איך פועלת פצצת האטום. ההיסטוריה של היצירה ועקרון הפעולה של פצצת האטום

לאחר תום מלחמת העולם השנייה, מדינות הקואליציה נגד היטלר ניסו במהירות להקדים זו את זו בפיתוח פצצה גרעינית חזקה יותר.

הבדיקה הראשונה, שערכו האמריקאים על חפצים אמיתיים ביפן, חיממה את המצב בין ברית המועצות לארה"ב עד הקצה. הפיצוצים החזקים שרעמו בערים יפניות והרסו כמעט את כל החיים בהן אילצו את סטלין לנטוש טענות רבות על הבמה העולמית. רוב הפיזיקאים הסובייטים "הושלכו" בדחיפות לפיתוח נשק גרעיני.

מתי וכיצד הופיע הנשק הגרעיני

1896 יכולה להיחשב לשנת הלידה של פצצת האטום. זה היה אז כי הכימאי הצרפתי א' בקארל גילה שאורניום הוא רדיואקטיבי. תגובת השרשרת של אורניום יוצרת אנרגיה עוצמתית המשמשת בסיס לפיצוץ נורא. לא סביר שבקרל דמיין שגילויו יוביל ליצירת נשק גרעיני - הנשק הנורא ביותר בעולם כולו.

סוף המאה ה-19 - תחילת המאה ה-20 היווה נקודת מפנה בהיסטוריה של המצאת הנשק הגרעיני. בתקופה זו הצליחו מדענים ממדינות שונות בעולם לגלות את החוקים, הקרניים והיסודות הבאים:

• קרני אלפא, גמא וביטא;
• התגלו איזוטופים רבים של יסודות כימיים בעלי תכונות רדיואקטיביות;
• התגלה חוק ההתפרקות הרדיואקטיבית, הקובע את הזמן והתלות הכמותית של עוצמת ההתפרקות הרדיואקטיבית, בהתאם למספר האטומים הרדיואקטיביים בדגימת הבדיקה;
• איזומטריה גרעינית נולדה.

בשנות ה-30, לראשונה, הם הצליחו לפצל את גרעין האטום של האורניום על ידי קליטת נויטרונים. במקביל, התגלו פוזיטרונים ונוירונים. כל זה נתן תנופה חזקה לפיתוח כלי נשק שהשתמשו באנרגיה אטומית. בשנת 1939, נרשמה פטנט על עיצוב פצצת האטום הראשונה בעולם. זה נעשה על ידי הפיזיקאי הצרפתי פרדריק ז'וליו-קירי.

כתוצאה ממחקר ופיתוח נוספים בתחום זה, נולדה פצצה גרעינית. עוצמתן וטווח ההשמדה של פצצות אטום מודרניות כה גדולות עד שמדינה שיש לה פוטנציאל גרעיני למעשה אינה זקוקה לצבא רב עוצמה, שכן פצצת אטום אחת מסוגלת להרוס מדינה שלמה.

איך עובדת פצצת אטום

פצצת אטום מורכבת מיסודות רבים, העיקריים שבהם:

• חיל הפצצה האטומית;
• מערכת אוטומציה השולטת בתהליך הפיצוץ;
• מטען גרעיני או ראש נפץ.

מערכת האוטומציה ממוקמת בגוף של פצצת אטום, יחד עם מטען גרעיני. עיצוב גוף הספינה חייב להיות אמין מספיק כדי להגן על ראש הנפץ מפני גורמים והשפעות חיצוניות שונות. לדוגמה, השפעות מכניות, תרמיות או דומות שונות, שיכולות להוביל לפיצוץ לא מתוכנן של כוח רב, המסוגל להרוס את כל מה שמסביב.

משימת האוטומציה כוללת שליטה מלאה על הפיצוץ בזמן הנכון, כך שהמערכת מורכבת מהאלמנטים הבאים:

• מכשיר האחראי על פיצוץ חירום;
• אספקת חשמל של מערכת האוטומציה;
• מערער מערכת חיישנים;
• מכשיר פיתול;
• אביזר בטיחות.

כאשר בוצעו הניסויים הראשונים, הועברו פצצות גרעיניות על ידי מטוסים שהספיקו לעזוב את האזור הפגוע. פצצות אטום מודרניות הן כל כך חזקות שאפשר להעביר אותן רק באמצעות טילי שיוט, בליסטיים או אפילו נ"מ.

פצצות אטום משתמשות במגוון מערכות פיצוץ. הפשוט שבהם הוא מכשיר קונבנציונלי שמופעל כאשר קליע פוגע במטרה.

אחד המאפיינים העיקריים של פצצות גרעיניות וטילים הוא חלוקתם לקליברים, שהם משלושה סוגים:

• קטן, כוחן של פצצות אטום בקליבר הזה שווה לכמה אלפי טונות של TNT;
• בינוני (עוצמת פיצוץ - כמה עשרות אלפי טונות של TNT);
• גדול, שעוצמת הטעינה שלו נמדדת במיליוני טונות של TNT.

מעניין שלרוב הכוח של כל הפצצות הגרעיניות נמדד בדיוק בשווי TNT, שכן אין קנה מידה למדידת כוחו של פיצוץ עבור נשק אטומי.

אלגוריתמים להפעלת פצצות גרעיניות

כל פצצת אטום פועלת על פי עקרון השימוש באנרגיה גרעינית, המשתחררת במהלך תגובה גרעינית. הליך זה מבוסס על ביקוע של גרעינים כבדים או על סינתזה של ריאות. מכיוון שהתגובה הזו משחררת כמות עצומה של אנרגיה, ובזמן הקצר ביותר האפשרי, רדיוס ההשמדה של פצצה גרעינית מרשים מאוד. בגלל תכונה זו, נשק גרעיני מסווג כנשק להשמדה המונית.

ישנן שתי נקודות עיקריות בתהליך שמתחיל בפיצוץ פצצת אטום:

• זהו המרכז המיידי של הפיצוץ, שבו מתרחשת התגובה הגרעינית;
• מוקד הפיצוץ, שנמצא במקום בו התפוצץ המטען.

האנרגיה הגרעינית המשתחררת במהלך פיצוץ פצצת אטום היא כה חזקה עד שמתחילות רעידות סיסמיות על כדור הארץ. יחד עם זאת, זעזועים אלו מביאים להרס ישיר רק במרחק של כמה מאות מטרים (אם כי, בהתחשב בעוצמת הפיצוץ של הפצצה עצמה, זעזועים אלו כבר אינם משפיעים על דבר).

גורמי נזק בפיצוץ גרעיני

פיצוץ פצצה גרעינית מביא לא רק הרס מיידי נורא. ההשלכות של הפיצוץ הזה יורגשו לא רק על ידי אנשים שנפלו לאזור הפגוע, אלא גם על ידי ילדיהם, שנולדו לאחר הפיצוץ האטומי. סוגי הרס באמצעות נשק אטומי מחולקים לקבוצות הבאות:

• קרינת אור המתרחשת ישירות במהלך הפיצוץ;
• גל ההלם התפשט על ידי פצצה מיד לאחר הפיצוץ;
• דופק אלקטרומגנטי;
• קרינה חודרת;
• זיהום רדיואקטיבי שיכול להימשך עשרות שנים.

למרות שבמבט ראשון, הבזק של אור מהווה את האיום הכי פחות, למעשה, הוא נוצר כתוצאה משחרור כמות עצומה של אנרגיה תרמית וקלה. כוחו וחוזקו עולים בהרבה על כוחן של קרני השמש, כך שתבוסת האור והחום עלולה להיות קטלנית במרחק של מספר קילומטרים.

גם הקרינה שמשתחררת בזמן הפיצוץ מסוכנת מאוד. למרות שהוא לא מחזיק מעמד זמן רב, הוא מצליח להדביק את כל מה שמסביב, שכן יכולת החדירה שלו גבוהה להפליא.

גל ההלם בפיצוץ אטומי פועל כמו אותו גל בפיצוצים קונבנציונליים, רק שעוצמתו ורדיוס ההרס שלו גדולים בהרבה. תוך שניות ספורות הוא גורם נזק בלתי הפיך לא רק לאנשים, אלא גם לציוד, למבנים ולטבע שמסביב.

קרינה חודרת מעוררת התפתחות של מחלת קרינה, ופולס אלקטרומגנטי מסוכן רק לציוד. השילוב של כל הגורמים הללו, בתוספת עוצמת הפיצוץ, הופכים את פצצת האטום לנשק המסוכן ביותר בעולם.

ניסוי הנשק הגרעיני הראשון בעולם

המדינה הראשונה שפיתחה וניסתה נשק גרעיני הייתה ארצות הברית של אמריקה. ממשלת ארה"ב היא שהקצתה סובסידיות עצומות במזומן לפיתוח נשק חדש ומבטיח. עד סוף 1941 הוזמנו לארצות הברית מדענים בולטים רבים בתחום הפיתוח האטומי, שעד 1945 הצליחו להציג אב טיפוס של פצצת אטום המתאימה לבדיקה.

הניסוי הראשון בעולם של פצצת אטום המצוידת במטען נפץ בוצע במדבר במדינת ניו מקסיקו. פצצה בשם "גאדג'ט" פוצצה ב-16 ביולי 1945. תוצאת הניסוי הייתה חיובית, למרות שהצבא דרש לבדוק פצצה גרעינית בתנאי לחימה אמיתיים.

כיוון שראה שנותר רק צעד אחד לפני הניצחון בקואליציה הנאצית, ואולי לא תהיה יותר הזדמנות כזו, החליט הפנטגון לפתוח במתקפה גרעינית על בעלת בריתה האחרונה של גרמניה הנאצית - יפן. בנוסף, השימוש בפצצה גרעינית היה אמור לפתור מספר בעיות בבת אחת:

• כדי להימנע משפיכות דמים מיותרת שתתרחש בהכרח אם כוחות ארצות הברית ידרסו על שטח יפן הקיסרי;
• להפיל את היפנים חסרי הפשרות על ברכיהם במכה אחת, לאלץ אותם להסכים לתנאים נוחים לארצות הברית;
• הראה לברית המועצות (כיריבה אפשרית בעתיד) שלצבא ארה"ב יש נשק ייחודי שיכול למחוק כל עיר מעל פני האדמה;
• וכמובן לראות הלכה למעשה למה נשק גרעיני מסוגל בתנאי לחימה אמיתיים.

ב-6 באוגוסט 1945, הוטלה פצצת האטום הראשונה בעולם על העיר הירושימה היפנית, ששימשה בפעולות צבאיות. פצצה זו כונתה "בייבי", שכן משקלה היה 4 טון. הטלת הפצצה תוכננה בקפידה, והיא פגעה בדיוק היכן שתוכננה. אותם בתים שלא נהרסו בפיצוץ נשרפו, שכן התנורים שנפלו בבתים עוררו שריפות, וכל העיר נבלעה בלהבות.

