Термоядерное оружие — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 июля 2018; проверки требуют 2 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 июля 2018; проверки требуют 2 правки. Схема Теллера-УламаТермоя́дерное ору́жие (водородная бомба) — тип ядерного оружия, разрушительная сила которого основана на использовании энергии реакции ядерного синтеза лёгких элементов в более тяжёлые (например, синтеза одного ядра атома гелия из двух ядер атомов дейтерия), при которой выделяется энергия.
Имея те же поражающие факторы, что и у ядерного оружия, термоядерное оружие имеет намного бо́льшую возможную мощность взрыва (теоретически, она ограничена только количеством имеющихся в наличии компонентов).
Следует отметить, что часто упоминаемое утверждение о том, что радиоактивное заражение от термоядерного взрыва гораздо слабее, чем от атомного, касается реакций синтеза, которые используются только совместно с гораздо более «грязными» реакциями деления. Термин «чистое оружие», появившийся в англоязычной литературе, к концу 1970-х годов вышел из употребления. На деле всё зависит от выбранного типа реакции, используемой в том или ином изделии. Так, включение в термоядерный заряд элементов из урана-238 (при этом используемый уран-238 делится под действием быстрых нейтронов и даёт радиоактивные осколки; сами нейтроны производят наведённую радиоактивность) позволяет намного (до пяти раз) повысить общую мощность взрыва, но и значительно (в 5—10 раз) увеличивает количество радиоактивных осадков
ru.wikipedia.org
Водородная бомба подобралась к Америке
Северная Корея объявила о наличии нового «оружия возмездия». Северная Корея обладает собственной водородной бомбой. Об этом в четверг, 10 декабря, заявил лидер КНДР Ким Чен Ын, сообщает ТАСС.
«Мы смогли стать великой ядерной державой, способной защитить независимость и национальное достоинство нашей родины мощью ударов ядерных и водородных бомб», — приводит слова Ким Чен Ына Центральное телеграфное агентство Кореи.
Как отмечает ЦТАК, эта речь была произнесена в ходе посещения северокорейским лидером обновленного оружейного завода в Пхеньяне. Ким Чен Ын также подчеркнул, что «стране необходимо продолжить активное развитие военной промышленности».
Надо сказать, никаких официальных подтверждений, что Северная Корея действительно разработала и создала водородную бомбу, нет. Однако в мае 2015 года власти Северной Кореи заявили, что разработали технологию, позволяющую существенно уменьшить габариты ядерных боезарядов, размещаемых на ракетах.
Военный парад в Пхеньяне
В сентябре агентство «Ренхап» сообщило, что ядерные объекты, расположенные неподалеку от Северокорейского научно-исследовательского центра в Йонбене, начали «работать на полную мощность». А в октябре южнокорейские СМИ со ссылкой на источник в правительстве информировали, что на ядерном полигоне на северо-востоке КНДР ведутся работы по прокладке нового подземного туннеля. Ранее КНДР провела на этом полигоне в уезде Пунгё-ри три атомных взрыва в подземных туннелях — в 2006, 2009 и 2013 годах. Как отмечали южнокорейские эксперты, активизация в районе Пунгё-ри говорит о намерении Пхеньяна в скором времени провести очередное ядерное испытание. Или уже термоядерное?
Напомним: в отличие от ядерной, мощность водородной бомбы не ограничена. Ударная волна от самой крупной из когда-либо взорванных водородных бомб — советской 58-мегатонной «царь-бомбы» — 30 октября 1961 года трижды обогнула земной шар. Если такое оружие на самом деле появилось у Пхеньяна, США и их союзникам впору крепко задуматься. Поскольку в последнее время северные корейцы продвинулись и в создании средств доставки «оружия возмездия».
В октябре в столице Северной Кореи прошел военный парад, приуроченный к 70-летнему юбилею образования Трудовой партии. На нем, как отметили специалисты, была показана новая версия баллистической ракеты, которая впервые «засветилась» на параде в Пхеньяне в 2012 году. По мнению экспертов, корейцы явно сделали новый шаг в создании транспортабельной многоступенчатой баллистической ракеты, и еще до 2020 года мы можем стать свидетелями ее успешных испытаний.
Да и сейчас КНДР располагает арсеналом одноступенчатых баллистических ракет малой и средней дальности типа «Нодон» и «Мусудан» (см. ниже), которые в теории могут доставить термоядерные заряды к целям, расположенным на территории Южной Кореи и Японии.
Есть ли в руках Пхеньяна водородная бомба, и как она меняет расклад сил в регионе и мире?
— Северная Корея действительно могла подойти к созданию водородной бомбы, — считает ведущий эксперт Центра военно-политических исследований МГИМО, доктор политических наук Михаил Александров. — Первый ядерный взрыв в рамках ракетно-ядерной программы КНДР был произведён в октябре 2006 года. С этого момента прошло достаточно времени, чтобы у Пхеньяна появилось еще и термоядерное оружие.
Чтобы убедить мир в наличии водородной бомбы, КНДР, видимо, проведет соответствующие испытания. Тем более, сейчас для этого складывается удобная международная обстановка. Все внимание Запада сосредоточено на Сирии, борьбе с «Исламским государством» *, конфликте между Россией и Турцией, и частично на Украине. Поэтому Пхеньян может произвести термоядерный испытательный взрыв без каких-либо последствий для себя. Угрозы американцев в адрес КНДР не получат поддержки ни со стороны России, ни со стороны Китая.
Эта ситуация доказывает, что у США и Запада больше нет ресурсов, чтобы контролировать все мировые проблемы в сфере безопасности. Если «западные партнеры» влезают в конфликт с каким-либо центром силы в одной части мира, они уже не в состоянии влиять на другие центры — в частности, на Китай и Северную Корею.
Поэтому Пхеньян может спокойно продолжить свою ракетно-ядерную программу, которая, с точки зрения северокорейского руководства, является единственным надежным средством обеспечения безопасности страны.
— КНДР обладает средствами доставки водородной бомбы?
Есть сомнения в наличии у Пхеньяна межконтинентальной баллистической ракеты, которая, грубо говоря, могла бы попасть в цель. Но баллистические ракеты, способные достичь Японии, у КНДР имеются. Правда, и здесь возникают сомнения: удастся ли корейцам эти ракеты запустить в условиях реальных боевых действий? Все же США располагают системами Aegis, и могут разместить элементы ПРО на японской территории. Такие системы вполне способны сбивать баллистические ракеты средней дальности.
С другой стороны, в условиях реального боя всегда есть вероятность, что какие-то ракеты КНДР попадут в цель — в американские базы в Японии и Южной Корее. И никто не даст 100-процентной гарантии, что северокорейские ракеты удастся сбить. Это обстоятельство, безусловно, является сдерживающим фактором для американцев в отношении КНДР.
— Допустим, у Пхеньяна есть и водородная бомба, и межконтинентальная баллистическая ракета. Как это меняет расклад сил?
Это значит, возникает еще одна ядерная держава, способная нанести удар по территории США. Сейчас только две державы, которые не являются союзниками американцев, в состоянии это сделать — Россия и Китай. Появление в этом «клубе» еще и Северной Кореи — серьезный сдвиг в мировом балансе сил.
Если Пхеньян сможет создать арсенал всего из 10−15 межконтинентальных баллистических ракет с термоядерными боеголовками, сухопутная война на Корейском полуострове перестает быть для него заведомо проигрышной. В этом случае ядерный удар по территории Северной Кореи со стороны США исключается, а ввязываться в наземную войну с корейцами американцы и их западные союзники точно не станут.
Это значит, что возможности США влиять на ситуацию в Азиатско-Тихоокеанском регионе значительно снизятся, а Северная Корея нарастит потенциал военно-политического давления на Японию и Южную Корею. Это, кстати, создаст и предпосылки для объединения Северной и Южной Корей. А если эти страны объединятся, — в АТР возникнет региональная держава, сопоставимая по экономическому потенциалу с Японией, а по военному — с Китаем или Францией.
— России на руку усиление Северной Кореи?
В нынешней ситуации — да. Мы заинтересованы в рассредоточении мирового баланса сил, чтобы вынудить Запад распылять ресурсы, и не давать их сконцентрировать против РФ.
По мере того, как этот баланс будет перераспределяться, влияние Запада будет падать. Это значит, рано или поздно ему придется договариваться с Россией о разделе сфер влияния в мире…
— КНДР явно прогрессирует в создании баллистических ракет, но преодолела далеко не все проблемы, — отмечает командующий 4-й воздушной армией ВВС и ПВО в 1998—2001 годах, генерал-лейтенант запаса, Герой России Валерий Горбенко.— Еще неизвестно, какая водородная бомба получилась у корейцев. Напомню, что первая в мире водородная бомба, построенная американцами и испытанная в 1952 году, представляла собой, по выражению ее создателей, «трехэтажный дом, наполненный жидким дейтерием». Да и первая американская атомная бомба была внушительных размеров — «Толстяк», разработанная в рамках Манхэттенского проекта, — весила 4600 килограммов.
Между тем, у Северной Кореи нет стратегических бомбардировщиков, к которым можно было бы подвесить массивную бомбу. А та же северокорейская двухступенчатая баллистическая ракета «Хвасон-1» имеет боевую нагрузку всего в 1000 килограммов.
Поэтому, на мой взгляд, рано говорить, что ракеты Северной Кореи способны представлять серьезную угрозу.
— Простые одноступенчатые баллистические ракеты малой и средней дальности типа «Нодон» и «Мусудан», которыми располагает КНДР, способны достичь Японии или Южной Кореи?
В принципе, да — в случае массированного удара. Но здесь решающее значение имеет количество ракет при атаке. А пока нет достоверных данных, что Пхеньян сумел наладить массовое производство такого оружия. Речь, скорее, идет о единичных экземплярах.
— Штаты в ответ на действия Пхеньяна будут усиливать свое военное присутствие в Азиатско-Тихоокеанском регионе?
Думаю, пока в этом нет особого смысла. Тех сил, которые на сегодня имеются у США в регионе, для подавления Северной Кореи вполне достаточно.
Другое дело, что Япония и Южная Корея еще весной заявили о планах по размещению на своей территории элементов американской ПРО. Как заявил тогда замсекретаря Совета безопасности РФ Евгений Лукьянов, пусковые установки наземных комплексов Aegis ashore — сухопутных версий морской интегрированной боевой системы Aegis — разворачиваются в Румынии и Польше якобы для защиты от перспективных иранских баллистических ракет, а также в Южной Корее и Японии, будто бы для защиты от ракет КНДР. Теперь, не исключено, воплощение этих планов в жизнь будет форсировано…
Ракетный арсенал КНДР (по материалам издания «Аргументы и факты»)
Баллистические ракеты военного назначения в КНДР носят общее наименование «Хвасон» («Марс»), а в терминологии США и Южной Кореи «Нодон» и «Тэпходон».
