მეგატონიანი წყალბადის ბომბის შექმნას. (ფაქტობრივად, ცარ ბომბა გათვლილი იყო 100 მეგატონის ეკვივალენტზე; დაგეგმილი აფეთქების სიმძლავრე განახევრდა, ხრუშჩოვის თქმით, "ისე, რომ მოსკოვში მთელი მინა არ გატეხილიყო"). ამ ტესტით საბჭოთა კავშირმა აჩვენა ნებისმიერი სიმძლავრის წყალბადის ბომბის შექმნის უნარი და ბომბის აფეთქების წერტილამდე მიტანის საშუალება.

თერმობირთვული რეაქციები.მზის შიგთავსი შეიცავს წყალბადის გიგანტურ რაოდენობას, რომელიც ზემაღალი შეკუმშვის მდგომარეობაშია დაახლოებით. 15,000,000 K. ასეთ მაღალ ტემპერატურასა და პლაზმის სიმკვრივის დროს წყალბადის ბირთვები განიცდიან მუდმივ შეჯახებას ერთმანეთთან, რომელთაგან ზოგიერთი მთავრდება მათი შერწყმით და, საბოლოო ჯამში, უფრო მძიმე ჰელიუმის ბირთვების წარმოქმნით. ასეთ რეაქციებს, რომელსაც ეწოდება თერმობირთვული შერწყმა, თან ახლავს უზარმაზარი ენერგიის გამოყოფა. ფიზიკის კანონების მიხედვით, თერმობირთვული შერწყმის დროს ენერგიის გამოყოფა განპირობებულია იმით, რომ როდესაც უფრო მძიმე ბირთვი იქმნება, მის შემადგენლობაში შემავალი მსუბუქი ბირთვების მასის ნაწილი გარდაიქმნება ენერგიის კოლოსალურ რაოდენობაში. ამიტომ გიგანტური მასის მქონე მზე კარგავს დაახლ. 100 მილიარდი ტონა მატერია და გამოყოფს ენერგიას, რის წყალობითაც შესაძლებელი გახდა სიცოცხლე დედამიწაზე.

წყალბადის იზოტოპები.წყალბადის ატომი ყველაზე მარტივია ყველა არსებულ ატომს შორის. იგი შედგება ერთი პროტონისგან, რომელიც არის მისი ბირთვი, რომლის გარშემოც ერთი ელექტრონი ტრიალებს. წყლის (H 2 O) ფრთხილად შესწავლამ აჩვენა, რომ იგი შეიცავს წყალბადის „მძიმე იზოტოპს“ - დეიტერიუმს (2 H) „მძიმე“ წყალს უმნიშვნელო რაოდენობით. დეიტერიუმის ბირთვი შედგება პროტონისა და ნეიტრონისგან, ნეიტრალური ნაწილაკისგან, რომლის მასა ახლოსაა პროტონთან.

წყალბადის ბომბის განვითარება.წინასწარმა თეორიულმა ანალიზმა აჩვენა, რომ თერმობირთვული შერწყმა ყველაზე ადვილად ხორციელდება დეიტერიუმის და ტრიტიუმის ნარევში. ამის საფუძველზე ამერიკელმა მეცნიერებმა 1950-იანი წლების დასაწყისში დაიწყეს წყალბადის ბომბის (HB) შექმნის პროექტის განხორციელება. მოდელის ბირთვული მოწყობილობის პირველი გამოცდები ჩატარდა ენივეტოკის საცდელ ადგილზე 1951 წლის გაზაფხულზე; თერმობირთვული შერწყმა მხოლოდ ნაწილობრივი იყო. მნიშვნელოვანი წარმატება მიღწეული იქნა 1951 წლის 1 ნოემბერს მასიური ბირთვული მოწყობილობის გამოცდის დროს, რომლის აფეთქების სიმძლავრე იყო 4? 8 მტ ტროტილის ეკვივალენტში.

წყალბადის ბომბის მოქმედების მექანიზმი. წყალბადის ბომბის აფეთქების დროს მიმდინარე პროცესების თანმიმდევრობა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად. პირველი, თერმობირთვული რეაქციის ინიციატორი მუხტი (პატარა ატომური ბომბი) HB ჭურვის შიგნით აფეთქდება, რის შედეგადაც ხდება ნეიტრონის ციმციმი და ქმნის მაღალ ტემპერატურას, რომელიც აუცილებელია თერმობირთვული შერწყმის დასაწყებად. ნეიტრონები ბომბავს ლითიუმის დეიტერიდისგან დამზადებულ ჩანართს - დეიტერიუმის ნაერთს ლითიუმთან (გამოიყენება ლითიუმის იზოტოპი 6 მასის ნომრით). ლითიუმი-6 ნეიტრონების მიერ იყოფა ჰელიუმად და ტრიტიუმად. ამრიგად, ატომური დაუკრავენ სინთეზისთვის აუცილებელ მასალებს უშუალოდ ბომბში ქმნის.

გაყოფა, სინთეზი, გაყოფა (სუპერბომბი). სინამდვილეში, ბომბში ზემოთ აღწერილი პროცესების თანმიმდევრობა მთავრდება დეიტერიუმის ტრიტიუმთან რეაქციის ეტაპზე. გარდა ამისა, ბომბის დიზაინერებმა ამჯობინეს გამოიყენონ არა ბირთვების შერწყმა, არამედ მათი დაშლა. დეიტერიუმის და ტრიტიუმის ბირთვების შერწყმა წარმოქმნის ჰელიუმს და სწრაფ ნეიტრონებს, რომელთა ენერგია საკმარისად დიდია, რომ გამოიწვიოს ურანის-238 ბირთვების დაშლა (ურანის მთავარი იზოტოპი, ბევრად იაფია ვიდრე ურანი-235, რომელიც გამოიყენება ჩვეულებრივ ატომურ ბომბებში). სწრაფმა ნეიტრონებმა გაიყო სუპერბომბის ურანის გარსის ატომები. ერთი ტონა ურანის დაშლა წარმოქმნის ენერგიას, რომელიც ექვივალენტურია 18 მტ. ენერგია მიდის არა მხოლოდ აფეთქებაზე და სითბოს გამოყოფაზე. ურანის თითოეული ბირთვი იყოფა ორ უაღრესად რადიოაქტიურ „ფრაგმენტად“. დაშლის პროდუქტები მოიცავს 36 სხვადასხვა ქიმიურ ელემენტს და თითქმის 200 რადიოაქტიურ იზოტოპს. ეს ყველაფერი ქმნის რადიოაქტიურ ნაკადს, რომელიც თან ახლავს სუპერბომბების აფეთქებას.

პორტალი სტუდენტისთვის. თვითმმართველობის მომზადება