לאחר הבזק בהיר הגיע גל חום, ששרף את כל החיים ברדיוס של 4 קילומטרים, וגל ההלם שבא בעקבותיו הרס את רוב המבנים.

אלו שנפגעו ממכת חום ברדיוס של 800 מטר נשרפו חיים. גל הפיצוץ קרע מעליהם את עורם השרוף של רבים. כעבור כמה דקות ירד גשם שחור מוזר, שהיה מורכב מקיטור ואפר. אלה שנפלו מתחת לגשם השחור, העור קיבל כוויות חשוכות מרפא.

אותם מעטים שהתמזל מזלם לשרוד חלו במחלת קרינה, שבאותה תקופה לא רק שלא נחקרה, אלא גם לא ידועה לחלוטין. אנשים החלו לפתח חום, הקאות, בחילות והתקפי חולשה.

ב-9 באוגוסט 1945 הוטלה הפצצה האמריקאית השנייה, שנקראה "איש שמן", על העיר נגסאקי. לפצצה הזו הייתה עוצמה זהה לזו של הראשונה, וההשלכות של הפיצוץ שלה היו הרסניות באותה מידה, אם כי אנשים מתו בחצי.

שתי פצצות אטום שהוטלו על ערים יפניות התבררו כמקרה הראשון והיחיד בעולם של שימוש בנשק אטומי. יותר מ-300,000 בני אדם מתו בימים הראשונים לאחר ההפצצה. כ-150 אלף נוספים מתו ממחלת קרינה.

לאחר ההפצצה הגרעינית של ערים יפניות, סטלין קיבל זעזוע של ממש. התברר לו שנושא פיתוח הנשק הגרעיני ברוסיה הסובייטית הוא נושא ביטחוני לכל המדינה. כבר ב-20 באוגוסט 1945 החלה לפעול ועדה מיוחדת לאנרגיה אטומית, אשר נוצרה בדחיפות על ידי א. סטלין.

למרות שמחקר על פיזיקה גרעינית בוצע על ידי קבוצת חובבים ברוסיה הצארית, הוא לא זכה לתשומת לב הראויה בימי ברית המועצות. ב-1938 הופסק לחלוטין כל המחקר בתחום הזה, ומדעני גרעין רבים הודחקו כאויבי העם. לאחר הפיצוצים הגרעיניים ביפן, החלה הממשלה הסובייטית בפתאומיות לשקם את תעשיית הגרעין במדינה.

ישנן עדויות שפיתוח נשק גרעיני בוצע בגרמניה הנאצית, ומדענים גרמנים הם שסיכמו את פצצת האטום האמריקנית ה"גסה", ולכן ממשלת ארה"ב הסירה את כל מומחי הגרעין ואת כל המסמכים הקשורים לפיתוח נשק גרעיני. גֶרמָנִיָה.

בית הספר למודיעין הסובייטי, שבמהלך המלחמה הצליח לעקוף את כל שירותי הביון הזרים, העביר כבר ב-1943 מסמכים סודיים הקשורים לפיתוח נשק גרעיני לברית המועצות. במקביל, סוכנים סובייטים הוכנסו לכל מרכזי המחקר הגרעיני האמריקאיים הגדולים.

כתוצאה מכל האמצעים הללו, כבר בשנת 1946, תנאי ההתייחסות לייצור שתי פצצות גרעיניות מתוצרת סובייטית היו מוכנים:

• RDS-1 (עם מטען פלוטוניום);
• RDS-2 (עם שני חלקים של מטען האורניום).

הקיצור "RDS" פוענח כ"רוסיה עושה את עצמה", שתאם כמעט לחלוטין את המציאות.

הידיעה כי ברית המועצות מוכנה לשחרר את הנשק הגרעיני שלה אילצה את ממשלת ארה"ב לנקוט בצעדים דרסטיים. ב-1949 פותחה תוכנית טרויה, לפיה תוכננה להטיל פצצות אטום על 70 הערים הגדולות בברית המועצות. רק החשש מפני שביתת תגמול מנע את מימוש התוכנית הזו.

המידע המדאיג הזה שהגיע מקציני המודיעין הסובייטי אילץ מדענים לעבוד במצב חירום. כבר באוגוסט 1949 נוסתה פצצת האטום הראשונה שיוצרה בברית המועצות. כאשר נודע לארה"ב על הבדיקות הללו, התוכנית הטרויאנית נדחתה ללא הגבלת זמן. החל עידן העימות בין שתי המעצמות, המכונה בהיסטוריה המלחמה הקרה.

הפצצה הגרעינית החזקה ביותר בעולם, הידועה בשם הצאר בומבי, שייכת בדיוק לתקופת המלחמה הקרה. מדענים סובייטים יצרו את הפצצה החזקה ביותר בהיסטוריה של האנושות. קיבולתו הייתה 60 מגה טון, אם כי תוכנן ליצור פצצה בקיבולת של 100 קילוטון. פצצה זו נוסתה באוקטובר 1961. קוטר כדור האש במהלך הפיצוץ היה 10 קילומטרים, וגל הפיצוץ הקיף את כדור הארץ שלוש פעמים. הניסוי הזה הוא שאילץ את רוב מדינות העולם לחתום על הסכם לסיום ניסויים גרעיניים לא רק באטמוספירה של כדור הארץ, אלא אפילו בחלל.

למרות שנשק אטומי הוא אמצעי מצוין להפחתת מדינות תוקפניות, מצד שני, הם מסוגלים לכבות כל סכסוך צבאי שבניצן, שכן כל הצדדים לסכסוך עלולים להיהרס בפיצוץ אטומי.

הופעת הנשק האטומי (גרעיני) נבעה ממסה של גורמים אובייקטיביים וסובייקטיביים. אובייקטיבית, יצירת הנשק האטומי התרחשה הודות להתפתחות המהירה של המדע, שהחלה בתגליות יסוד בתחום הפיזיקה במחצית הראשונה של המאה העשרים. הגורם הסובייקטיבי העיקרי היה המצב הצבאי-פוליטי, כאשר מדינות הקואליציה האנטי-היטלר החלו במרוץ בלתי נאמר לפיתוח נשק כה חזק. היום נגלה מי המציא את פצצת האטום, כיצד היא התפתחה בעולם ובברית המועצות, וכן נכיר את המכשיר שלה ואת ההשלכות של השימוש בה.

יצירת פצצת האטום

מנקודת מבט מדעית, 1896 הרחוקה הייתה שנת יצירת פצצת האטום. זה היה אז שהפיזיקאי הצרפתי א' בקאר גילה את הרדיואקטיביות של האורניום. לאחר מכן, תגובת שרשרת האורניום נתפסה כמקור לאנרגיה אדירה, וקלה לפיתוח הנשק המסוכן ביותר בעולם. אף על פי כן, בקארל מוזכר לעתים נדירות כאשר מדברים על מי המציא את פצצת האטום.

במהלך העשורים הבאים, קרני אלפא, בטא וגמא התגלו על ידי מדענים מכל רחבי כדור הארץ. במקביל, התגלו מספר רב של איזוטופים רדיואקטיביים, גובש חוק ההתפרקות הרדיואקטיבית והונחה תחילתו של חקר האיזומריזם הגרעיני.

בשנות ה-40 גילו מדענים את הנוירון והפוזיטרון, ולראשונה ביצעו ביקוע של גרעין אטום האורניום, מלווה בקליטת נוירונים. התגלית הזו היא שהפכה לנקודת מפנה בהיסטוריה. בשנת 1939, הפיזיקאי הצרפתי פרדריק ז'וליוט-קירי רשם פטנט על הפצצה הגרעינית הראשונה בעולם, אותה פיתח עם אשתו מתוך עניין מדעי בלבד. זה ג'וליוט-קירי שנחשב ליוצר של פצצת האטום, למרות העובדה שהוא היה מגן נאמן של שלום עולמי. בשנת 1955, הוא, יחד עם איינשטיין, בורן ומספר מדענים מפורסמים נוספים, ארגן את תנועת הפוגוואש, שחבריה דגלו בשלום ובפירוק נשק.

נשק אטומי, המתפתח במהירות, הפך לתופעה צבאית-פוליטית חסרת תקדים המאפשרת להבטיח את שלומם של בעליו ולהפחית למינימום את היכולות של מערכות נשק אחרות.

איך מייצרים פצצה גרעינית?

מבחינה מבנית, פצצת אטום מורכבת ממספר רב של רכיבים, שהעיקריים שבהם הם המקרה והאוטומציה. המארז נועד להגן על אוטומציה ומטען גרעיני מפני השפעות מכניות, תרמיות ואחרות. אוטומציה שולטת בפרמטרי הזמן של הפיצוץ.

זה מורכב מ:

1. הריסת חירום.
2. התקני חימוש ובטיחות.
3. ספק כוח.
4. חיישנים שונים.

שינוע פצצות אטום למקום ההתקפה מתבצע בעזרת טילים (נ"מ, בליסטי או שיוט). תחמושת גרעינית יכולה להיות חלק ממוקש יבשה, טורפדו, פצצה אווירית ואלמנטים אחרים. עבור פצצות אטום, נעשה שימוש במערכות פיצוץ שונות. הפשוט ביותר הוא מכשיר שבו קליע הפוגע במטרה, הגורם להיווצרות מסה על קריטית, מעורר פיצוץ.

נשק גרעיני יכול להיות בקליבר גדול, בינוני וקטן. עוצמת הפיצוץ מתבטאת בדרך כלל במונחים של TNT. לקונכיות אטומיות בקליבר קטן יש קיבולת של כמה אלפי טונות של TNT. קליבר בינוני כבר תואם לעשרות אלפי טונות, והקיבולת של קליבר גדול מגיעה למיליוני טונות.

עקרון הפעולה

עקרון הפעולה של פצצה גרעינית מבוסס על שימוש באנרגיה המשתחררת במהלך תגובת שרשרת גרעינית. במהלך תהליך זה, חלקיקים כבדים מתחלקים וחלקיקים קלים מסונתזים. כאשר פצצת אטום מתפוצצת, כמות עצומה של אנרגיה משתחררת בפרק זמן קצר על פני שטח קטן. לכן פצצות כאלה מסווגות כנשק להשמדה המונית.

באזור של פיצוץ גרעיני מבחינים בשני אזורי מפתח: המרכז והמוקד. במרכז הפיצוץ מתרחש ישירות תהליך שחרור האנרגיה. המוקד הוא ההשלכה של תהליך זה על פני כדור הארץ או פני המים. האנרגיה של פיצוץ גרעיני, המוקרנת על פני כדור הארץ, עלולה להוביל לרעידות סיסמיות המתפשטות למרחק ניכר. זעזועים אלו מביאים לפגיעה בסביבה רק ברדיוס של כמה מאות מטרים מנקודת הפיצוץ.

גורמים משפיעים

לנשק גרעיני יש את גורמי הנזק הבאים:

1. זיהום רדיואקטיבי.
2. פליטת אור.
3. גל הלם.
4. דחף אלקטרומגנטי.
5. קרינה חודרת.