Ракетный комплекс «Хвасон-5» с максимальной дальностью действия 320−340 км был разработан на базе советской ракеты 8К14 (Р-17, Р-300) комплекса 9К72 «Эльбрус». После модернизации дальность ракеты была увеличена до 700 км, и она под наименованием «Хвасон-6» стала основной ракетой на вооружении КНДР: этим комплексом был вооружён отдельный ракетный полк в составе отдельной ракетной дивизии Верховного командования КНДР.
По разным оценкам, в КНДР в 80−90-е годы было произведено до 1000 ракет «Хвасон-6», из которых от 300 до 400 были экспортированы в другие страны: в Египет, Иран, Сирию, Вьетнам и, по неподтвержденным данным, в Ирак, в Судан и на Кубу. В частности, в Иран было поставлено от 100 до 200 ракет и 6−12 мобильных пусковых установок «Хвасон-6», где они были приняты на вооружение под названием «Шахаб-2». Вместе с ними Ирану были переданы и технологии по производству ракет.
Продолжением программы по созданию ракет «Нодон» стали разработки новой баллистической ракеты средней дальности «Хвасон-1» и межконтинентальной баллистической ракеты «Хвасон-2» (в зарубежной терминологии «Тэпходон-1» и «Тэпходон-2» соответственно). Первые прототипы обеих ракет были созданы в середине 1990-х годов, первый запуск был произведён 31 августа 1998 года.
«Хвасон-1» — двухступенчатая ракета длиной около 26 м и стартовой массой около 21 тонны — может доставить боевую нагрузку массой 1000 кг на расстояние до 2500 км. Будучи оснащённой третьей ступенью, обладает дальностью полёта до 6000 км с массой боевой нагрузки 50 кг. По разным оценкам, в КНДР произведено несколько десятков этих ракет.
Межконтинентальная баллистическая ракета «Хвасон-2» представляет собой двухступенчатую ракету длиной около 35 м, стартовой массой свыше 60 тонн и дальностью действия свыше 6000 км. В 2006 году в КНДР произвели запуск ракеты-носителя «Ынха-2», базирующейся на конструкции «Хвасон-2», который закончился неудачно. В США и западных странах утверждалось, что на самом деле это были замаскированные испытания «Хвасон-2». Предполагается, что на основе «Хвасон-2» были созданы иранские ракеты «Шахаб-5» и «Шахаб-6».
——————————————————————————-
* Движение «Исламское государство» решением Верховного суда РФ от 29 декабря 2014 года было признано террористической организацией, ее деятельность на территории России запрещена.
/Андрей Полунин, svpressa.ru/
army-news.ru
В мире может появиться шестая страна с водородной бомбой
Пока держав, обладающих термоядерным оружием, всего пять – это Россия, США, КНР, Великобритания и Франция. Но в скором времени к этому списку может добавиться Индия, расширившая свою программу по обогащению урана. Эксперты уверены, что Дели преследует цель ограничить влияние Китая в регионе, при этом в ядерную гонку неизбежно ввяжется Пакистан, что чревато колоссальными рисками для всего мира.
Как сообщает агентство Reuters со ссылкой на центр военных исследований IHS Janes, Индия расширяет свою секретную программу по обогащению урана, которая в самом ближайшем будущем может привести к производству термоядерного оружия, то есть водородной бомбы.
Как известно, Индия не относится к числу официальных ядерных держав (Россия, США, Китай, Великобритания, Франция), однако не скрывает наличие у себя атомного оружия, которое оценивается приблизительно в 80-100 активных боеголовок (у Франции, к примеру, их в три раза больше). Атомные испытания страна провела еще в 1974 году, а договор о нераспространении ЯО никогда не подписывала (наряду с Израилем и Пакистаном; КНДР, также располагающая атомным оружием, свою подпись дезавуировала). В 1998 году испытания повторились (т.н. операция «Шакти»), после чего Нью-Дели официально попросил о принятии в «ядерный клуб».
Если сравнивать её с атомной бомбой, водородная имеет гораздо большую мощность взрыва. При этом она гораздо сложнее и дороже в производстве, ввиду чего список стран, обладающих термоядерным оружием, совпадает со списком официальных ядерных держав. Впервые водородную бомбу в 1952 году испытали США на атолле Эниветок (Маршалловы острова), предварительно выселив оттуда всех жителей (преимущественно японцев и преимущественно насильственно). Спустя два года испытания повторили на маршалловском же атолле Бикини, где при расчетной мощности в 6 мегатонн реальная сила взрыва составила 15 мегатонн. В 70-х часть островитян вернулись на родину, около 840 из них впоследствии умерли от раковых и других заболеваний, вызванных ядерными испытаниями. Вашингтон в итоге выплатил компенсации части пострадавших на общую сумму 83 млн долларов.
Проект отечественной водородной бомбы, получивший неофициальное название «Слойка», разрабатывали Андрей Сахаров и Виталий Гинзбург (впоследствии – нобелевские лауреаты, правда, в разных номинациях). Испытания были проведены на год позже американцев – в 1953-м (к слову, американцы назвали этот проект «Дядя Джо» — по американской версии имени Сталина). А в 1961 году на острове Новая Земля была испытана разработанная под руководством академика Курчатова 58-мегатонная «Царь-бомба» (официально АН602, в народе – «кузькина мать») – самое мощное взрывное устройство, когда-либо разработанное и испытанное на Земле.
Индия на такие масштабы не претендует, но шестой термоядерной державой действительно может стать. По крайней мере, в этом уверены эксперты, подчеркивая, что новые установки на заводе редких металлов около города Майсур теперь смогут производить вдвое больше оружейного урана, чем необходимо для запланированной программы развития атомных подводных лодок. Исходя из спутниковых снимков и заявлений индийских официальных лиц, можно предположить, что новые установки будут запущены в середине 2015 года.
Сама Индия, где недавно сменилось правительство и к власти пришли ценящие силу оружия националисты, выводы доклада пока никак не прокомментировала. Зато откликнулась еще одна неофициальная ядерная держава и злейший враг Индии – Пакистан. При этом комментарии от представителя правящей Пакистанской мусульманской лиги были весьма осторожными: «Мы не хотим гонки вооружений. Это не сулит ничего хорошего обеим странам».
Отметим, что, согласно выводам другой группы экспертов, в ближайшем будущем Индия сможет освоить все три способа доставки ядерных боеголовок — авиацию, баллистические ракеты и атомные подводные лодки.
«Пакистан и Индия постоянно находятся в состоянии соперничества, и в области ядерного оружия в том числе. Обе стороны совершенствуют работу над баллистическим оружием. Обе стороны совершенствуют носители, приобретают новые, в частности, Индия сделала определенные шаги в области военно-морского флота, чтобы получить преимущества, которые бы дало базирование в океане. И вообще успехов у Индии гораздо больше», — рассказал газете ВЗГЛЯД старший ведущий научный сотрудник Института мировой экономики и международных отношений РАН, специалист по Ближнему Востоку Виктор Надеин-Раевский.
Исходя из того, что соперничество Индии и Пакистана – явление постоянное, можно не сомневаться, любой шаг Индии в области совершенствования ядерного оружия или получения термоядерных зарядов не останется без ответа со стороны Пакистана, уверен эксперт. «Тем более, что в Пакистане достаточно продвинутые ядерные программы. Он постоянно накапливал ядерные материалы, — отметил Надеин-Раевский. – Обе стороны серьезно работают в этой области. Как их задержать, остановить, трудно сказать. Они ведь не являются членами международных договоренностей, которые бы их ограничивали».
Старший научный сотрудник Института востоковедения РАН, арабист Владимир Сажин также подчеркивает, что данный шаг Индии вызовет ответную реакцию Пакистана, что усложнит обстановку в регионе. Но с оговорками. «По большому счету, их ядерное оружие нацелено друг на друга, — сказал он в беседе с корреспондентом газеты ВЗГЛЯД. – Неоднократно возникали ситуации, когда эти страны стояли на грани ядерной войны, но все закончилось хорошо. Думаю, в Исламабаде и Нью-Дели понимают, к чему это может привести. Поэтому я не стал бы драматизировать».
«Ядерное оружие имеет свойство устаревать и в прямом смысле – надо все время поддерживать боеспособность ядерных зарядов, с другой стороны, есть стремление модернизировать их с точки зрения высоких технологий. И говорить о том, что страны, которые являются неофициально ядерными, закончат развитие своей ядерной военной программы на сегодняшнем или вчерашнем дне, неправильно. Конечно, они будут продолжать совершенствовать. Это естественный процесс у всех ядерных держав», — добавил эксперт, повторив, впрочем, свой тезис о том, что такая гонка вооружений в любом случае фактор дестабилизации обстановки в Южной Азии, повлиять на Нью-Дели и Исламабад не может никто.
www.atomic-energy.ru
Полвека назад испытана самая мощная водородная бомба
www.arms-expo.ru
Водородная бомба Википедия
Схема Теллера-УламаТермоя́дерное ору́жие (водородная бомба) — тип ядерного оружия, разрушительная сила которого основана на использовании энергии реакции ядерного синтеза лёгких элементов в более тяжёлые (например, синтеза одного ядра атома гелия из двух ядер атомов дейтерия), при которой выделяется энергия.
Имея те же поражающие факторы, что и у ядерного оружия, термоядерное оружие имеет намного бо́льшую возможную мощность взрыва (теоретически, она ограничена только количеством имеющихся в наличии компонентов). Следует отметить, что часто упоминаемое утверждение о том, что радиоактивное заражение от термоядерного взрыва гораздо слабее, чем от атомного, касается реакций синтеза, которые используются только совместно с гораздо более «грязными» реакциями деления. Термин «чистое оружие», появившийся в англоязычной литературе, к концу 1970-х годов вышел из употребления. На деле всё зависит от выбранного типа реакции, используемой в том или ином изделии. Так, включение в термоядерный заряд элементов из урана-238 (при этом используемый уран-238 делится под действием быстрых нейтронов и даёт радиоактивные осколки; сами нейтроны производят наведённую радиоактивность) позволяет намного (до пяти раз) повысить общую мощность взрыва, но и значительно (в 5—10 раз) увеличивает количество радиоактивных осадков[1].