ההשלכות של פיצוץ פצצת אטום מזיקות לכל היצורים החיים. בשל שחרור כמות עצומה של אנרגיית אור וחום, פיצוץ של טיל גרעיני מלווה בהבזק בהיר. מבחינת עוצמה, הבזק זה חזק פי כמה מקרני השמש, ולכן קיימת סכנה להיפגע מאור וקרינה תרמית ברדיוס של מספר קילומטרים מנקודת הפיצוץ.

גורם מזיק נוסף מסוכן ביותר של נשק אטומי הוא הקרינה הנוצרת במהלך הפיצוץ. הוא פועל רק דקה לאחר הפיצוץ, אך בעל עוצמת חודר מקסימלית.

לגל ההלם יש את ההשפעה ההרסנית החזקה ביותר. היא ממש מוחקת את כל מה שעומד בדרכה מעל פני האדמה. קרינה חודרת מהווה סכנה לכל היצורים החיים. בבני אדם, זה גורם להתפתחות של מחלת קרינה. ובכן, הדופק האלקטרומגנטי פוגע רק בטכנולוגיה. ביחד, הגורמים המזיקים של פיצוץ אטומי נושאים סכנה עצומה.

מבחנים ראשונים

לאורך ההיסטוריה של פצצת האטום, אמריקה גילתה את העניין הגדול ביותר ביצירתה. בסוף 1941 הקצתה הנהגת המדינה סכום עצום של כסף ומשאבים לכיוון זה. מנהל הפרויקט היה רוברט אופנהיימר, שנחשב בעיני רבים ליוצר של פצצת האטום. למעשה, הוא היה הראשון שהצליח להחיות את הרעיון של מדענים. כתוצאה מכך, ב-16 ביולי 1945 התרחש הניסוי הראשון של פצצת אטום במדבר ניו מקסיקו. ואז אמריקה החליטה שכדי לסיים את המלחמה לחלוטין, היא צריכה להביס את יפן, בעלת ברית של גרמניה הנאצית. הפנטגון בחר במהירות את המטרות להתקפות הגרעיניות הראשונות, שהיו אמורות להוות המחשה חיה לכוחו של הנשק האמריקאי.

ב-6 באוגוסט 1945, הוטלה פצצת האטום של ארה"ב, שנקראה בציניות "בייבי", על העיר הירושימה. הירייה התבררה כפשוטה מושלמת - המטען התפוצץ בגובה של 200 מטר מהקרקע, ובשל כך גרם גל הפיצוץ שלה נזק אימתני לעיר. באזורים המרוחקים מהמרכז התהפכו תנורי פחם שגרמו לשריפות קשות.

לאחר ההבזק הבהיר הגיע גל חום, שב-4 שניות של פעולה הצליח להמיס את הרעפים על גגות הבתים ולשרוף עמודי טלגרף. אחרי גל החום הגיע גל הלם. הרוח, ששטפה את העיר במהירות של כ-800 קמ"ש, הרסה את כל מה שנקרה בדרכה. מתוך 76,000 המבנים שנמצאו בעיר לפני הפיצוץ, נהרסו כליל כ-70,000. דקות ספורות לאחר הפיצוץ החל לרדת גשם מהשמיים, טיפות גדולות מהם שחורות. הגשם ירד עקב היווצרות בשכבות הקרות של האטמוספירה של כמות עצומה של קונדנסט, המורכב מקיטור ואפר.

אנשים שנפגעו מכדור האש ברדיוס של 800 מטר מנקודת הפיצוץ הפכו לאבק. אלה שהיו קצת יותר רחוקים מהפיצוץ סבלו עור שרוף, ששאריותיו נתלשו בגל ההלם. גשם רדיואקטיבי שחור הותיר כוויות חשוכות מרפא על עורם של הניצולים. אלה שהצליחו בדרך נס להימלט עד מהרה החלו להראות סימנים של מחלת קרינה: בחילות, חום והתקפי חולשה.

שלושה ימים לאחר הפצצת הירושימה, תקפה אמריקה עיר יפנית נוספת - נגסאקי. לפיצוץ השני היו אותן השלכות הרות אסון כמו לראשון.

תוך שניות ספורות, שתי פצצות אטום הרגו מאות אלפי אנשים. גל ההלם כמעט מחק את הירושימה מעל פני האדמה. יותר ממחצית מתושבי המקום (כ-240 אלף איש) מתו מיד מפצעיהם. בעיר נגסאקי מתו מהפיצוץ כ-73 אלף בני אדם. רבים מאלה ששרדו נחשפו לקרינה קשה, שגרמה לאי פוריות, מחלות קרינה וסרטן. כתוצאה מכך, חלק מהניצולים מתו בייסורים נוראים. השימוש בפצצת האטום בהירושימה ובנגסאקי המחיש את הכוח הנורא של כלי הנשק הללו.

אתה ואני כבר יודעים מי המציא את פצצת האטום, איך היא פועלת ולאילו השלכות היא יכולה להוביל. עכשיו נגלה איך היה עם נשק גרעיני בברית המועצות.

לאחר הפצצת ערים יפניות, הבין איי.וי. סטאלין שיצירת פצצת האטום הסובייטית היא עניין של ביטחון לאומי. ב-20 באוגוסט 1945 הוקמה בברית המועצות ועדה לאנרגיה גרעינית, בראשות ל' בריה.

ראוי לציין כי עבודה בכיוון זה בוצעה בברית המועצות מאז 1918, ובשנת 1938, הוקמה ועדה מיוחדת על גרעין האטום באקדמיה למדעים. עם פרוץ מלחמת העולם השנייה, כל העבודה בכיוון זה הוקפאה.

בשנת 1943, קציני מודיעין של ברית המועצות מסרו מאנגליה חומרים של עבודות מדעיות סגורות בתחום האנרגיה הגרעינית. חומרים אלה המחישו כי עבודתם של מדענים זרים על יצירת פצצת אטום התקדמה ברצינות. במקביל, התושבים האמריקאים הקלו על הכנסת סוכנים סובייטים אמינים למרכזים העיקריים של המחקר הגרעיני האמריקאי. סוכנים העבירו מידע על התפתחויות חדשות למדענים ומהנדסים סובייטים.

משימה טכנית

כאשר בשנת 1945 הנושא של יצירת פצצה גרעינית סובייטית הפך כמעט בראש סדר העדיפויות, אחד ממנהיגי הפרויקט, יו' חריטון, תכנן תוכנית לפיתוח שתי גרסאות של הקליע. ב-1 ביוני 1946 נחתמה התוכנית על ידי ההנהגה העליונה.

על פי המשימה, המעצבים היו צריכים לבנות RDS (Special Jet Engine) של שני דגמים:

1. RDS-1. פצצה עם מטען פלוטוניום שמתפוצץ בדחיסה כדורית. המכשיר הושאל מהאמריקאים.
2. RDS-2. פצצת תותח עם שני מטעני אורניום מתכנסים בקנה התותח לפני שמגיעים למסה קריטית.

בהיסטוריה של ה-RDS הידוע לשמצה, הניסוח הנפוץ ביותר, גם אם הומוריסטי, היה המשפט "רוסיה עושה את זה בעצמה". הוא הומצא על ידי סגנו של יו' חריטון, ק' שצ'לקין. הביטוי הזה מעביר בצורה מדויקת מאוד את מהות העבודה, לפחות עבור ה-RDS-2.

כשאמריקה גילתה שברית המועצות מחזיקה בסודות של יצירת נשק גרעיני, היא הפכה להוטה להסלים את מלחמת המנע בהקדם האפשרי. בקיץ 1949 הופיעה התוכנית הטרויאנית, לפיה ב-1 בינואר 1950 תוכנן להתחיל בפעולות איבה נגד ברית המועצות. אז הוזז מועד התקיפה לתחילת 1957, אך בתנאי שכל מדינות נאט"ו יצטרפו אליה.

מבחנים

כאשר מידע על תוכניותיה של אמריקה הגיע לברית המועצות דרך ערוצי מודיעין, עבודתם של מדענים סובייטים הואצה באופן משמעותי. מומחים מערביים האמינו כי בברית המועצות ייווצר נשק אטומי לא מוקדם יותר מאשר בשנים 1954-1955. למעשה, הניסויים של פצצת האטום הראשונה בברית המועצות התרחשו כבר באוגוסט 1949. ב-29 באוגוסט פוצץ מכשיר ה-RDS-1 במגרש האימונים בסמיפלטינסק. צוות גדול של מדענים לקח חלק ביצירתו, בראשותו של קורצ'טוב איגור ואסילביץ'. עיצוב המטען היה שייך לאמריקאים, והציוד האלקטרוני נוצר מאפס. פצצת האטום הראשונה בברית המועצות התפוצצה בהספק של 22 קראט.

בשל הסבירות למתקפת תגמול, סוכלה תוכנית טרויה, שכללה מתקפה גרעינית על 70 ערים סובייטיות. ניסויים בסמיפאלטינסק סימנו את קץ המונופול האמריקאי על החזקת נשק אטומי. המצאתו של איגור ואסילביץ' קורצ'טוב הרסה לחלוטין את התוכניות הצבאיות של אמריקה ונאט"ו ומנעה התפתחות של מלחמת עולם נוספת. כך החל עידן השלום על פני כדור הארץ, המתקיים תחת איום של השמדה מוחלטת.

"מועדון גרעיני" של העולם

נכון להיום, לא רק לאמריקה ולרוסיה יש נשק גרעיני, אלא גם למספר מדינות אחרות. מערך המדינות שבבעלותן נשק כזה נקרא על תנאי "המועדון הגרעיני".

זה כולל:

1. אמריקה (מאז 1945).
2. ברית המועצות, וכעת רוסיה (מאז 1949).
3. אנגליה (מאז 1952).
4. צרפת (מאז 1960).
5. סין (מאז 1964).
6. הודו (מאז 1974).
7. פקיסטן (מאז 1998).
8. קוריאה (מאז 2006).

לישראל יש גם נשק גרעיני, אם כי הנהגת המדינה מסרבת להתייחס לנוכחותם. בנוסף, בשטחן של מדינות נאט"ו (איטליה, גרמניה, טורקיה, בלגיה, הולנד, קנדה) ובעלות בריתה (יפן, דרום קוריאה, למרות הסירוב הרשמי), יש נשק גרעיני אמריקאי.

אוקראינה, בלארוס וקזחסטן, שבבעלותן חלק מהנשק הגרעיני של ברית המועצות, העבירו את הפצצות שלהן לרוסיה לאחר קריסת האיחוד. היא הפכה ליורשת היחידה של הארסנל הגרעיני של ברית המועצות.

סיכום

היום למדנו מי המציא את פצצת האטום ומהי. לסיכום האמור לעיל, אנו יכולים להסיק שכיום נשק גרעיני הוא הכלי החזק ביותר של הפוליטיקה העולמית, המוטבע היטב ביחסים בין מדינות. מצד אחד הוא מהווה גורם מרתיע יעיל, ומצד שני הוא טיעון משכנע למניעת עימות צבאי ולחיזוק יחסי שלום בין מדינות. נשק גרעיני הוא סמל לעידן שלם, הדורש טיפול זהיר במיוחד.

בואו נסתכל על איזה ראש נפץ טיפוסי (במציאות, עשויים להיות הבדלים בעיצוב בין ראשי נפץ). זהו קונוס העשוי מסגסוגות קלות חזקות - לרוב טיטניום. בפנים יש מחיצות, מסגרות, מסגרת כוח - כמעט כמו במטוס. מסגרת הכוח מכוסה במעטפת מתכת חזקה. שכבה עבה של ציפוי מגן חום מונחת על העור. זה נראה כמו סל ניאוליתי עתיק, שנמרח בנדיבות בחימר ונורה בניסויים הראשונים של האדם עם חום וקרמיקה. הדמיון מוסבר בקלות: גם הסל וגם ראש הנפץ יצטרכו להתנגד לחום החיצוני.

ראש נפץ ומילויו

בתוך הקונוס, הקבועים על ה"מושבים" שלהם, יש שני "נוסעים" עיקריים שעבורם הכל מתחיל: מטען תרמו-גרעיני ויחידת בקרת מטען, או יחידת אוטומציה. הם קומפקטיים להפליא. יחידת האוטומציה היא בגודל של צנצנת של חמישה ליטר מלפפונים כבושים, והמטען הוא בגודל של דלי גינה רגיל. כבד וכבד משקל, האיחוד של פחית ודלי יתפוצץ בשלוש מאות וחמישים עד ארבע מאות קילוטון. שני נוסעים מחוברים ביניהם בקשר, כמו תאומים סיאמיים, ודרך הקשר הזה הם כל הזמן מחליפים משהו. הדיאלוג שלהם מתנהל כל הזמן, גם כשהטיל בשירות קרבי, גם כשהתאומים האלה רק מועברים ממפעל הייצור.

יש גם נוסע שלישי - בלוק למדידת תנועת ראש נפץ או שליטה כללית בטיסה שלו. במקרה האחרון, בקרות עבודה מובנות בראש הנפץ, מה שמאפשר לך לשנות את המסלול. למשל, מערכות פנאומטיות מנהלות או מערכות אבקה. וגם רשת חשמל מובנית עם מקורות חשמל, קווי תקשורת עם הבמה, בצורת חוטים ומחברים מוגנים, הגנה מפני דופק אלקטרומגנטי ומערכת בקרת טמפרטורה - שמירה על טמפרטורת הטעינה הרצויה.

בתמונה - שלב הרבייה של טיל ה-MX (שומר השלום) ועשרה ראשי נפץ. הטיל הזה הוצא זה מכבר משירות, אבל ראשי הנפץ עדיין נמצאים בשימוש זהה (ואפילו ישנים יותר). האמריקאים התקינו טילים בליסטיים עם מספר ראשי נפץ רק על צוללות.

לאחר היציאה מהאוטובוס ממשיכים ראשי הנפץ לצבור גובה ובמקביל ממהרים לעבר המטרות. הם עולים לנקודות הגבוהות ביותר של מסלוליהם, ואז, מבלי להאט את טיסתם האופקית, הם מתחילים להחליק למטה מהר יותר ויותר. בדיוק במאה קילומטרים מעל פני הים, כל ראש נפץ חוצה את הגבול האנושי המיועד רשמית של החלל החיצון. אווירה לפנינו!

רוח חשמלית

מתחת, מול ראש הנפץ, היה עצום, ניגודיות זורח מגובה עצום, מכוסה אובך חמצן כחול, מכוסה מתלי אירוסול, האוקיינוס ​​החמישי חסר הגבולות וחסר הגבולות. כשהוא מסתובב לאט ובקושי מורגש מההשפעות הנותרות של ההפרדה, ראש הנפץ ממשיך לרדת במסלול עדין. אבל אז משב רוח מאוד יוצא דופן לעברה בעדינות. הוא נגע בו מעט - ונעשה מורגש, כיסה את הגוף בגל דק ואחורי של זוהר כחול-לבן חיוור. הגל הזה הוא בטמפרטורה עוצרת נשימה, אבל הוא עדיין לא שורף את ראש הנפץ, מכיוון שהוא בלתי-גופני מדי. הרוח הנושבת מעל ראש הנפץ מוליכה חשמלית. המהירות של החרוט כל כך גבוהה שהוא ממש מועך מולקולות אוויר לשברים טעונים חשמלית עם פגיעתו, ומתרחשת יינון פגיעה של האוויר. רוח הפלזמה הזו נקראת זרימת מאך גבוהה היפרסונית, ומהירותה היא פי עשרים ממהירות הקול.

בשל הנדירות הגבוהה, הבריזה כמעט ואינה מורגשת בשניות הראשונות. גדל והידחס עם העמקה לאטמוספירה, בהתחלה זה מחמם יותר מאשר מפעיל לחץ על ראש הנפץ. אבל בהדרגה מתחילה לדחוס את החרוט שלה בכוח. הזרימה מפנה את אף ראש הקרב קדימה. הוא לא מסתובב מיד - החרוט מתנדנד מעט קדימה ואחורה, מאט בהדרגה את התנודות שלו, ולבסוף מתייצב.

חימום על היפרסוני

מתעבה ככל שהוא יורד, הזרימה מפעילה יותר ויותר לחץ על ראש הנפץ, ומאטה את טיסתו. עם האטה, הטמפרטורה יורדת בהדרגה. מהערכים העצומים של תחילת הכניסה, הזוהר הלבן-כחול של עשרות אלפי קלווין ועד לזוהר הצהוב-לבן של חמש עד ששת אלפים מעלות. זוהי הטמפרטורה של שכבות פני השטח של השמש. הזוהר הופך מסנוור מכיוון שצפיפות האוויר עולה במהירות, ואיתו זרימת החום אל קירות ראש הנפץ. מגן החום מתכווץ ומתחיל להישרף.

זה לא נשרף בכלל מחיכוך נגד אוויר, כפי שנאמר לעתים קרובות בטעות. בשל מהירות התנועה ההיפרסונית העצומה (כיום מהירה פי חמישה עשר מהקול), קונוס נוסף מתפצל באוויר מחלקו העליון של הספינה - גל הלם, כאילו סוגר ראש נפץ. האוויר הנכנס, הנכנס לתוך חרוט גלי ההלם, נדחס באופן מיידי פעמים רבות ונלחץ בחוזקה אל פני השטח של ראש הנפץ. מדחיסה עוויתית, מיידית וחוזרת, הטמפרטורה שלו קופצת מיד לכמה אלפי מעלות. הסיבה לכך היא המהירות המטורפת של מה שקורה, הדינמיות הטרנסצנדנטית של התהליך. דחיסה דינמית בגז של הזרימה, ולא חיכוך, היא מה שמחמם כעת את צידי ראש הנפץ.

הגרוע מכולם לגבי הקשת. נוצרת הדחיסה הגדולה ביותר של הזרימה המתקרבת. האזור של החותם הזה זז מעט קדימה, כאילו מתנתק מהגוף. והוא מוחזק קדימה, לובש צורה של עדשה עבה או כרית. תצורה זו נקראת "גל הלם קשת מנותק". הוא עבה פי כמה משאר פני השטח של חרוט גלי ההלם סביב ראש הנפץ. הדחיסה הקדמית של הזרימה המתקרבת היא החזקה ביותר כאן. לכן, לגל ההלם קשת המנותק יש את הטמפרטורה הגבוהה ביותר ואת צפיפות החום הגבוהה ביותר. השמש הקטנה הזו שורפת את האף של ראש הנפץ בצורה קורנת - מבליטה, מקרינה חום מעצמה ישירות לאף הגוף וגורמת לצריבה קשה של האף. לכן, יש את השכבה העבה ביותר של הגנה תרמית. זהו גל ההלם בראש שמאיר בלילה חשוך את האזור לאורך קילומטרים רבים סביב ראש נפץ שעף באטמוספירה.

בוקם נהיה די לא ממותק. עכשיו הם גם מטגנים בזוהר בלתי נסבל מגל ההלם בראש. והוא שורף אוויר דחוס חם, שהפך לפלזמה מריסוק המולקולות שלו. אולם בטמפרטורה כה גבוהה, האוויר מיונן ופשוט מחימום - המולקולות שלו מתפרקות לחלקים מהחום. מתברר תערובת של יינון הלם ופלזמה טמפרטורה. על ידי פעולת החיכוך שלה, פלזמה זו טוחנת את פני השטח הבוער של המגן התרמי, כאילו עם חול או נייר זכוכית. מתרחשת שחיקת גז דינמית, אשר צורכת את ציפוי מגן החום.

בשעה זו עבר ראש הנפץ את הגבול העליון של הסטרטוספירה - הסטרטופוזה - ונכנס לסטרטוספירה בגובה 55 ק"מ. כעת הוא נע במהירות גבוהה פי עשר עד שתים עשרה מהקול.

עומס בלתי אנושי

שריפה חמורה משנה את הגיאומטריה של האף. הנחל, כמו אזמל של פסל, שורף בליטה מרכזית מחודדת לתוך כיסוי האף. תכונות אחרות של פני השטח מופיעות עקב שחיקה לא אחידה. שינויי צורה מביאים לשינויי זרימה. זה משנה את חלוקת לחץ האוויר הדחוס על פני ראש הנפץ ושדה הטמפרטורה. ישנן שינויים בהשפעת הכוח של האוויר בהשוואה לזרימה המחושבת מסביב, מה שגורם לסטייה של נקודת הפגיעה - נוצרת פספוס. שיהיה קטן - נניח מאתיים מטר, אבל הקליע השמימי יפגע בסטייה בממגורת הטילים של האויב. או שזה לא יפגע בכלל.

בנוסף, הדפוס של משטחי גלי הלם, גל הראש, הלחצים והטמפרטורות משתנה כל הזמן. המהירות יורדת בהדרגה, אך צפיפות האוויר גדלה במהירות: החרוט נופל נמוך יותר ויותר לתוך הסטרטוספירה. בשל לחצים וטמפרטורות לא אחידות על פני ראש הנפץ, בשל מהירות השינויים שלהם, יכולים להתרחש זעזועים תרמיים. מציפוי מגן החום, הם מסוגלים לשבור חתיכות וחתיכות, מה שמציג שינויים חדשים בדפוס הזרימה. ומגביר את הסטייה של נקודת ההיארעות.

יחד עם זאת, ראש הנפץ יכול להיכנס לתנודות תכופות ספונטניות עם שינוי בכיוון נדנודים אלו מ"מעלה למטה" ל"ימין-שמאל" ולהיפך. תנודות עצמיות אלו יוצרות תאוצות מקומיות בחלקים שונים של ראש הנפץ. התאוצות משתנות בכיוון ובגודל, מה שמסבך את ההשפעה שחווה ראש הנפץ. היא מקבלת עוד עומסים, אסימטריה של גלי הלם סביבה, שדות טמפרטורה לא אחידים ועוד קסמים קטנים שגדלים מיד לבעיות גדולות.