Общее описание
Термоядерное взрывное устройство может быть построено как с использованием жидкого дейтерия, так и газообразного сжатого. Но появление термоядерного оружия стало возможным только благодаря разновидности гидрида лития — дейтериду лития-6. Это соединение тяжёлого изотопа водорода — дейтерия и изотопа лития с массовым числом 6.
Дейтерид лития-6 — твёрдое вещество, которое позволяет хранить дейтерий (обычное состояние которого в нормальных условиях — газ) при обычных условиях, и, кроме того, второй его компонент — литий-6 — это сырьё для получения самого дефицитного изотопа водорода — трития. Собственно, 6Li — единственный промышленный источник получения трития:
- 36Li+01n→13H+24He+E1.{\displaystyle {}_{3}^{6}\mathrm {Li} +{}_{0}^{1}n\to {}_{1}^{3}\mathrm {H} +{}_{2}^{4}\mathrm {He} +E_{1}.}
Эта же реакция происходит и в дейтериде лития-6 в термоядерном устройстве при облучении быстрыми нейтронами; выделяющаяся энергия E1 = 4,784 МэВ. Образовавшийся тритий (3H) далее вступает в реакцию с дейтерием, выделяя энергию E2 = 17,59 МэВ:
- 13H+12H→24He+01n+E2,{\displaystyle {}_{1}^{3}\mathrm {H} +{}_{1}^{2}\mathrm {H} \to {}_{2}^{4}\mathrm {He} +{}_{0}^{1}n+E_{2},}
причём образуется нейтрон с кинетической энергией не менее 14,1 МэВ, который может вновь инициировать первую реакцию на ещё одном ядре лития-6, либо вызвать деление тяжёлых ядер урана или плутония в оболочке или триггере с испусканием ещё нескольких быстрых нейтронов.
В ранних термоядерных боеприпасах США использовался также и дейтерид природного лития, содержащего в основном изотоп лития с массовым числом 7. Он также служит источником трития, но для этого нейтроны, участвующие в реакции, должны иметь энергию 10 МэВ и выше: реакция n + 7Li → 3H + 4He + n − 2,467 МэВ является эндотермической, поглощающей энергию.
Термоядерная бомба, действующая по принципу Теллера — Улама, состоит из двух ступеней: триггера и контейнера с термоядерным горючим.
Триггер — это небольшой плутониевый ядерный заряд с усилением (Boosted fission weapon (англ.)русск.) мощностью в несколько килотонн. Назначение триггера — создать необходимые условия для инициирования термоядерной реакции — высокую температуру и давление.
Контейнер с термоядерным горючим — основной элемент бомбы. Внутри него находится термоядерное горючее — дейтерид лития-6 — и, расположенный по оси контейнера, плутониевый стержень, играющий роль запала термоядерной реакции. Оболочка контейнера может быть изготовлена как из урана-238 — вещества, расщепляющегося под воздействием быстрых нейтронов (>0,5 МэВ), выделяющихся при реакции синтеза, так и из свинца. Контейнер покрывается слоем нейтронного поглотителя (соединений бора) для защиты термоядерного топлива от преждевременного разогрева потоками нейтронов после взрыва триггера.
Расположенные соосно триггер и контейнер заливаются специальным пластиком, проводящим излучение от триггера к контейнеру, и помещаются в корпус бомбы, изготовленный из стали или алюминия.
Возможен вариант, когда вторая ступень делается не в виде цилиндра, а в виде сферы. Принцип действия тот же, но вместо плутониевого запального стержня используется плутониевая полая сфера, находящаяся внутри и перемежающаяся со слоями дейтерида лития-6. Ядерные испытания бомб со сферической формой второй ступени показали бо́льшую эффективность, чем у бомб, использующих цилиндрическую форму второй ступени.
При взрыве триггера 80 % энергии выделяется в виде мощного импульса мягкого рентгеновского излучения, которое поглощается оболочкой второй ступени и пластиковым наполнителем, который превращается в высокотемпературную плазму под большим давлением. В результате резкого нагрева урановой (свинцовой) оболочки происходит абляция вещества оболочки и появляется реактивная тяга, которая вместе с давлениями света и плазмы обжимает вторую ступень. При этом её объём уменьшается в несколько тысяч раз, и термоядерное топливо нагревается до огромных температур. Однако давление и температура ещё недостаточны для запуска термоядерной реакции, создание необходимых условий обеспечивает плутониевый стержень, который в результате сжатия переходит в надкритическое состояние — начинается ядерная реакция внутри контейнера. Испускаемые плутониевым стержнем в результате деления ядер плутония нейтроны взаимодействуют с ядрами лития-6, в результате чего получается тритий, который далее взаимодействует с дейтерием.
А Боеголовка перед взрывом; первая ступень вверху, вторая ступень внизу. Оба компонента термоядерной бомбы. Б Взрывчатое вещество подрывает первую ступень, сжимая ядро плутония до сверхкритического состояния и инициируя цепную реакцию расщепления.
В В процессе расщепления в первой ступени происходит импульс рентгеновского излучения, который распространяется вдоль внутренней части оболочки, проникая через наполнитель из пенополистирола.
Г Вторая ступень сжимается вследствие абляции (испарения) под воздействием рентгеновского излучения, и плутониевый стержень внутри второй ступени переходит в сверхкритическое состояние, инициируя цепную реакцию, выделяя огромное количество тепла.
Д В сжатом и разогретом дейтериде лития-6 происходит реакция слияния, испускаемый нейтронный поток является инициатором реакции расщепления тампера. Огненный шар расширяется…
Если оболочка контейнера была изготовлена из природного урана, то быстрые нейтроны, образующиеся в результате реакции синтеза, вызывают в ней реакции деления атомов урана-238, добавляющие свою энергию в общую энергию взрыва. Подобным образом создаётся термоядерный взрыв практически неограниченной мощности, так как за оболочкой могут располагаться ещё другие слои дейтерида лития и слои урана-238 (слойка).
Виды боеприпасов
Термоядерные заряды существуют как в виде авиационных бомб (свободного падения), боевых блоков для баллистических и крылатых ракет, зарядных отделений торпед и глубинных, донных мин.
История
1 ноября 1952 года США взорвали первый в мире термоядерный заряд по схеме Теллера-Улама на атолле Эниветок.
12 августа 1953 года в СССР на Семипалатинском полигоне была взорвана первая в мире водородная бомба по схеме «слойка» — советская РДС-6.
Устройство, испытанное США в 1952 году, фактически не являлось бомбой, а представляло собой лабораторный образец, «3-этажный дом, наполненный жидким дейтерием», выполненный в виде специальной конструкции. Советские же учёные разработали именно бомбу — законченное устройство, пригодное к практическому военному применению[2].
1 марта 1954 года во время испытаний Кастл Браво США произвели взрыв бомбы, собранной по схеме Теллера-Улама. СССР произвел испытания бомбы РДС-37 по той же схеме 22 ноября 1955 года.
Самая крупная когда-либо взорванная водородная бомба — советская 58-мегатонная «царь-бомба», взорванная 30 октября 1961 года на полигоне архипелага Новая Земля. Никита Хрущёв впоследствии публично пошутил, что первоначально предполагалось взорвать 100-мегатонную бомбу, но заряд уменьшили, «чтобы не побить все стёкла в Москве». Конструктивно бомба действительно была рассчитана на 100 мегатонн и этой мощности можно было добиться заменой свинцового тампера на урановый[3]. Бомба была взорвана на высоте 4000 метров над полигоном «Новая Земля». Ударная волна после взрыва три раза обогнула земной шар. Несмотря на успешное испытание, бомба на вооружение не поступила[4]; тем не менее, создание и испытание сверхбомбы имели большое политическое значение, продемонстрировав, что СССР решил задачу достижения практически любого уровня мегатоннажа ядерного арсенала.
США
Идея бомбы с термоядерным синтезом, инициируемым атомным зарядом, была предложена Энрико Ферми его коллеге Эдварду Теллеру осенью 1941 года[5], в самом начале Манхэттенского проекта. Значительную часть своей работы в ходе Манхэттенского проекта Теллер посвятил работе над проектом бомбы синтеза, в некоторой степени пренебрегая собственно атомной бомбой. Его ориентация на трудности и позиция «адвоката дьявола» в обсуждениях проблем заставили Оппенгеймера увести Теллера и других «проблемных» физиков на запасной путь.
Первые важные и концептуальные шаги к осуществлению проекта синтеза сделал сотрудник Теллера Станислав Улам. Для инициирования термоядерного синтеза Улам предложил сжимать термоядерное топливо до начала его нагрева, используя для этого факторы первичной реакции расщепления, а также разместить термоядерный заряд отдельно от первичного ядерного компонента бомбы. Эти предложения позволили перевести разработку термоядерного оружия в практическую плоскость. Исходя из этого, Теллер предположил, что рентгеновское и гамма-излучение, порождённые первичным взрывом, могут передать достаточно энергии во вторичный компонент, расположенный в общей оболочке с первичным, чтобы осуществить достаточную имплозию (обжатие) и инициировать термоядерную реакцию. Позднее Теллер, его сторонники и противники обсуждали вклад Улама в теорию, лежащую в основе этого механизма.
Взрыв «Джордж»В 1951 году была проведена серия испытаний под общим наименованием Операция «Парник» (англ. Operation Greenhouse), в ходе которой отрабатывались вопросы миниатюризации ядерных зарядов при увеличении их мощности. Одним из испытаний в этой серии стал взрыв под кодовым наименованием «Джордж» (англ. George), в котором было взорвано экспериментальное устройство, представлявшее собой ядерный заряд в виде тора с небольшим количеством жидкого водорода, помещённым в центре. Основная часть мощности взрыва была получена именно за счёт водородного синтеза, что подтвердило на практике общую концепцию двухступенчатых устройств.
1 ноября 1952 года на атолле Эниветок (Маршалловы острова) под наименованием «Иви Майк» (англ. Ivy Mike) было проведено полномасштабное испытание двухступенчатого устройства с конфигурацией Теллера-Улама. Мощность взрыва составила 10,4 мегатонны, что в 450 раз превысило мощность бомбы, сброшенной в 1945 году на японский город Нагасаки. Устройство общей массой 62 тонны включало в себя криогенную ёмкость со смесью жидких дейтерия и трития и обычный ядерный заряд, расположенный сверху. По центру криогенной ёмкости проходил плутониевый стержень, являвшийся «свечой зажигания» для термоядерной реакции. Оба компонента заряда были помещены в общую оболочку из урана массой 4,5 тонны, заполненную полиэтиленовой пеной, игравшей роль проводника для рентгеновского и гамма-излучения от первичного заряда к вторичному.