אבל גם הזרימה המתקרבת לא ממצה את עצמה עם זה. בשל לחץ כה חזק של אוויר דחוס מתקרב, ראש הנפץ חווה אפקט בלימה עצום. יש תאוצה שלילית גדולה. ראש הנפץ עם כל החלק הפנימי נמצא בעומס יתר שהולך וגדל במהירות, ואי אפשר להתגונן מעומס יתר.

אסטרונאוטים לא חווים כוחות ג' כאלה במהלך הירידה. רכב מאויש פחות יעיל ואינו מלא בחוזקה כמו ראש נפץ. האסטרונאוטים לא ממהרים לרדת במהירות. ראש נפץ הוא נשק. עליה להגיע למטרה בהקדם האפשרי לפני שהופלה. וככל שקשה יותר ליירט אותו, כך הוא טס מהר יותר. החרוט הוא דמות הזרימה העל-קולית הטובה ביותר. לאחר ששמר על מהירות גבוהה לשכבות התחתונות של האטמוספירה, ראש הנפץ נתקל שם בהאטה גדולה מאוד. לכן אנחנו צריכים מחיצות חזקות ומסגרת כוח. ו"מושבים" נוחים לשני רוכבים - אחרת הם יעופו מהקרקע בעומס יתר.

דיאלוג של תאומים סיאמיים

אגב, מה עם הרוכבים האלה? הגיע הזמן לזכור את הנוסעים הראשיים, כי כעת הם יושבים לא באופן פסיבי, אלא עוברים את הדרך הקשה שלהם, והדיאלוג ביניהם הופך למשמעותי ביותר ברגעים אלו ממש.

המטען פורק במהלך ההובלה. כשהוא מותקן בראש נפץ הוא מורכב, וכאשר מותקן ראש נפץ בטיל הוא מצויד לתצורה מלאה של מוכנה ללחימה (מוכנס יוזם נויטרונים פועם, מצויד במפוצצים וכו'). המטען מוכן לטוס אל המטרה על סיפון ראש הנפץ, אך עדיין אינו מוכן להתפוצץ. ההיגיון כאן ברור: המוכנות המתמדת של המטען לפיצוץ אינה נחוצה והיא מסוכנת מבחינה תיאורטית.

יהיה צורך להעבירו למצב של מוכנות לפיצוץ (ליד המטרה) על ידי אלגוריתמים רציפים מורכבים המבוססים על שני עקרונות: אמינות התנועה לפיצוץ ושליטה בתהליך. מערכת הפיצוץ מעבירה את המטען בזמן קפדני לדרגות מוכנות גבוהות יותר. וכאשר פקודה קרבית לפיצוץ מגיעה מיחידת הבקרה למטען מוכן לחלוטין, הפיצוץ יתרחש מיד, באופן מיידי. ראש נפץ שטס במהירות של כדור צלף יעבור רק כמה מאיות המילימטר, לא יספיק להזיז בחלל אפילו בעובי שערה אנושית, כאשר תתחיל תגובה תרמו-גרעינית, תתפתח, תעבור לחלוטין וכבר הושלם באחריותו, תוך הדגשת כל הכוח הנומינלי.

הבהוב אחרון

לאחר שהשתנה מאוד הן מבחוץ והן בפנים, עבר ראש הנפץ לתוך הטרופוספירה - עשרת הקילומטרים האחרונים של הגובה. היא האטה מאוד. הטיסה היפרסונית התדרדרה למאך על-קולי 3-4. ראש הנפץ מאיר כבר במעומעם, מתפוגג ומתקרב לנקודת המטרה.

רק לעתים רחוקות מתוכנן פיצוץ על פני כדור הארץ - רק עבור עצמים קבורים באדמה כמו ממגורות טילים. רוב המטרות שוכבות על פני השטח. ועבור התבוסה הגדולה ביותר שלהם, הפיצוץ מתבצע בגובה מסוים, בהתאם לעוצמת המטען. עבור עשרים קילוטון טקטיים זה 400-600 מ'. עבור מגהטון אסטרטגי, גובה הפיצוץ האופטימלי הוא 1200 מ' למה? מהפיצוץ עוברים שני גלים באזור. קרוב יותר למוקד, גל הפיצוץ יפגע מוקדם יותר. הוא ייפול וישתקף, יקפוץ לצדדים, שם יתמזג עם גל רענן שזה עתה הגיע לכאן מלמעלה, מנקודת הפיצוץ. שני גלים - שנכנסים ממרכז הפיצוץ ומוחזרים מפני השטח - מצטברים ויוצרים את גל ההלם החזק ביותר בשכבת פני השטח, הגורם העיקרי להרס.

במהלך שיגורי ניסוי, ראש הנפץ בדרך כלל מגיע לקרקע באין מפריע. על הסיפון יש חצי מרכז של חומרי נפץ, שהתפוצצו בסתיו. בשביל מה? ראשית, ראש הנפץ הוא חפץ מסווג ויש להשמיד אותו היטב לאחר השימוש. שנית, הכרחי למערכות המדידה של המזבלה - לזיהוי תפעולי של נקודת הפגיעה ומדידה של סטיות.

משפך עישון רב מטר משלים את התמונה. אבל לפני כן, כמה קילומטרים לפני הפגיעה, נורה מראש הנפץ הניסוי קלטת זיכרון משוריין עם תיעוד של כל מה שתועד על הסיפון במהלך הטיסה. כונן הבזק משוריין זה יבטיח מפני אובדן מידע על הסיפון. היא תמצא בהמשך, כשיגיע מסוק עם קבוצת חיפוש מיוחדת. והם ירשמו את התוצאות של טיסה פנטסטית.

הטיל הבליסטי הבין-יבשתי הראשון עם ראש נפץ גרעיני

ה-ICBM הראשון בעולם עם ראש נפץ גרעיני היה ה-R-7 הסובייטי. היא נשאה ראש נפץ אחד של שלושה מגהטון ויכלה לפגוע בחפצים במרחק של עד 11,000 ק"מ (שינוי 7-A). פרי מוחו של S.P. למרות שהקורולב הוכנס לשירות, הוא התברר כלא יעיל כטיל צבאי בגלל חוסר היכולת להיות בשירות קרבי במשך זמן רב ללא תדלוק נוסף עם מחמצן (חמצן נוזלי). אבל ה-R-7 (והשינויים הרבים שלו) מילאו תפקיד יוצא דופן בחקר החלל.

ראש הנפץ הראשון של ICBM עם מספר ראשי נפץ

כלי הרכב המרובה הראשון בעולם ICBM היה הטיל האמריקאי LGM-30 Minuteman III, שהחל בפריסה ב-1970. בהשוואה לשינוי הקודם, ראש הנפץ W-56 הוחלף בשלושה ראשי נפץ קלים של W-62 שהותקנו בשלב הרבייה. לפיכך, הטיל יכול לפגוע בשלוש מטרות נפרדות, או לרכז את כל שלושת ראשי הנפץ כדי לפגוע באחד בכל פעם. נכון לעכשיו נותר רק ראש נפץ אחד על כל טילי Minuteman III כחלק מיוזמת הפירוק.

ראש נפץ בתשואה משתנה

מאז תחילת שנות ה-60, פותחו טכנולוגיות ליצירת ראשי נפץ תרמו-גרעיניים בעלי תפוקה משתנה. אלה כוללים, למשל, את ראש הנפץ W80, שהותקן, במיוחד, על טיל הטומהוק. טכנולוגיות אלו נוצרו עבור מטענים תרמו-גרעיניים שנבנו על פי שיטת Teller-Ulam, כאשר תגובת הביקוע של גרעיני האיזוטופים של אורניום או פלוטוניום מעוררת תגובת היתוך (כלומר, פיצוץ תרמו-גרעיני). השינוי בכוח התרחש על ידי ביצוע התאמות לאינטראקציה של שני השלבים.

נ.ב. עוד אני רוצה להוסיף ששם למעלה, גם יחידות השיבוש ממלאות את תפקידן, משתחררים פתילים ובנוסף מפוצצים את השלבים העליונים ו/או האוטובוס לאחר הרבייה על מנת להגדיל את מספר המטרות על המכ"מים ועומס יתר על מערכת ההגנה מפני טילים.

מאות אלפי כלי נשק מפורסמים ונשכחים מהעת העתיקה נלחמו בחיפוש אחר הנשק האידיאלי המסוגל לאדות את צבא האויב בלחיצה אחת. מעת לעת, ניתן למצוא זכר לחיפושים אלה באגדות, המתארים באופן סביר פחות או יותר חרב נס או קשת שפוגעת ללא החמצה.

למרבה המזל, ההתקדמות הטכנולוגית נעה כל כך לאט במשך זמן רב, עד שההתגלמות האמיתית של כלי ריסוק נותרה בחלומות ובסיפורים בעל פה, ובהמשך בדפי הספרים. הקפיצה המדעית והטכנולוגית של המאה ה-19 סיפקה את התנאים ליצירת הפוביה העיקרית של המאה ה-20. הפצצה הגרעינית, שנוצרה ונוסתה בתנאים אמיתיים, חוללה מהפכה הן בענייני הצבא והן בפוליטיקה.

ההיסטוריה של יצירת הנשק

במשך זמן רב, האמינו כי ניתן ליצור את כלי הנשק החזקים ביותר רק באמצעות חומרי נפץ. התגליות של מדענים שעבדו עם החלקיקים הקטנים ביותר סיפקו הצדקה מדעית לעובדה שבעזרת חלקיקים אלמנטריים ניתן לייצר אנרגיה עצומה. הראשון בסדרה של חוקרים יכול להיקרא Becquerel, אשר בשנת 1896 גילה את הרדיואקטיביות של מלחי אורניום.

האורניום עצמו ידוע מאז 1786, אך באותה תקופה איש לא חשד ברדיואקטיביות שלו. עבודתם של מדענים בתחילת המאות ה-19 וה-20 חשפה לא רק תכונות פיזיקליות מיוחדות, אלא גם את האפשרות לקבל אנרגיה מחומרים רדיואקטיביים.

האפשרות לייצור כלי נשק על בסיס אורניום תוארה לראשונה בפירוט, פורסמה ורשומה בפטנט על ידי פיזיקאים צרפתים, בני הזוג ג'וליוט-קירי ב-1939.

למרות הערך לנשק, המדענים עצמם התנגדו נחרצות ליצירת נשק הרסני שכזה.

לאחר שעברו את מלחמת העולם השנייה בהתנגדות, בשנות ה-50, בני הזוג (פרדריק ואיירין), שהבינו את כוחה ההרסני של המלחמה, בעד פירוק כללי מנשקם. הם נתמכים על ידי נילס בוהר, אלברט איינשטיין ופיזיקאים בולטים אחרים באותה תקופה.

בינתיים, בזמן שבני הזוג ג'וליוט-קיורי היו עסוקים בבעיית הנאצים בפריז, בצד השני של כדור הארץ, באמריקה, פותח המטען הגרעיני הראשון בעולם. רוברט אופנהיימר, שהוביל את העבודה, קיבל את הסמכויות הרחבות ביותר ומשאבים אדירים. סוף 1941 היה בסימן תחילתו של פרויקט מנהטן, שהוביל בסופו של דבר ליצירת המטען הגרעיני הקרבי הראשון.

בעיירה לוס אלמוס, ניו מקסיקו, הוקמו מתקני הייצור הראשונים לייצור אורניום בדרגת נשק. בעתיד יופיעו אותם מרכזים גרעיניים ברחבי המדינה, למשל בשיקגו, באוק רידג', טנסי, בוצעו מחקרים גם בקליפורניה. מיטב הכוחות של הפרופסורים של אוניברסיטאות אמריקאיות, כמו גם פיזיקאים שברחו מגרמניה, הושלכו ליצירת הפצצה.

ב"רייך השלישי" עצמו הושקה העבודה על יצירת סוג חדש של נשק באופן אופייני לפיהרר.

מכיוון שהדיבוק התעניין יותר בטנקים ובמטוסים, וכמה שיותר טוב, הוא לא ראה צורך רב בפצצת נס חדשה.

בהתאם לכך, פרויקטים שלא נתמכו על ידי היטלר, במקרה הטוב, נעו בקצב של חילזון.

כשהחל לאפות, והתברר שהטנקים והמטוסים נבלעו על ידי החזית המזרחית, נשק הנס החדש קיבל תמיכה. אבל זה היה מאוחר מדי, בתנאי ההפצצה והחשש המתמיד מטריזי טנקים סובייטיים, לא ניתן היה ליצור מכשיר עם רכיב גרעיני.

ברית המועצות הייתה קשובה יותר לאפשרות ליצור סוג חדש של נשק הרסני. בתקופה שלפני המלחמה, פיזיקאים אספו וסיכמו ידע כללי על אנרגיה גרעינית ועל האפשרות ליצור נשק גרעיני. המודיעין עבד קשה במהלך כל תקופת יצירת הפצצה הגרעינית הן בברית המועצות והן בארה"ב. למלחמה היה תפקיד משמעותי בבלימת קצב הפיתוח, שכן משאבים אדירים הלכו לחזית.

נכון, האקדמאי קורצ'טוב איגור ואסילביץ', עם ההתמדה האופיינית לו, קידם את עבודתן של כל היחידות הכפופות גם בכיוון זה. במבט מעט קדימה, זה יהיה זה שיקבל הוראה להאיץ את פיתוח הנשק לנוכח איום התקיפה אמריקאית על ערי ברית המועצות. זה הוא, שעמד בחצץ של מכונה ענקית של מאות ואלפי מדענים ופועלים, שיזכה בתואר הכבוד של אבי הפצצה הגרעינית הסובייטית.

המבחן הראשון בעולם

אבל בחזרה לתוכנית הגרעין האמריקנית. עד קיץ 1945, מדענים אמריקאים הצליחו ליצור את הפצצה הגרעינית הראשונה בעולם. כל ילד שהכין את עצמו או קנה חזיז רב עוצמה בחנות חווה ייסורים יוצאי דופן, ורוצה לפוצץ אותו בהקדם האפשרי. בשנת 1945, מאות צבא ומדענים אמריקאים חוו את אותו הדבר.

ב-16 ביוני 1945, במדבר אלאמגורדו, ניו מקסיקו, בוצעו ניסויי הנשק הגרעיני הראשונים בהיסטוריה ואחד הפיצוצים החזקים ביותר באותה תקופה.

עדי ראייה שצפו בפיצוץ מהבונקר נפגעו מהכוח שבו התפוצץ המטען בראש מגדל פלדה בגובה 30 מטר. בהתחלה הכל היה מוצף באור, חזק פי כמה מהשמש. ואז עלה כדור אש לשמיים, והפך לעמוד עשן, שהתעצב בפטרייה המפורסמת.

ברגע שהאבק שקע, מיהרו חוקרים ויצרני פצצות למקום הפיצוץ. הם צפו בהשלכות מטנקי שרמן עם עופרת. מה שהם ראו הבהיל אותם, שום נשק לא יעשה נזק כזה. החול נמס לזכוכית במקומות.

כמו כן נמצאו שרידים זעירים של המגדל, במשפך בקוטר עצום, מבנים מרוטשים ומקוטעים המחישו בבירור את כוח ההרס.

גורמים משפיעים

הפיצוץ הזה נתן את המידע הראשון על כוחו של הנשק החדש, על איך הוא יכול להשמיד את האויב. אלו מספר גורמים:

• קרינת אור, הבזק שיכול לעוור אפילו איברי ראייה מוגנים;
• גל הלם, זרם אוויר צפוף שנע מהמרכז, והורס את רוב הבניינים;
• פולס אלקטרומגנטי המנטרל את רוב הציוד ואינו מאפשר שימוש בתקשורת בפעם הראשונה לאחר הפיצוץ;
• קרינה חודרת, הגורם המסוכן ביותר למי שמצא מקלט מגורמים מזיקים אחרים, מחולקת לקרינת אלפא-ביתא-גמא;
• זיהום רדיואקטיבי שיכול להשפיע לרעה על הבריאות והחיים במשך עשרות ואף מאות שנים.

השימוש הנוסף בנשק גרעיני, כולל בלחימה, הראה את כל תכונות ההשפעה על אורגניזמים חיים ועל הטבע. 6 באוגוסט 1945 היה היום האחרון לעשרות אלפי תושבי העיר הקטנה הירושימה, שהתפרסמה אז בכמה מתקנים צבאיים חשובים.

תוצאת המלחמה באוקיינוס ​​השקט הייתה ידועה מראש, אך הפנטגון חשב שהמבצע בארכיפלג היפני יעלה יותר ממיליון חייהם של חיילי הנחתים האמריקאים. הוחלט להרוג כמה ציפורים במכה אחת, להוציא את יפן מהמלחמה, לחסוך במבצע הנחיתה, לבחון נשק חדש בפעולה ולהכריז על כך לכל העולם, ובעיקר לברית המועצות.

בשעה אחת לפנות בוקר המריא למשימה המטוס שעליו אותרה הפצצה הגרעינית "קיד".

מטען חבלה שהוטל מעל העיר התפוצץ בגובה של כ-600 מטר בשעה 8:15 בבוקר. כל המבנים שנמצאו במרחק של 800 מטרים מהמוקד נהרסו. קירותיהם של מבנים בודדים בלבד שרדו, המיועדים לרעידת אדמה של 9 נקודות.

מכל עשרה אנשים שהיו בזמן הפיצוץ ברדיוס של 600 מטר, רק אחד יכול היה לשרוד. קרינת האור הפכה אנשים לפחם, והותירה עקבות של צל על האבן, חותם כהה של המקום שבו היה האדם. גל הפיצוץ שנוצר היה כה חזק שהוא הצליח להפיל זכוכית במרחק של 19 קילומטרים מאתר הפיצוץ.

זרם אוויר צפוף הפיל נער אחד מהבית דרך החלון, נחת, הבחור ראה איך קירות הבית מתקפלים כמו קלפים. בעקבות גל הפיצוץ נוצרה מערבולת לוהטת שהשמידה את אותם תושבים מעטים ששרדו את הפיצוץ ולא הספיקו לצאת מאזור האש. אלו שהיו במרחק מהפיצוץ החלו לחוות חוסר כושר גופני חמור, שסיבתו לא הייתה ברורה לרופאים בתחילה.

הרבה יותר מאוחר, כמה שבועות לאחר מכן, הוטבע המונח "הרעלת קרינה", המכונה כיום מחלת קרינה.

יותר מ-280 אלף בני אדם הפכו לקורבנות של פצצה אחת בלבד, הן ישירות מהפיצוץ והן ממחלות שלאחר מכן.

הפצצת יפן בנשק גרעיני לא הסתיימה בכך. על פי התוכנית, רק ארבע עד שש ערים היו אמורות להיפגע, אך תנאי מזג האוויר אפשרו לפגוע רק בנגאסאקי. בעיר זו, יותר מ-150 אלף איש הפכו לקורבנות של פצצת האיש השמן.

הבטחות של הממשלה האמריקאית לבצע שביתות כאלה לפני שיפן תיכנע הובילו להפוגה, ולאחר מכן לחתימת הסכם שסיים את מלחמת העולם. אבל לגבי נשק גרעיני זו הייתה רק ההתחלה.

הפצצה החזקה ביותר בעולם

התקופה שלאחר המלחמה התאפיינה בעימות בין גוש ברית המועצות ובעלות בריתה עם ארה"ב ונאט"ו. בשנות ה-40 האמריקאים שקלו ברצינות לתקוף את ברית המועצות. כדי להכיל את בעל הברית לשעבר, היה צורך לזרז את העבודה על יצירת פצצה, וכבר ב-1949, ב-29 באוגוסט, הסתיים המונופול האמריקאי בנשק גרעיני. במהלך מירוץ החימוש, שני ניסויים של ראשי נפץ גרעיניים ראויים לתשומת הלב הגדולה ביותר.

ביקיני אטול, הידוע בעיקר בבגדי ים קלילים, בשנת 1954 ממש רעם בכל העולם בקשר לניסויים של מטען גרעיני בעל כוח מיוחד.

האמריקאים, לאחר שהחליטו לבדוק עיצוב חדש של נשק אטומי, לא חישבו את המטען. כתוצאה מכך התברר שהפיצוץ היה חזק פי 2.5 מהמתוכנן. תושבי האיים הסמוכים, כמו גם הדייגים היפנים שנמצאים בכל מקום, הותקפו.

אבל זו לא הייתה הפצצה האמריקאית החזקה ביותר. ב-1960 הוכנסה לשירות הפצצה הגרעינית B41, שלא עברה ניסויים מלאים בגלל כוחה. עוצמת המטען חושבה באופן תיאורטי, מחשש לפוצץ נשק מסוכן שכזה במגרש האימונים.

ברית המועצות, שאהבה להיות הראשונה בכל דבר, חוותה ב-1961, שכונה אחרת "אמא של קוזקין".

בתגובה לסחיטה הגרעינית של אמריקה, מדענים סובייטים יצרו את הפצצה החזקה ביותר בעולם. נבדק על Novaya Zemlya, הוא הותיר את חותמו כמעט בכל פינה בעולם. לפי זיכרונות, רעידת אדמה קלה הורגשה בפינות הנידחות ביותר בזמן הפיצוץ.

גל הפיצוץ, כמובן, לאחר שאיבד את כל כוחו ההרסני, הצליח להקיף את כדור הארץ. עד כה, זוהי הפצצה הגרעינית החזקה ביותר בעולם, שנוצרה ונבדקה על ידי האנושות. כמובן, אם ידיו היו מתירות, הפצצה הגרעינית של קים ג'ונג און הייתה חזקה יותר, אבל אין לו כדור הארץ החדש כדי לבדוק אותה.