Монтаж боеголовокСмесь жидких изотопов водорода не имела практического применения для термоядерных боеприпасов, и последующий прогресс в развитии термоядерного оружия связан с использованием твёрдого топлива — дейтерида лития-6. В 1954 эта концепция была проверена на атолле Бикини в ходе испытаний «Bravo» из серии «Operation Castle (англ.)русск.» при взрыве устройства под кодовым названием «Креветка». Термоядерным топливом в устройстве служила смесь 40 % дейтерида лития-6 и 60 % дейтерида лития-7. Расчёты предусматривали, что литий-7 не будет участвовать в реакции, однако некоторые разработчики подозревали и такую возможность, предсказывая увеличение мощности взрыва до 20 %. Реальность оказалась гораздо более драматичной: при расчётной мощности в 6 мегатонн реальная составила 15, и это испытание стало самым мощным взрывом из когда-либо произведённых Соединёнными Штатами[6].
Вскоре развитие термоядерного оружия в Соединённых Штатах было направлено в сторону миниатюризации конструкции Теллер-Улама, которой можно было бы оснастить межконтинентальные баллистические ракеты (МБР/ICBM) и баллистические ракеты подводных лодок (БРПЛ/SLBM). К 1960 году на вооружение были приняты боеголовки мегатонного класса W47, развёрнутые на подводных лодках, оснащённых баллистическими ракетами Поларис. Боеголовки имели массу 320 кг и диаметр 50 см. Более поздние испытания показали низкую надёжность боеголовок, установленных на ракеты Поларис, и необходимость их доработок. К середине 1970-х годов миниатюризация новых версий боеголовок по схеме Теллера-Улама позволила размещать 10 и более боеголовок в габаритах боевой части ракет с разделяющимися головными частями (РГЧ/MIRV).
СССР
Взрыв первого советского термоядерного устройства РДС-6с («слойка», оно же «Джо-4»)Первый советский проект термоядерного устройства напоминал слоёный пирог, в связи с чем получил условное наименование «Слойка». Проект был разработан в 1949 году (ещё до испытания первой советской ядерной бомбы) Андреем Сахаровым и Юлием Харитоном и имел конфигурацию заряда, отличную от ныне известной раздельной схемы Теллера — Улама. В заряде слои расщепляющегося материала чередовались со слоями топлива синтеза — дейтерида лития в смеси с тритием («первая идея Сахарова»). Заряд синтеза, располагающийся вокруг заряда деления, имел коэффициент умножения до 30 раз меньший по сравнению с современными устройствами по схеме Теллер — Улам. Области зарядов деления и синтеза перемежались с обычным взрывчатым веществом — инициатором первичной реакции деления, что дополнительно увеличивало необходимую массу обычной взрывчатки. Первое устройство РДС-6с типа «Слойка» было испытано в 1953 году, получив наименование на Западе «Джо-4»[к. 1]. Мощность взрыва была эквивалентна 400 килотоннам при КПД 15—20 %. Расчёты показали, что разлёт непрореагировавшего материала препятствует увеличению мощности свыше 750 килотонн.
После проведения США испытания «Иви Майк» в ноябре 1952, которые доказали возможность создания мегатонных бомб, Советский Союз стал разрабатывать другой проект. Как упоминал в своих мемуарах Андрей Сахаров, «вторая идея» была выдвинута Харитоном ещё в ноябре 1948 года и предлагала использовать в бомбе дейтерид лития, который при облучении нейтронами образует тритий и высвобождает дейтерий.
В конце 1953 года физик Виктор Давиденко предложил располагать первичный (деление) и вторичный (синтез) заряды в отдельных объёмах, повторив таким образом схему Теллера — Улама. Следующий большой шаг был предложен и развит Франк-Каменецким, Трутневым, Сахаровым и Зельдовичем в 1953 году. А именно, был выполнен «Проект 49», предполагающий использование рентгеновского излучения реакции деления для сжатия дейтерида лития перед синтезом, то есть была разработана идея радиационной имплозии. «Третья идея» Сахарова была проверена в ходе испытаний РДС-37 мощностью 1,6 мегатонны в ноябре 1955 года.
Дальнейшее развитие этой идеи подтвердило практическое отсутствие принципиальных ограничений на мощность термоядерных зарядов.
Советский Союз продемонстрировал это испытаниями в октябре 1961 года, когда на Новой Земле была взорвана бомба мощностью 58 мегатонн, доставленная бомбардировщиком Ту-95. 97 % энергии устройства выделилось в результате термоядерной реакции (это максимальное значение из всех испытанных устройств). В первоначальном варианте предполагалась мощность 100 Мт, из которых около 50 % выделяется в результате термоядерной реакции, а 50 % — в результате деления 238U в оболочке из обеднённого урана нейтронами первых ступеней (т. н. «реакция Джекила — Хайда»). Однако такой вариант отвергли, так как он бы привёл к сильнейшему загрязнению полигона осколками деления, и урановая оболочка была заменена на свинцовую[3]. Это было самое мощное взрывное устройство, когда-либо разработанное и испытанное на Земле.
Великобритания
В Великобритании разработки термоядерного оружия были начаты в 1954 году в Олдермастоне группой под руководством сэра Уильяма Пеннея, ранее участвовавшего в Манхэттенском проекте в США. В целом информированность британской стороны по термоядерной проблеме находилась на зачаточном уровне, так как Соединённые Штаты не делились информацией, ссылаясь на закон об Атомной энергии 1946 года. Тем не менее британцам разрешали вести наблюдения, и они использовали самолёт для отбора проб в ходе проведения американцами ядерных испытаний, что давало информацию о продуктах ядерных реакций, получавшихся во вторичной стадии лучевой имплозии.
Из-за этих трудностей в 1955 британский премьер-министр Энтони Иден согласился с секретным планом, предусматривавшим разработку очень мощной атомной бомбы в случае неудачи Олдермастонского проекта или больших задержек в его реализации.
В 1957 году Великобритания провела серию испытаний на островах Рождества в Тихом океане под общим наименованием «Operation Grapple» (Операция Схватка). Первым под наименованием «Short Granite» (Хрупкий Гранит) было испытано опытное термоядерное устройство мощностью около 300 килотонн, оказавшееся значительно слабее советских и американских аналогов. Тем не менее, британское правительство объявило об успешном испытании термоядерного устройства.
В ходе испытания «Orange Herald» (Оранжевый вестник) была взорвана усовершенствованная атомная бомба мощностью 700 килотонн — самая мощная из когда-либо созданных на Земле атомных (нетермоядерных) бомб. Почти все свидетели испытаний (включая экипаж самолёта, который её сбросил) считали, что это была термоядерная бомба. Бомба оказалась слишком дорогой в производстве, так как в её состав входил заряд плутония массой 117 килограммов, а годовое производство плутония в Великобритании составляло в то время 120 килограммов.
Другой образец бомбы был взорван в ходе третьих испытаний — «Purple Granite» (Фиолетовый Гранит), и его мощность составила приблизительно 150 килотонн.
В сентябре 1957 года была проведена вторая серия испытаний. Первым в испытании под названием «Grapple X Round C» 8 ноября было взорвано двухступенчатое устройство с более мощным зарядом деления и более простым зарядом синтеза. Мощность взрыва составила приблизительно 1,8 мегатонны. 28 апреля 1958 в ходе испытаний «Grapple Y» над островом Рождества была сброшена бомба мощностью 3 мегатонны — самое мощное британское термоядерное устройство.
2 сентября 1958 года был взорван облегчённый вариант устройства, испытанного под наименованием «Grapple Y», его мощность составила около 1,2 мегатонны. 11 сентября 1958 года в ходе последнего испытания под наименованием Halliard 1 было взорвано трёхступенчатое устройство мощностью около 800 килотонн. На эти испытания были приглашены американские наблюдатели. После успешного взрыва устройств мегатонного класса (что подтвердило способности британской стороны самостоятельно создавать бомбы по схеме Теллера-Улама) Соединённые Штаты пошли на ядерное сотрудничество с Великобританией, заключив в 1958 соглашение о совместной разработке ядерного оружия. Вместо разработки собственного проекта британцы получили доступ к проекту малых американских боеголовок Mk 28 с возможностью изготовления их копий.
Китай
Китайская Народная Республика испытала своё первое термоядерное устройство по схеме Теллер-Улам мощностью 3,36 мегатонны в июне 1967 года (известно также под наименованием «Испытание номер 6»). Испытание было проведено спустя всего 32 месяца после взрыва первой китайской атомной бомбы, что является примером самого быстрого развития национальной ядерной программы от реакции расщепления к синтезу.
Франция
В ходе испытаний «Канопус» в августе 1968 года Франция взорвала термоядерное устройство по схеме Теллер-Улам мощностью около 2,6 мегатонны. Подробности о развитии французской программы известны мало[кому?].
Северная Корея
В декабре 2015 года ЦТАК распространило заявление руководителя КНДР Ким Чен Ына, в котором он сообщает о наличии у Пхеньяна собственной водородной бомбы[7]. В январе 2016 года Северная Корея провела успешное испытание водородной бомбы, о чём объявили в эфире центрального телевидения КНДР. Ранее сейсмологи нескольких стран сообщили о землетрясении, которое спровоцировали ядерные испытания[8].
3 сентября 2017 года КНДР объявила о наличии термоядерного заряда, готового к применению в качестве боеголовки для межконтинентальной ракеты. В тот же день Северной Кореей было проведено испытание бомбы, мощность взрыва которой по оценкам японских сейсмологов составила до 100 килотонн[9][10]. 12 сентября эксперты американского Университета Джона Хопкинса оценили мощность ядерного заряда, испытанного в КНДР 3 сентября, и по их оценке он составил 250 килотонн в тротиловом эквиваленте[11].
Происшествия с термоядерными боеприпасами
США, 1958
Столкновение бомбардировщика B-47 и истребителя F-86 над островом Тайби 5 февраля 1958 года — авиационное происшествие над побережьем американского штата Джорджия, в результате которого истребитель был потерян, а экипажу бомбардировщика пришлось аварийно сбросить в океан водородную бомбу Mark 15. Бомба до сих пор не найдена; считается, что она покоится на дне залива Уоссо (англ. Wassaw Sound) к югу от курортного города Тайби-Айленд.
Испания, 1966
17 января 1966 года американский бомбардировщик B-52 столкнулся с самолётом-заправщиком над Испанией, при этом погибло семь человек. Из четырёх термоядерных бомб, находившихся на борту самолёта, три были обнаружены сразу, одна — после двухмесячных поисков.