מכשיר פצצת אטום

שקול מכשיר פרימיטיבי מאוד, אך ורק לשם הבנה, של פצצת האטום. ישנם סוגים רבים של פצצות אטום, אך קחו בחשבון את שלושת העיקריות שבהן:

• אורניום, המבוסס על אורניום 235 התפוצץ לראשונה מעל הירושימה;
• פלוטוניום, המבוסס על פלוטוניום 239, התפוצץ לראשונה מעל נגסאקי;
• תרמו-גרעיני, הנקרא לפעמים מימן, המבוסס על מים כבדים עם דאוטריום וטריטיום, למרבה המזל, זה לא שימש נגד האוכלוסייה.

שתי הפצצות הראשונות מבוססות על השפעת ביקוע של גרעינים כבדים לקטנים יותר על ידי תגובה גרעינית בלתי מבוקרת עם שחרור כמות עצומה של אנרגיה. השלישי מבוסס על היתוך של גרעיני מימן (או ליתר דיוק, האיזוטופים שלו של דאוטריום וטריטיום) עם היווצרות הליום, שהוא כבד יותר ביחס למימן. עם אותו משקל של פצצה, פוטנציאל ההרס של פצצת מימן גדול פי 20.

אם עבור אורניום ופלוטוניום מספיק להפגיש מסה גדולה מהקריטית (בה מתחילה תגובת שרשרת), אז למימן זה לא מספיק.

כדי לחבר בצורה מהימנה כמה חתיכות אורניום לאחת, נעשה שימוש באפקט האקדח, שבו יורים חתיכות קטנות יותר של אורניום לעבר גדולות יותר. ניתן להשתמש גם באבק שריפה, אך חומרי נפץ בעלי הספק נמוך משמשים לאמינות.

בפצצת פלוטוניום מניחים חומרי נפץ סביב מטילי פלוטוניום כדי ליצור את התנאים הדרושים לתגובת שרשרת. בשל ההשפעה המצטברת, כמו גם יוזם הנייטרונים הממוקם ממש במרכז (בריליום עם כמה מיליגרם פולוניום), מושגים התנאים הדרושים.

יש לו מטען ראשי, שאינו יכול להתפוצץ מעצמו, ופיוז. כדי ליצור תנאים להתמזגות של גרעיני דאוטריום וטריטיום, יש צורך בלחצים וטמפרטורות בלתי נתפסות עבורנו לפחות בנקודה אחת. מה שקורה אחר כך זו תגובת שרשרת.

כדי ליצור פרמטרים כאלה, הפצצה כוללת מטען גרעיני קונבנציונלי, אך בעל הספק נמוך, שהוא הפתיל. ערעורו יוצרת את התנאים לתחילתה של תגובה תרמו-גרעינית.

כדי להעריך את כוחה של פצצת אטום, נעשה שימוש במה שנקרא "מקבילה ל-TNT". פיצוץ הוא שחרור אנרגיה, חומר הנפץ המפורסם ביותר בעולם הוא TNT (TNT - טריניטרוטולואן), וכל סוגי חומרי הנפץ החדשים משווים לו. פצצה "קיד" - 13 קילוטון של TNT. זה שווה ערך ל-13000.

פצצה "איש שמן" - 21 קילוטון, "צאר בומבה" - 58 מגה טון של TNT. זה מפחיד לחשוב על 58 מיליון טון של חומר נפץ מרוכז במסה של 26.5 טון, זה כמה כיף הפצצה הזו.

הסכנה של מלחמה גרעינית ואסונות הקשורים באטום

כשהופיע בעיצומה של המלחמה הנוראה ביותר של המאה העשרים, נשק גרעיני הפך לסכנה הגדולה ביותר לאנושות. מיד לאחר מלחמת העולם השנייה החלה המלחמה הקרה, כמה פעמים כמעט והסלימה לסכסוך גרעיני מלא. האיום בשימוש בפצצות גרעיניות ובטילים על ידי לפחות צד אחד החל לדון כבר בשנות החמישים.

כולם הבינו ומבינים שלא יכולים להיות מנצחים במלחמה הזו.

לבלימה, מאמצים של מדענים ופוליטיקאים רבים נעשו ונעשים. אוניברסיטת שיקגו, תוך שימוש בחוות הדעת של מדעני גרעין מוזמנים, כולל חתני פרס נובל, מכוונת את שעון יום הדין דקות ספורות לפני חצות. חצות מציינת אסון גרעיני, תחילתה של מלחמת עולם חדשה והרס העולם הישן. בשנים שונות, מחוגי השעון נעו בין 17 ל-2 דקות לחצות.

יש גם כמה תאונות גדולות שהתרחשו בתחנות כוח גרעיניות. לקטסטרופות הללו יש קשר עקיף לנשק, תחנות כוח גרעיניות עדיין שונות מפצצות גרעיניות, אבל הן מציגות בצורה מושלמת את התוצאות של שימוש באטום למטרות צבאיות. הגדול שבהם:

• 1957, תאונת קישטים, עקב כשל במערכת האחסון, אירע פיצוץ ליד קישטים;
• 1957, בריטניה, בצפון מערב אנגליה, האבטחה לא נבדקה;
• 1979, ארה"ב, עקב דליפה שהתגלתה בטרם עת, אירעו פיצוץ ושחרור מתחנת כוח גרעינית;
• 1986, טרגדיה בצ'רנוביל, פיצוץ יחידת הכוח הרביעית;
• 2011, תאונה בתחנת פוקושימה, יפן.

כל אחת מהטרגדיות הללו הותירה חותם כבד על גורלם של מאות אלפי אנשים והפכה אזורים שלמים לאזורים שאינם מגורים עם שליטה מיוחדת.

היו תקריות שכמעט עלו בתחילתו של אסון גרעיני. צוללות גרעיניות סובייטיות עברו שוב ושוב תאונות הקשורות לכור על סיפונה. האמריקנים הפילו את מפציץ סופרפורטרס עם שתי פצצות גרעיניות מארק 39, בקיבולת של 3.8 מגה טון. אבל "מערכת הביטחון" שעבדה לא אפשרה למטענים להתפוצץ והקטסטרופה נמנעה.

נשק גרעיני בעבר ובהווה

היום ברור לכל אחד שמלחמה גרעינית תהרוס את האנושות המודרנית. בינתיים, הרצון להחזיק נשק גרעיני ולהיכנס למועדון הגרעיני, או ליתר דיוק לצלול לתוכו על ידי בעיטה למטה, עדיין רודף את מוחותיהם של חלק ממנהיגי המדינה.

הודו ופקיסטן יצרו נשק גרעיני באופן שרירותי, הישראלים מסתירים את נוכחות הפצצה.

עבור חלקם, החזקת פצצה גרעינית היא דרך להוכיח את חשיבותם בזירה הבינלאומית. עבור אחרים, זוהי ערובה לאי-התערבות של דמוקרטיה מכונפת או גורמים אחרים מבחוץ. אבל העיקר שהמניות האלה לא נכנסות לעסקים, שבשבילם הן נוצרו באמת.

וִידֵאוֹ

צפון קוריאה מאיימת על ארה"ב בניסוי פצצת מימן רב עוצמה באוקיינוס ​​השקט. יפן, שעלולה לסבול מהבדיקות, כינתה את התוכניות של צפון קוריאה בלתי מקובלות לחלוטין. הנשיאים דונלד טראמפ וקים ג'ונג און מקללים בראיונות ומדברים על סכסוך צבאי פתוח. למי שלא מבין בנשק גרעיני, אבל רוצה להיות בנושא, "עתידנית" הרכיב מדריך.

איך פועל נשק גרעיני?

כמו מקל רגיל של דינמיט, פצצה גרעינית משתמשת באנרגיה. רק שהוא משתחרר לא במהלך תגובה כימית פרימיטיבית, אלא בתהליכים גרעיניים מורכבים. ישנן שתי דרכים עיקריות להפיק אנרגיה גרעינית מאטום. IN ביקוע גרעיני גרעין האטום מתפצל לשני שברים קטנים יותר עם נויטרון. היתוך גרעיני - התהליך שבו השמש מייצרת אנרגיה - כולל שילוב של שני אטומים קטנים יותר ליצירת אחד גדול יותר. בכל תהליך, ביקוע או היתוך, משתחררות כמויות גדולות של אנרגיה תרמית וקרינה. תלוי אם נעשה שימוש בביקוע גרעיני או בהיתוך, פצצות מחולקות ל גרעיני (אטומי) ו תֶרמוֹגַרעִינִי .

אתה יכול לפרט על ביקוע גרעיני?

פיצוץ פצצת אטום מעל הירושימה (1945)

כזכור, אטום מורכב משלושה סוגים של חלקיקים תת-אטומיים: פרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים. מרכז האטום נקרא הליבה , מורכב מפרוטונים ונויטרונים. פרוטונים טעונים חיובית, אלקטרונים טעונים שלילי, ולנייטרונים אין מטען כלל. היחס בין פרוטון-אלקטרון הוא תמיד אחד לאחד, כך שלאטום בכללותו יש מטען ניטרלי. לדוגמה, לאטום פחמן יש שישה פרוטונים ושישה אלקטרונים. חלקיקים מוחזקים יחד על ידי כוח יסודי - כוח גרעיני חזק .

תכונותיו של אטום יכולות להשתנות מאוד בהתאם למספר החלקיקים השונים שהוא מכיל. אם תשנה את מספר הפרוטונים, יהיה לך יסוד כימי שונה. אם אתה משנה את מספר הנייטרונים, אתה מקבל אִיזוֹטוֹפּ אותו אלמנט שיש לך בידיים. לדוגמה, לפחמן יש שלושה איזוטופים: 1) פחמן-12 (שישה פרוטונים + שישה נויטרונים), צורה יציבה ונפוצה של היסוד, 2) פחמן-13 (שישה פרוטונים + שבעה נויטרונים), שהוא יציב אך נדיר, ו-3) פחמן -14 (שישה פרוטונים + שמונה נויטרונים), שהוא נדיר ולא יציב (או רדיואקטיבי).

רוב גרעיני האטום יציבים, אך חלקם אינם יציבים (רדיואקטיביים). הגרעינים הללו פולטים באופן ספונטני חלקיקים שמדענים מכנים קרינה. תהליך זה נקרא ריקבון רדיואקטיבי . ישנם שלושה סוגים של ריקבון:

ריקבון אלפא : הגרעין פולט חלקיק אלפא - שני פרוטונים ושני נויטרונים קשורים זה לזה. ריקבון בטא : הנייטרון הופך לפרוטון, אלקטרון ואנטי-נייטרינו. האלקטרון הנפלט הוא חלקיק בטא. חלוקה ספונטנית: הגרעין מתפרק לכמה חלקים ופולט נויטרונים, וגם פולט פולס של אנרגיה אלקטרומגנטית - קרן גמא. זהו הסוג האחרון של ריקבון המשמש בפצצה הגרעינית. ניוטרונים חופשיים הנפלטים מביקוע מתחילים תגובת שרשרת מה שמשחרר כמות עצומה של אנרגיה.