Гренландия, 1968
21 января 1968 года вылетевший с аэродрома в Платтсбурге (штат Нью-Йорк) самолёт B-52 в 21:40 по среднеевропейскому времени врезался в ледяной панцирь залива Северная Звезда (Гренландия) в пятнадцати километрах от авиабазы ВВС США Туле. На борту самолёта находились 4 термоядерные авиабомбы.
Пожар способствовал детонации вспомогательных зарядов во всех четырёх атомных бомбах, находящихся на вооружении бомбардировщика, но не привёл к взрыву непосредственно ядерных устройств, поскольку они не были приведены в боеготовность экипажем. Более чем 700 датских гражданских и американских военных лиц работали в опасных условиях без средств личной защиты, устраняя радиоактивное загрязнение. В 1987 году почти 200 датских рабочих неудачно попытались предъявить иск Соединённым Штатам. Однако некоторая информация была выпущена американскими властями согласно Закону о свободе информации. Но Kaare Ulbak, главный консультант датского Национального института радиационной гигиены, сказал, что Дания тщательно изучила здоровье рабочих в Туле и не нашла свидетельств увеличения смертности или заболеваемости раком.
Пентагон опубликовал информацию о том, что все четыре атомных боезаряда были найдены и уничтожены. Но в ноябре 2008 года обозреватель Би-би-си Гордон Корера (англ. Gordon Corera) высказал предположение, основанное на анализе рассекреченных документов, что, вопреки утверждениям Пентагона, четвёртая атомная бомба могла быть не разрушена, а потеряна в результате катастрофы, и целью подводных работ 1968 года были её поиски. История получила широкое распространение в СМИ различных стран[12][13]. Министр иностранных дел Дании Пер Стиг Меллер поручил Датскому институту международных отношений провести независимый анализ рассекреченных документов, оказавшихся в распоряжении журналиста. Отчёт был опубликован в 2009 году. В нём говорится: «Мы показали, что четыре ядерные бомбы были уничтожены при взрывах, последовавших за крушением. Это не обсуждается, и мы можем дать ясный ответ: никакой бомбы нет, никакой бомбы не было, и американцы не искали бомбу.»[14]
США, 2007
29 августа 2007 года 6 крылатых ракет AGM-129 ACM с термоядерными боевыми частями (боеголовки W80 изменяемой мощности 5-150 кт) были по ошибке установлены на бомбардировщик B-52H на авиабазе Майнот в Северной Дакоте и отправлены на авиабазу Барксдейл в Луизиане. О факте наличия на ракетах ядерных боезарядов стало известно случайно и лишь 36 часов спустя. После погрузки в Майноте и по прилёте в Барксдейл, самолёт около суток не охранялся. Инцидент стал причиной громкого скандала в США, ряда отставок в Военно-воздушных силах и реорганизации управления стратегическими ядерными силами США.
Чистое термоядерное оружие
Теоретически возможный тип термоядерного оружия, в котором условия для начала реакции термоядерного синтеза создаются без применения ядерного триггера. Таким образом, чистая термоядерная бомба вообще не включает распадающихся материалов и не создаёт долговременного радиоактивного поражения. Ввиду технической сложности инициирования термоядерной реакции в требуемом масштабе в настоящее время создать чистый термоядерный снаряд разумных размеров и веса практически не представляется возможным.
Следует отметить, что в Снежинске разработан самый чистый ядерный заряд, предназначенный для мирных применений, в котором 99,85 % энергии получается за счёт синтеза ядер лёгких элементов[15], то есть на долю реакций деления приходится лишь 1/700 общего количества энергии.
См. также
Примечания
- Комментарии
- ↑ Первые советские ядерные испытания получали кодовые наименования от американского прозвища Иосифа (Джозефа) Сталина «Дядя Джо».
- Источники
- ↑ Лоуренс У. Л. Люди и атомы. — М.: Атомиздат, 1967, с. 207.
- ↑ Термоядерная бомба и дейтерид лития
- ↑ 1 2 В случае оставления в «царь-бомбе» уранового слоя, она, конечно, взорвалась бы на 100 мегатонн вместо 50, однако это вызвало бы катастрофически сильное загрязнение полигона радиоактивными продуктами реакции урана[значимость факта?]
- ↑ Её боевое значение вообще было довольно спорно из-за слишком большого веса — для испытаний специально переделывали несколько тяжёлых бомбардировщиков
- ↑ Teller, 2001, p. 157.
- ↑ Операция Castle
- ↑ Ким Чен Ын о водородной бомбе КНДР: «В целях надёжной защиты суверенитета и достоинства»
- ↑ КНДР объявила об успешном испытании водородной бомбы // РБК
- ↑ Пхеньян объявил об успешном испытании водородной бомбы, РБК. Проверено 3 сентября 2017.
- ↑ North Korea says it can make new bomb in volume, CNN (3 сентября 2017). Проверено 3 сентября 2017.
- ↑ Мощность испытанной в КНДР ядерной бомбы оценили в четверть мегатонны (рус.), TUT.BY (13 сентября 2017). Проверено 20 сентября 2017.
- ↑ Gordon Corera. Mystery of lost US nuclear bomb (англ.). BBC News (10 November 2008). Проверено 28 октября 2011. Архивировано 1 февраля 2012 года.
- ↑ Карера Г. 40 лет назад ВВС США потеряли атомную бомбу (рус.). BBC Russian.com (11 ноября 2008). Проверено 31 октября 2011. Архивировано 1 февраля 2012 года.
- ↑ The Marshal’s Baton, 2009
- ↑ РФЯЦ-ВНИИТФ: Об Институте — История института — Сделано в Снежинске
Литература
Ссылки
wikiredia.ru
Водородная бомба — это… Что такое Водородная бомба?
Термоя́дерное ору́жие — тип оружия массового поражения, разрушительная сила которого основана на использовании энергии реакции ядерного синтеза легких элементов в более тяжёлые (например, синтеза двух ядер атомов дейтерия (тяжелого водорода) в одно ядро атома гелия), при которой выделяется колоссальное количество энергии. Имея те же поражающие факторы, что и у ядерного оружия, термоядерное оружие имеет намного большую мощность взрыва. Теоретически она ограничена только количеством имеющихся в наличии компонентов. Следует отметить, что радиоактивное заражение от термоядерного взрыва гораздо слабее, чем от атомного, особенно, по отношению к мощности взрыва. Это дало основания называть термоядерное оружие «чистым». Термин этот, появившийся в англоязычной литературе, к концу 70-х годов вышел из употребления.
Общее описание
Термоядерное взрывное устройство может быть построено, как с использованием жидкого дейтерия, так и газообразного сжатого. Но появление термоядерного оружия стало возможным только благодаря разновидности гидрида лития — дейтериду лития-6. Это соединение тяжёлого изотопа водорода — дейтерия и изотопа лития с массовым числом 6.
Дейтерид лития-6 — твёрдое вещество, которое позволяет хранить дейтерий (обычное состояние которого в нормальных условиях — газ) при плюсовых температурах, и, кроме того, второй его компонент — литий-6 — это сырьё для получения самого дефицитного изотопа водорода — трития. Собственно, 6Li — единственный промышленный источник получения трития:
В ранних термоядерных боеприпасах США использовался также и дейтерид природного лития, содержащего в основном изотоп лития с массовым числом 7. Он также служит источником трития, но для этого нейтроны, участвующие в реакции, должны иметь энергию 10 МэВ и выше.
Для того, чтобы создать необходимые для начала термоядерной реакции нейтроны и температуру (порядка 50 млн градусов), в водородной бомбе сначала взрывается небольшая по мощности атомная бомба. Взрыв сопровождается резким ростом температуры, электромагнитным излучением, а также возникновением мощного потока нейтронов. В результате реакции нейтронов с изотопом лития образуется тритий.
Наличие дейтерия и трития при высокой температуре взрыва атомной бомбы инициирует термоядерную реакцию (234), которая и дает основное выделение энергии при взрыве водородной (термоядерной) бомбы. Если корпус бомбы изготовлен из природного урана, то быстрые нейтроны (уносящие 70 % энергии, выделяющейся при реакции (242)) вызывают в нем новую цепную неуправляемую реакцию деления. Возникает третья фаза взрыва водородной бомбы. Подобным образом создается термоядерный взрыв практически неограниченной мощности.
Дополнительным поражающим фактором является нейтронное излучение, возникающее в момент взрыва водородной бомбы.
Устройство термоядерного боеприпаса
Термоядерные боеприпасы существуют как в виде авиационных бомб (водородная или термоядерная бомба), так и боеголовок для баллистических и крылатых ракет.
История
1 ноября 1952 США взорвали первый термоядерный заряд на атолле Эневетак. Первая советская водородная бомба была взорвана 12 августа 1953 года. Однако следует заметить, что американская «бомба» представляла собой лабораторный образец, фактически «дом, наполненный жидким дейтерием», выполненный в виде специальной конструкции, а советская бомба была законченным устройством, пригодным к практическому применению. Впрочем, мощность взорванного американцами устройства составляла 10 мегатонн, в то время как мощность бомбы конструкции академика Сахарова — 400 килотонн. Самая крупная когда-либо взорванная водородная бомба — советская 50-мегатонная «царь-бомба», взорванная 30 октября 1961 года на полигоне архипелага Новая Земля. Никита Хрущёв в последствии публично пошутил, что первоначально предполагалось взорвать 100-мегатонную бомбу, но заряд уменьшили, «чтобы не побить все стёкла в Москве». Конструктивно бомба действительно была рассчитана на 100 мегатонн и этой мощности можно было добиться заменой свинцового тампера на урановый. Бомба была взорвана на высоте 4000 метров над полигоном «Новая Земля». Ударная волна после взрыва три раза обогнула земной шар. Несмотря на успешное испытание, бомба на вооружение не поступила, тем не менее, создание и испытание сверхбомбы имели большое политическое значение, продемонстрировав, что СССР решил задачу достижения практически любого уровня мегатоннажа ядерного арсенала. Любопытно отметить, что после этого прекратился рост мегатоннажа ядерного арсенала США.
СССР
Первый советский проект термоядерного устройства напоминал слоеный пирог, в связи с чем получил условное наименование «Слойка». Проект был разработан в 1949 году (еще до испытания первой советской ядерной бомбы) Андреем Сахаровым и Виталием Гинзбургом и имел конфигурацию заряда, отличную от ныне известной раздельной схемы Теллера-Улама. В заряде слои расщепляющегося материала чередовались со слоями топлива синтеза — дейтерида лития в смеси с тритием («первая идея Сахарова»). Заряд синтеза, располагающийся вокруг заряда деления малоэффективно увеличивал общую мощность устройства (современные устройства типа «Теллер-Улам» могут дать коэффициент умножения до 30 раз). Кроме того, области зарядов деления и синтеза перемежались с обычным взрывчатым веществом — инициатором первичной реакции деления, что дополнительно увеличивало необходимую массу обычной взрывчатки. Первое устройство типа «Слойка» было испытано в 1953 году, получив наименование на Западе «Джо-4» (первые советские ядерные испытания получали кодовые наименования от американского прозвища Иосифа (Джозефа) Сталина «Дядя Джо»). Мощность взрыва была эквивалентна 400 килотоннам при кпд всего 15 — 20 %. Расчёты показали, что разлёт непрореагировавшего материала препятствует увеличению мощности свыше 750 килотонн.
После проведения Соединенными Штатами испытаний «Иви Майк» в ноябре 1952, которые доказали возможность создания мегатонных бомб, Советский Союз стал разрабатывать другой проект. Как упоминал в своих мемуарах Андрей Сахаров, «вторая идея» была выдвинута Гинзбургом еще в ноябре 1948 года и предлагала использовать в бомбе дейтерид лития, который при облучении нейтронами образует тритий и высвобождает дейтерий.
В конце 1953 года физик Виктор Давиденко предложил располагать первичный (деление) и вторичный (синтез) заряды в отдельных объемах, повторив таким образом схему Теллера-Улама. Следующий большой шаг был предложен и развит Сахаровом и Яковом Зельдовичем весной 1954. Он подразумевал использовать рентгеновское излучение от реакции деления для сжатия дейтерида лития перед синтезом («лучевая имплозия»). «Третья идея» Сахарова была проверена в ходе испытаний «РДС-37» мощностью 1.6 мегатонн в ноябре 1955 года. Дальнейшее развитие этой идеи подтвердило практическое отсутствие принципиальных ограничений на мощность термоядерных зарядов.
Советский Союз продемонстрировал это испытаниями в октябре 1961 года, когда на Новой Земле была взорвана бомба мощностью 50 мегатонн, доставленная бомбардировщиком Ту-95. КПД устройства составил почти 97 %, и изначально оно было рассчитано на мощность в 100 мегатонн, урезанных впоследствии волевым решением руководства проекта вдвое. Это было самое мощное термоядерное устройство, когда-либо разработанное и испытанное на Земле. Настолько мощное, что его практическое применение в качестве оружия теряло всякий смысл, даже с учетом того, что оно было испытано уже в виде готовой бомбы.
США
Идея бомбы с термоядерным синтезом, инициируемым атомным зарядом была предложена Энрико Ферми его коллеге Эдварду Теллеру еще в 1941 году, в самом начале Манхэттенского проекта. Значительную часть своей работы в ходе Манхэттенского проекта Теллер посвятил работе над проектом бомбы синтеза, в некоторой степени пренебрегая собственно атомной бомбой. Его ориентация на трудности и позиция «адвоката дьявола» в обсуждениях проблем заставили Оппенгеймера увести Теллера и других «проблемных» физиков на запасной путь.
Первые важные и концептуальные шаги к осуществлению проекта синтеза сделал сотрудник Теллера Станислав Улам. Для инициирования термоядерного синтеза Улам предложил сжимать термоядерное топливо до начала его нагрева, используя для этого факторы первичной реакции расщепления, а также разместить термоядерный заряд отдельно от первичного ядерного компонента бомбы. Эти предложения позволили перевести разработку термоядерного оружия в практическую плоскость. Исходя из этого, Теллер предположил, что рентгеновское и гамма излучение, порожденные первичным взрывом могут передать достаточно энергии во вторичный компонент, расположенный в общей оболочке с первичным, чтобы осуществить достаточную имплозию(обжатие) и инициировать термоядерную реакцию. Позднее Теллер, его сторонники и противники обсуждали вклад Улама в теорию, лежащую в основе этого механизма.
В 1951 году была проведена серия испытаний под общим наименованием «Operation Greenhouse» (Операция Оранжерея), в ходе которой отрабатывались вопросы миниатюризации ядерных зарядов при увеличении их мощности. Одним из испытаний в этой серии стал взрыв под кодовым наименованием «Джордж», в котором было взорвано экспериментальное устройство, предсталявшее собой ядерный заряд в виде тора с небольшим количеством жидкого водорода, помещенным в центре. Основная часть мощности взрыва была получена именно за счет реакции синтеза водорода, что подтвердило на практике общую концепцию двухступенчатых устройств.
1 ноября 1952 года на атолле Эниветок (Маршалловы острова) под наименованием «Иви Майк» было проведено полномасштабное испытание двухступенчатого устройства с конфигурацией Теллера-Улама. Мощность взрыва составила 10,4 мегатонны, что в 450 раз превысило мощность бомбы, сброшенной в 1945 году на японский город Нагасаки. Устройство общей массой 62 тонны включало в себя криогенную емкость со смесью жидких дейтерия и трития и обычный ядерный заряд, расположенный сверху. По центру криогенной емкости проходил плутониевый стрежень, являвшийся «свечой зажигания» для термоядерной реакции. Оба компонента заряда были помещены в общую оболочку из урана массой 4,5 тонны, заполненную полиэтиленовой пеной, игравшей роль проводника для рентгеновского и гамма излучения от первичного заряда к вторичному.
Смесь жидких изотопов водорода не имела практического применения для термоядерных боеприпасов, и последующий прогресс в развитии термоядерного оружия связан с использованием твердого топлива — дейтерида лития-6. В 1954 эта концепция была проверена на атолле Бикини в ходе испытаний «Bravo» из серии «Operation Castle» при взрыве устройства под кодовым названием «Креветка». Термоядерным топливом в устройстве служила смесь 40 % дейтерида лития-6 и 60 % дейтерида лития-7. Расчеты предусматривали, что литий-7 не будет участвовать в реакции, однако некоторые разработчики подозревали и такую возможность, предсказывая увеличение мощности взрыва до 20 %. Реальность оказалась гораздо более драматичной: при расчётной мощности в 6 мегатонн реальная составила 15, и это испытание стало самым мощным взрывом из когда-либо произведённых Соединёнными Штатами.
Вскоре развитие термоядерного оружия в Соединённых Штатах было направлено в сторону миниатюризации конструкции Теллер-Улама, которой можно было бы оснастить межконтинентальные баллистические ракеты (МБР/ICBM) и баллистические ракеты подводных лодок (БРПЛ/SLBM). К 1960 году на вооружение были приняты боеголовки мегатонного класса W47 развернутые на подводных лодках, оснащенных баллистическими ракетами Поларис. Боеголовки имели массу 700 фунтов (320 кг) и диаметр 18 дюймов (50 см). Более поздние испытания показали низкую надежность боеголовок, установленных на ракеты Поларис и необходимость их доработок. К середине 70-х годов миниатюризация новых версий боеголовок по схеме Теллера-Улама позволила размещать 10 и более боеголовок в габаритах боевой части ракет с разделяющимися головными частями (РГЧ/MIRV).
Великобритания
В Великобритании разработки термоядерного оружия были начаты в 1954 в Олдермастоне группой под руководством сэра Уильяма Пеннея, ранее участвовавшего в Манхэттенском проекте в США. В целом информированность британской стороны по термоядерной проблеме находилась на весьма зачаточном уровне, так как Соединенные Штаты не делились информацией, ссылаясь на закон об Атомной энергии 1946 года. Тем не менее британцам разрешали вести наблюдения, и они использовали самолет для отбора проб в ходе проведения американцами ядерных испытаний, что давало информацию о продуктах ядерных реакций, получавшихся во вторичной стадии лучевой имплозии. Из-за этих трудностей в 1955 британский премьер-министр Энтони Иден согласился с секретным планом, предусматривавшим разработку очень мощной атомной бомбы в случае неудачи Олдермастонского проекта или больших задержек в его реализации.
В 1957 году Великобритания провела серию испытаний на островах Рождества в Тихом океане под общим наименованием «Operation Grapple» (Операция Схватка). Первым под наименованием «Short Granite» (Хрупкий Гранит) было испытано опытное термоядерное устройство мощностью около 300 килотонн, оказавшееся значительно слабее советских и американских аналогов. Тем не менее, британское правительство объявило об успешном испытании термоядерного устройства.
В ходе испытания «Orange Herald» (Оранжевый вестник) была взорвана усовершенствованная атомная бомба мощностью 700 килотонн — самая мощная из когда-либо созданных на Земле атомных бомб. Почти все свидетели испытаний (включая экипаж самолета, который ее сбросил) считали, что это была термоядерная бомба. Бомба оказалась слишком дорогой в производстве, так как в ее состав входил заряд плутония массой 117 килограмов, а годовое производство плутония в Великобритании составляло в то время 120 килограммов. Другой образец бомбы был взорван в ходе третьих испытаний — «Purple Granite» (Фиолетовый Гранит), и его мощность составила приблизительно 150 килотонн.
В сентябре 1957 была проведена вторая серия испытаний. Первым в испытании под названием «Grapple X Round C» 8 ноября было взорвано двухступенчатое устройство с более мощным зарядом деления и более простым зарядом синтеза. Мощность взрыва составила приблизительно 1.8 мегатонны. 28 апреля 1958 в ходе испытаний «Grapple Y» над островом Рождества была сброшена бомба мощностью 3 мегатонны — самое мощное британское термоядерное устройство.
2 сентября 1958 года был взорван облегченный вариант устройства, испытанного под наименованием «Grapple Y», его мощность составила около 1,2 мегатонны. 11 сентября 1958 года в ходе последнего испытания под наименованием Halliard 1 было взорвано трехступенчатое устройство мощностью около 800 килотонн. На эти испытания были приглашены американские наблюдатели. После успешного взрыва устройств мегатонного класса (что подтвердило способности британской стороны самостоятельно создавать бомбы по схеме Теллера-Улама) Соединенные Штаты пошли на ядерное сотрудничество с Великобританией, заключив в 1958 соглашение о совместной разработке ядерного оружия. Вместо разработки собственного проекта британцы получили доступ к проекту малых американских боеголовок Mk 28 с возможностью изготовления их копий.
Китай
Китайская Народная Республика испытала своё первое термоядерное устройство типа «Теллер-Улам» мощностью 3,31 мегатонны в июне 1967 года (известно также под наименованием «Испытание номер 6»). Испытание было проведено спустя всего 32 месяца после взрыва первой китайской атомной бомбы, что является примером самого быстрого развития национальной ядерной программы от реакции расщепления к синтезу. Эта феноменальная скорость стала парадоксальным результатом маккартизма: китайские физики, работавшие в США, были высланы по подозрению в шпионаже и, вернувшись на родину, способствовали его усилению.
Франция
В ходе испытаний «Канопус» в августе 1968 года Франция взорвала термоядерное устройство типа «Теллер-Улам» мощностью около 2,6 мегатонны. Подробности о развитиии французской программы известны слабо.
Другие страны
Детали развития проекта Теллер-Улам в других странах менее известны.
Происшествия с термоядерными боеприпасами
Испания, 1966
17 января 1966 года американский бомбардировщик B-52 столкнулся с самолётом-заправщиком над Испанией, при этом погибло семь человек. Из четырёх термоядерных бомб, находившихся на борту самолёта, три были обнаружены сразу, одна — после двухмесячных поисков.
Гренландия, 1968
21 января 1968 года вылетевший с аэродрома в Платтсбурге (штат Нью-Йорк) самолёт B-52 в 21:40 по среднеевропейскому времени врезался в ледяной панцирь залива Северная Звезда (Гренландия) в пятнадцати километрах от авиабазы ВВС США Туле (en:Thule Air Base). На борту самолёта находилось 4 термоядерные авиабомбы.
Пожар способствовал детонации вспомогательных зарядов во всех четырёх атомных бомбах, находящихся на вооружении бомбардировщика, но не привел к взрыву непосредственно ядерных устройств, поскольку они не были приведены в боеготовность экипажем. Более чем 700 датских гражданских и американских военных лиц работали в опасных условиях без средств личной защиты, устраняя ядерное загрязнение. В 1987 г. почти 200 из датских рабочих неудачно попытались предъявить иск Соединённым Штатам. Однако некоторая информация была выпущена американскими властями согласно Закону о свободе информации. Но Kaare Ulbak, главный консультант датского Национального института радиационной гигиены, сказал, что Дания тщательно изучила здоровье рабочих в Туле и не нашла свидетельств увеличенния смертности или заболеваемости раком.
Пентагон опубликовал информацию о том, что все из четырех атомных боезарядов были найдены и уничтожены. Но в ноябре 2008 года в связи с истечением срока секретности информация, находящаяся под грифом «Секретно», была раскрыта. В документах было сказано, что разбившийся бомбардировщик нёс четыре боезаряда, но в течение нескольких недель учёным удалось по фрагментам обнаружить только 3 боезаряда. В апреле 1968 подводная лодка «Star III» была отослана на базу для поисков утерянной бомбы, серийный номер которой 78252, в море. Но найдена она не была до сих пор. Во избежание паники среди населения Соединённые Штаты опубликовали информацию о четырёх найденных уничтоженных бомбах.
Ссылки
Примечания
См. также
Wikimedia Foundation. 2010.
dvc.academic.ru
Водородная бомба — это… Что такое Водородная бомба?
Термоя́дерное ору́жие — тип оружия массового поражения, разрушительная сила которого основана на использовании энергии реакции ядерного синтеза легких элементов в более тяжёлые (например, синтеза двух ядер атомов дейтерия (тяжелого водорода) в одно ядро атома гелия), при которой выделяется колоссальное количество энергии. Имея те же поражающие факторы, что и у ядерного оружия, термоядерное оружие имеет намного большую мощность взрыва. Теоретически она ограничена только количеством имеющихся в наличии компонентов. Следует отметить, что радиоактивное заражение от термоядерного взрыва гораздо слабее, чем от атомного, особенно, по отношению к мощности взрыва. Это дало основания называть термоядерное оружие «чистым». Термин этот, появившийся в англоязычной литературе, к концу 70-х годов вышел из употребления.
Общее описание
Термоядерное взрывное устройство может быть построено, как с использованием жидкого дейтерия, так и газообразного сжатого. Но появление термоядерного оружия стало возможным только благодаря разновидности гидрида лития — дейтериду лития-6. Это соединение тяжёлого изотопа водорода — дейтерия и изотопа лития с массовым числом 6.
Дейтерид лития-6 — твёрдое вещество, которое позволяет хранить дейтерий (обычное состояние которого в нормальных условиях — газ) при плюсовых температурах, и, кроме того, второй его компонент — литий-6 — это сырьё для получения самого дефицитного изотопа водорода — трития. Собственно, 6Li — единственный промышленный источник получения трития:
В ранних термоядерных боеприпасах США использовался также и дейтерид природного лития, содержащего в основном изотоп лития с массовым числом 7. Он также служит источником трития, но для этого нейтроны, участвующие в реакции, должны иметь энергию 10 МэВ и выше.
Для того, чтобы создать необходимые для начала термоядерной реакции нейтроны и температуру (порядка 50 млн градусов), в водородной бомбе сначала взрывается небольшая по мощности атомная бомба. Взрыв сопровождается резким ростом температуры, электромагнитным излучением, а также возникновением мощного потока нейтронов. В результате реакции нейтронов с изотопом лития образуется тритий.
Наличие дейтерия и трития при высокой температуре взрыва атомной бомбы инициирует термоядерную реакцию (234), которая и дает основное выделение энергии при взрыве водородной (термоядерной) бомбы. Если корпус бомбы изготовлен из природного урана, то быстрые нейтроны (уносящие 70 % энергии, выделяющейся при реакции (242)) вызывают в нем новую цепную неуправляемую реакцию деления. Возникает третья фаза взрыва водородной бомбы. Подобным образом создается термоядерный взрыв практически неограниченной мощности.
Дополнительным поражающим фактором является нейтронное излучение, возникающее в момент взрыва водородной бомбы.
Устройство термоядерного боеприпаса
Термоядерные боеприпасы существуют как в виде авиационных бомб (водородная или термоядерная бомба), так и боеголовок для баллистических и крылатых ракет.
История
1 ноября 1952 США взорвали первый термоядерный заряд на атолле Эневетак. Первая советская водородная бомба была взорвана 12 августа 1953 года. Однако следует заметить, что американская «бомба» представляла собой лабораторный образец, фактически «дом, наполненный жидким дейтерием», выполненный в виде специальной конструкции, а советская бомба была законченным устройством, пригодным к практическому применению. Впрочем, мощность взорванного американцами устройства составляла 10 мегатонн, в то время как мощность бомбы конструкции академика Сахарова — 400 килотонн. Самая крупная когда-либо взорванная водородная бомба — советская 50-мегатонная «царь-бомба», взорванная 30 октября 1961 года на полигоне архипелага Новая Земля. Никита Хрущёв в последствии публично пошутил, что первоначально предполагалось взорвать 100-мегатонную бомбу, но заряд уменьшили, «чтобы не побить все стёкла в Москве». Конструктивно бомба действительно была рассчитана на 100 мегатонн и этой мощности можно было добиться заменой свинцового тампера на урановый. Бомба была взорвана на высоте 4000 метров над полигоном «Новая Земля». Ударная волна после взрыва три раза обогнула земной шар. Несмотря на успешное испытание, бомба на вооружение не поступила, тем не менее, создание и испытание сверхбомбы имели большое политическое значение, продемонстрировав, что СССР решил задачу достижения практически любого уровня мегатоннажа ядерного арсенала. Любопытно отметить, что после этого прекратился рост мегатоннажа ядерного арсенала США.
СССР
Первый советский проект термоядерного устройства напоминал слоеный пирог, в связи с чем получил условное наименование «Слойка». Проект был разработан в 1949 году (еще до испытания первой советской ядерной бомбы) Андреем Сахаровым и Виталием Гинзбургом и имел конфигурацию заряда, отличную от ныне известной раздельной схемы Теллера-Улама. В заряде слои расщепляющегося материала чередовались со слоями топлива синтеза — дейтерида лития в смеси с тритием («первая идея Сахарова»). Заряд синтеза, располагающийся вокруг заряда деления малоэффективно увеличивал общую мощность устройства (современные устройства типа «Теллер-Улам» могут дать коэффициент умножения до 30 раз). Кроме того, области зарядов деления и синтеза перемежались с обычным взрывчатым веществом — инициатором первичной реакции деления, что дополнительно увеличивало необходимую массу обычной взрывчатки. Первое устройство типа «Слойка» было испытано в 1953 году, получив наименование на Западе «Джо-4» (первые советские ядерные испытания получали кодовые наименования от американского прозвища Иосифа (Джозефа) Сталина «Дядя Джо»). Мощность взрыва была эквивалентна 400 килотоннам при кпд всего 15 — 20 %. Расчёты показали, что разлёт непрореагировавшего материала препятствует увеличению мощности свыше 750 килотонн.
После проведения Соединенными Штатами испытаний «Иви Майк» в ноябре 1952, которые доказали возможность создания мегатонных бомб, Советский Союз стал разрабатывать другой проект. Как упоминал в своих мемуарах Андрей Сахаров, «вторая идея» была выдвинута Гинзбургом еще в ноябре 1948 года и предлагала использовать в бомбе дейтерид лития, который при облучении нейтронами образует тритий и высвобождает дейтерий.
В конце 1953 года физик Виктор Давиденко предложил располагать первичный (деление) и вторичный (синтез) заряды в отдельных объемах, повторив таким образом схему Теллера-Улама. Следующий большой шаг был предложен и развит Сахаровом и Яковом Зельдовичем весной 1954. Он подразумевал использовать рентгеновское излучение от реакции деления для сжатия дейтерида лития перед синтезом («лучевая имплозия»). «Третья идея» Сахарова была проверена в ходе испытаний «РДС-37» мощностью 1.6 мегатонн в ноябре 1955 года. Дальнейшее развитие этой идеи подтвердило практическое отсутствие принципиальных ограничений на мощность термоядерных зарядов.
Советский Союз продемонстрировал это испытаниями в октябре 1961 года, когда на Новой Земле была взорвана бомба мощностью 50 мегатонн, доставленная бомбардировщиком Ту-95. КПД устройства составил почти 97 %, и изначально оно было рассчитано на мощность в 100 мегатонн, урезанных впоследствии волевым решением руководства проекта вдвое. Это было самое мощное термоядерное устройство, когда-либо разработанное и испытанное на Земле. Настолько мощное, что его практическое применение в качестве оружия теряло всякий смысл, даже с учетом того, что оно было испытано уже в виде готовой бомбы.
США
Идея бомбы с термоядерным синтезом, инициируемым атомным зарядом была предложена Энрико Ферми его коллеге Эдварду Теллеру еще в 1941 году, в самом начале Манхэттенского проекта. Значительную часть своей работы в ходе Манхэттенского проекта Теллер посвятил работе над проектом бомбы синтеза, в некоторой степени пренебрегая собственно атомной бомбой. Его ориентация на трудности и позиция «адвоката дьявола» в обсуждениях проблем заставили Оппенгеймера увести Теллера и других «проблемных» физиков на запасной путь.
Первые важные и концептуальные шаги к осуществлению проекта синтеза сделал сотрудник Теллера Станислав Улам. Для инициирования термоядерного синтеза Улам предложил сжимать термоядерное топливо до начала его нагрева, используя для этого факторы первичной реакции расщепления, а также разместить термоядерный заряд отдельно от первичного ядерного компонента бомбы. Эти предложения позволили перевести разработку термоядерного оружия в практическую плоскость. Исходя из этого, Теллер предположил, что рентгеновское и гамма излучение, порожденные первичным взрывом могут передать достаточно энергии во вторичный компонент, расположенный в общей оболочке с первичным, чтобы осуществить достаточную имплозию(обжатие) и инициировать термоядерную реакцию. Позднее Теллер, его сторонники и противники обсуждали вклад Улама в теорию, лежащую в основе этого механизма.
В 1951 году была проведена серия испытаний под общим наименованием «Operation Greenhouse» (Операция Оранжерея), в ходе которой отрабатывались вопросы миниатюризации ядерных зарядов при увеличении их мощности. Одним из испытаний в этой серии стал взрыв под кодовым наименованием «Джордж», в котором было взорвано экспериментальное устройство, предсталявшее собой ядерный заряд в виде тора с небольшим количеством жидкого водорода, помещенным в центре. Основная часть мощности взрыва была получена именно за счет реакции синтеза водорода, что подтвердило на практике общую концепцию двухступенчатых устройств.
1 ноября 1952 года на атолле Эниветок (Маршалловы острова) под наименованием «Иви Майк» было проведено полномасштабное испытание двухступенчатого устройства с конфигурацией Теллера-Улама. Мощность взрыва составила 10,4 мегатонны, что в 450 раз превысило мощность бомбы, сброшенной в 1945 году на японский город Нагасаки. Устройство общей массой 62 тонны включало в себя криогенную емкость со смесью жидких дейтерия и трития и обычный ядерный заряд, расположенный сверху. По центру криогенной емкости проходил плутониевый стрежень, являвшийся «свечой зажигания» для термоядерной реакции. Оба компонента заряда были помещены в общую оболочку из урана массой 4,5 тонны, заполненную полиэтиленовой пеной, игравшей роль проводника для рентгеновского и гамма излучения от первичного заряда к вторичному.
Смесь жидких изотопов водорода не имела практического применения для термоядерных боеприпасов, и последующий прогресс в развитии термоядерного оружия связан с использованием твердого топлива — дейтерида лития-6. В 1954 эта концепция была проверена на атолле Бикини в ходе испытаний «Bravo» из серии «Operation Castle» при взрыве устройства под кодовым названием «Креветка». Термоядерным топливом в устройстве служила смесь 40 % дейтерида лития-6 и 60 % дейтерида лития-7. Расчеты предусматривали, что литий-7 не будет участвовать в реакции, однако некоторые разработчики подозревали и такую возможность, предсказывая увеличение мощности взрыва до 20 %. Реальность оказалась гораздо более драматичной: при расчётной мощности в 6 мегатонн реальная составила 15, и это испытание стало самым мощным взрывом из когда-либо произведённых Соединёнными Штатами.
Вскоре развитие термоядерного оружия в Соединённых Штатах было направлено в сторону миниатюризации конструкции Теллер-Улама, которой можно было бы оснастить межконтинентальные баллистические ракеты (МБР/ICBM) и баллистические ракеты подводных лодок (БРПЛ/SLBM). К 1960 году на вооружение были приняты боеголовки мегатонного класса W47 развернутые на подводных лодках, оснащенных баллистическими ракетами Поларис. Боеголовки имели массу 700 фунтов (320 кг) и диаметр 18 дюймов (50 см). Более поздние испытания показали низкую надежность боеголовок, установленных на ракеты Поларис и необходимость их доработок. К середине 70-х годов миниатюризация новых версий боеголовок по схеме Теллера-Улама позволила размещать 10 и более боеголовок в габаритах боевой части ракет с разделяющимися головными частями (РГЧ/MIRV).
Великобритания
В Великобритании разработки термоядерного оружия были начаты в 1954 в Олдермастоне группой под руководством сэра Уильяма Пеннея, ранее участвовавшего в Манхэттенском проекте в США. В целом информированность британской стороны по термоядерной проблеме находилась на весьма зачаточном уровне, так как Соединенные Штаты не делились информацией, ссылаясь на закон об Атомной энергии 1946 года. Тем не менее британцам разрешали вести наблюдения, и они использовали самолет для отбора проб в ходе проведения американцами ядерных испытаний, что давало информацию о продуктах ядерных реакций, получавшихся во вторичной стадии лучевой имплозии. Из-за этих трудностей в 1955 британский премьер-министр Энтони Иден согласился с секретным планом, предусматривавшим разработку очень мощной атомной бомбы в случае неудачи Олдермастонского проекта или больших задержек в его реализации.
В 1957 году Великобритания провела серию испытаний на островах Рождества в Тихом океане под общим наименованием «Operation Grapple» (Операция Схватка). Первым под наименованием «Short Granite» (Хрупкий Гранит) было испытано опытное термоядерное устройство мощностью около 300 килотонн, оказавшееся значительно слабее советских и американских аналогов. Тем не менее, британское правительство объявило об успешном испытании термоядерного устройства.
В ходе испытания «Orange Herald» (Оранжевый вестник) была взорвана усовершенствованная атомная бомба мощностью 700 килотонн — самая мощная из когда-либо созданных на Земле атомных бомб. Почти все свидетели испытаний (включая экипаж самолета, который ее сбросил) считали, что это была термоядерная бомба. Бомба оказалась слишком дорогой в производстве, так как в ее состав входил заряд плутония массой 117 килограмов, а годовое производство плутония в Великобритании составляло в то время 120 килограммов. Другой образец бомбы был взорван в ходе третьих испытаний — «Purple Granite» (Фиолетовый Гранит), и его мощность составила приблизительно 150 килотонн.
В сентябре 1957 была проведена вторая серия испытаний. Первым в испытании под названием «Grapple X Round C» 8 ноября было взорвано двухступенчатое устройство с более мощным зарядом деления и более простым зарядом синтеза. Мощность взрыва составила приблизительно 1.8 мегатонны. 28 апреля 1958 в ходе испытаний «Grapple Y» над островом Рождества была сброшена бомба мощностью 3 мегатонны — самое мощное британское термоядерное устройство.
2 сентября 1958 года был взорван облегченный вариант устройства, испытанного под наименованием «Grapple Y», его мощность составила около 1,2 мегатонны. 11 сентября 1958 года в ходе последнего испытания под наименованием Halliard 1 было взорвано трехступенчатое устройство мощностью около 800 килотонн. На эти испытания были приглашены американские наблюдатели. После успешного взрыва устройств мегатонного класса (что подтвердило способности британской стороны самостоятельно создавать бомбы по схеме Теллера-Улама) Соединенные Штаты пошли на ядерное сотрудничество с Великобританией, заключив в 1958 соглашение о совместной разработке ядерного оружия. Вместо разработки собственного проекта британцы получили доступ к проекту малых американских боеголовок Mk 28 с возможностью изготовления их копий.
Китай
Китайская Народная Республика испытала своё первое термоядерное устройство типа «Теллер-Улам» мощностью 3,31 мегатонны в июне 1967 года (известно также под наименованием «Испытание номер 6»). Испытание было проведено спустя всего 32 месяца после взрыва первой китайской атомной бомбы, что является примером самого быстрого развития национальной ядерной программы от реакции расщепления к синтезу. Эта феноменальная скорость стала парадоксальным результатом маккартизма: китайские физики, работавшие в США, были высланы по подозрению в шпионаже и, вернувшись на родину, способствовали его усилению.
Франция
В ходе испытаний «Канопус» в августе 1968 года Франция взорвала термоядерное устройство типа «Теллер-Улам» мощностью около 2,6 мегатонны. Подробности о развитиии французской программы известны слабо.
Другие страны
Детали развития проекта Теллер-Улам в других странах менее известны.
Происшествия с термоядерными боеприпасами
Испания, 1966
17 января 1966 года американский бомбардировщик B-52 столкнулся с самолётом-заправщиком над Испанией, при этом погибло семь человек. Из четырёх термоядерных бомб, находившихся на борту самолёта, три были обнаружены сразу, одна — после двухмесячных поисков.
Гренландия, 1968
21 января 1968 года вылетевший с аэродрома в Платтсбурге (штат Нью-Йорк) самолёт B-52 в 21:40 по среднеевропейскому времени врезался в ледяной панцирь залива Северная Звезда (Гренландия) в пятнадцати километрах от авиабазы ВВС США Туле (en:Thule Air Base). На борту самолёта находилось 4 термоядерные авиабомбы.
Пожар способствовал детонации вспомогательных зарядов во всех четырёх атомных бомбах, находящихся на вооружении бомбардировщика, но не привел к взрыву непосредственно ядерных устройств, поскольку они не были приведены в боеготовность экипажем. Более чем 700 датских гражданских и американских военных лиц работали в опасных условиях без средств личной защиты, устраняя ядерное загрязнение. В 1987 г. почти 200 из датских рабочих неудачно попытались предъявить иск Соединённым Штатам. Однако некоторая информация была выпущена американскими властями согласно Закону о свободе информации. Но Kaare Ulbak, главный консультант датского Национального института радиационной гигиены, сказал, что Дания тщательно изучила здоровье рабочих в Туле и не нашла свидетельств увеличенния смертности или заболеваемости раком.
Пентагон опубликовал информацию о том, что все из четырех атомных боезарядов были найдены и уничтожены. Но в ноябре 2008 года в связи с истечением срока секретности информация, находящаяся под грифом «Секретно», была раскрыта. В документах было сказано, что разбившийся бомбардировщик нёс четыре боезаряда, но в течение нескольких недель учёным удалось по фрагментам обнаружить только 3 боезаряда. В апреле 1968 подводная лодка «Star III» была отослана на базу для поисков утерянной бомбы, серийный номер которой 78252, в море. Но найдена она не была до сих пор. Во избежание паники среди населения Соединённые Штаты опубликовали информацию о четырёх найденных уничтоженных бомбах.
Ссылки
Примечания
См. также
Wikimedia Foundation. 2010.
veter.academic.ru