ממה עשויות פצצות גרעיניות?

ניתן לייצר אותם מאורניום-235 ופלוטוניום-239. אורניום מופיע בטבע כתערובת של שלושה איזוטופים: 238U (99.2745% מהאורניום הטבעי), 235U (0.72%) ו-234U (0.0055%). ה-238 U הנפוץ ביותר אינו תומך בתגובת שרשרת: רק 235 U מסוגל לכך. כדי להשיג את עוצמת הפיצוץ המקסימלית, יש צורך שתכולת ה-235 U ב"סתימה" של הפצצה תהיה לפחות 80%. לכן, אורניום נופל באופן מלאכותי להעשיר . לשם כך, תערובת איזוטופי האורניום מחולקת לשני חלקים כך שאחד מהם מכיל יותר מ-235 U.

בדרך כלל, כאשר איזוטופים מופרדים, יש הרבה אורניום מדולדל שלא יכול להתחיל תגובת שרשרת – אבל יש דרך לגרום לזה לעשות את זה. העובדה היא שפלוטוניום-239 אינו מתרחש בטבע. אבל אפשר להשיג אותו על ידי הפצצת 238 U בניוטרונים.

איך מודדים את הכוח שלהם?

כוחו של מטען גרעיני ותרמו-גרעיני נמדד בשווי TNT - כמות הטריניטרוטולואן שיש לפוצץ כדי לקבל תוצאה דומה. הוא נמדד בקילוטון (kt) ובמגהטון (Mt). הכוח של נשק גרעיני קטן במיוחד הוא פחות מ-1 קראט, בעוד שפצצות סופר-עוצמתיות מעניקות יותר מ-1 מ"ט.

כוחו של הצאר הסובייטי בומבה, לפי מקורות שונים, נע בין 57 ל-58.6 מגה-טון של TNT, כוחה של הפצצה התרמו-גרעינית ש-DPRK ניסתה בתחילת ספטמבר היה כ-100 קילוטון.

מי יצר נשק גרעיני?

הפיזיקאי האמריקאי רוברט אופנהיימר והגנרל לסלי גרובס

בשנות ה-30, פיזיקאי איטלקי אנריקו פרמי הוכיח שניתן להמיר אלמנטים מופגזים בניוטרונים ליסודות חדשים. התוצאה של עבודה זו הייתה הגילוי נויטרונים איטיים , כמו גם גילוי של יסודות חדשים שאינם מיוצגים בטבלה המחזורית. זמן קצר לאחר הגילוי של פרמי, מדענים גרמנים אוטו האן ו פריץ שטרסמן הפציץ אורניום בניוטרונים, וכתוצאה מכך נוצר איזוטופ רדיואקטיבי של בריום. הם הגיעו למסקנה שנייטרונים במהירות נמוכה גורמים לגרעין האורניום להישבר לשתי חתיכות קטנות יותר.

עבודה זו ריגשה את מוחות העולם כולו. באוניברסיטת פרינסטון נילס בוהר עבד עם ג'ון וילר לפתח מודל היפותטי של תהליך הביקוע. הם הציעו שאורניום-235 עובר ביקוע. בערך באותו זמן, מדענים אחרים גילו שתהליך הביקוע מייצר אפילו יותר נויטרונים. זה גרם לבוהר ולווילר לשאול שאלה חשובה: האם הנייטרונים החופשיים שנוצרו בביקוע יכולים לעורר תגובת שרשרת שתשחרר כמות עצומה של אנרגיה? אם כן, אז ניתן ליצור נשק בעל כוח בלתי נתפס. ההנחות שלהם אושרו על ידי הפיזיקאי הצרפתי פרדריק ג'וליוט-קירי . מסקנתו הייתה הדחף לפיתוח נשק גרעיני.

הפיזיקאים של גרמניה, אנגליה, ארה"ב ויפן עבדו על יצירת נשק אטומי. לפני פרוץ מלחמת העולם השנייה אלברט איינשטיין כתב לנשיא ארצות הברית פרנקלין רוזוולט שגרמניה הנאצית מתכננת לטהר אורניום-235 וליצור פצצת אטום. כעת התברר שגרמניה רחוקה מלבצע תגובת שרשרת: הם עבדו על פצצה "מלוכלכת", רדיואקטיבית ביותר. כך או כך, ממשלת ארה"ב השקיעה את כל מאמציה ליצור פצצת אטום בזמן הקצר ביותר. פרויקט מנהטן הושק, בהובלת פיזיקאי אמריקאי רוברט אופנהיימר וכללי לסלי גרובס . השתתפו בו מדענים בולטים שהיגרו מאירופה. עד קיץ 1945 נוצר נשק אטומי המבוסס על שני סוגים של חומר בקיע - אורניום-235 ופלוטוניום-239. פצצה אחת, הפלוטוניום "דבר", פוצצה במהלך ניסויים, ושתיים נוספות, האורניום "קיד" והפלוטוניום "איש שמן", הוטלו על הערים היפניות הירושימה ונגסאקי.

כיצד פועלת פצצה תרמו-גרעינית ומי המציא אותה?

הפצצה התרמו-גרעינית מבוססת על התגובה היתוך גרעיני . בניגוד לביקוע גרעיני, שיכול להתרחש הן באופן ספונטני והן באופן מאולץ, היתוך גרעיני בלתי אפשרי ללא אספקת אנרגיה חיצונית. גרעיני אטום טעונים חיובית, ולכן הם דוחים זה את זה. מצב זה נקרא מחסום קולומב. כדי להתגבר על הדחייה, יש צורך לפזר את החלקיקים הללו במהירויות מטורפות. אפשר לעשות זאת בטמפרטורות גבוהות מאוד - בסדר גודל של כמה מיליוני קלווין (ומכאן השם). ישנם שלושה סוגים של תגובות תרמו-גרעיניות: מקיימות את עצמן (מתרחשות בפנים הכוכבים), מבוקרות ובלתי מבוקרות או נפיצות - הן משמשות בפצצות מימן.

הרעיון של פצצת היתוך תרמו-גרעיני שיזמה מטען אטומי הוצע על ידי אנריקו פרמי לעמיתו אדוארד טלר עוד ב-1941, ממש בתחילת פרויקט מנהטן. עם זאת, באותו זמן רעיון זה לא היה מבוקש. ההתפתחויות של טלר השתפרו סטניסלב עולם , מה שהופך את הרעיון של פצצה תרמו-גרעינית למעשית. בשנת 1952, מטען הנפץ התרמו-גרעיני הראשון נוסה באטול Enewetok במהלך מבצע אייבי מייק. עם זאת, זו הייתה דגימת מעבדה, שאינה מתאימה ללחימה. שנה לאחר מכן, ברית המועצות פוצצה את הפצצה התרמו-גרעינית הראשונה בעולם, שהורכבה לפי תכנון של פיזיקאים. אנדריי סחרוב ו ג'וליה חריטון . המכשיר דמה לעוגת שכבות, ולכן הנשק האדיר זכה לכינוי "סלויקה". במהלך המשך הפיתוח, נולדה הפצצה החזקה ביותר על פני כדור הארץ, "הצאר בומבה" או "אמא של קוזקין". באוקטובר 1961 הוא נוסה בארכיפלג נובאיה זמליה.

ממה עשויות פצצות תרמו-גרעיניות?

אם חשבת כך מֵימָן ופצצות תרמו-גרעיניות זה דברים שונים, טעית. מילים אלו הן מילים נרדפות. מימן (או יותר נכון, האיזוטופים שלו - דאוטריום וטריטיום) הוא שנדרש לביצוע תגובה תרמו-גרעינית. עם זאת, ישנו קושי: כדי לפוצץ פצצת מימן יש צורך קודם כל להשיג טמפרטורה גבוהה במהלך פיצוץ גרעיני קונבנציונלי - רק אז יתחילו גרעיני האטום להגיב. לכן, במקרה של פצצה תרמו-גרעינית, העיצוב משחק תפקיד חשוב.

שתי תוכניות ידועות. הראשון הוא ה"פאף" של סחרוב. במרכזו היה נפץ גרעיני, שהיה מוקף בשכבות של ליתיום דאוטריד מעורבב בטריטיום, שהיו משובצות בשכבות של אורניום מועשר. תכנון זה איפשר להשיג כוח בטווח של הר אחד. השני הוא תוכנית Teller-Ulam האמריקאית, שבה אותרו הפצצה הגרעינית ואיזוטופי מימן בנפרד. זה נראה כך: מלמטה - מיכל עם תערובת של דאוטריום נוזלי וטריטיום, שבמרכזו היה "מצת" - מוט פלוטוניום, ומלמעלה - מטען גרעיני רגיל, וכל זה ב- פגז של מתכת כבדה (לדוגמה, אורניום מדולדל). נויטרונים מהירים המיוצרים במהלך הפיצוץ גורמים לתגובות ביקוע אטומי במעטפת האורניום ומוסיפים אנרגיה לכלל האנרגיה של הפיצוץ. הוספת שכבות נוספות של ליתיום אורניום-238 דיוטריד מאפשרת ליצור קליעים בעלי כוח בלתי מוגבל. בשנת 1953 הפיזיקאי הסובייטי ויקטור דוידנקו חזר בטעות על רעיון טלר-עולם, ועל בסיסו הגה סחרוב תוכנית רב-שלבית שאפשרה ליצור נשק בעל עוצמה חסרת תקדים. על פי תוכנית זו עבדה אמה של קוזקינה.

איזה עוד פצצות יש?

יש גם ניוטרונים, אבל זה בדרך כלל מפחיד. למעשה, פצצת נויטרונים היא פצצה תרמו-גרעינית בעלת תפוקה נמוכה, ש-80% מאנרגיית הפיצוץ שלה היא קרינה (קרינת נייטרונים). זה נראה כמו מטען גרעיני רגיל בעל תפוקה נמוכה, שאליו מתווסף גוש עם איזוטופ בריליום - מקור לנייטרונים. כאשר נשק גרעיני מתפוצץ, מתחילה תגובה תרמו-גרעינית. סוג זה של נשק פותח על ידי פיזיקאי אמריקאי שמואל כהן . האמינו שנשק נויטרונים הורסים את כל החיים אפילו במקלטים, אולם טווח ההשמדה של כלי נשק כזה הוא קטן, מכיוון שהאטמוספירה מפזרת שטפי נויטרונים מהירים, וגל ההלם חזק יותר במרחקים גדולים.

אבל מה עם פצצת הקובלט?

לא, בן, זה פנטסטי. לאף מדינה אין באופן רשמי פצצות קובלט. תיאורטית, מדובר בפצצה תרמו-גרעינית עם מעטפת קובלט, המספקת זיהום רדיואקטיבי חזק של האזור גם בפיצוץ גרעיני חלש יחסית. 510 טונות של קובלט יכולים להדביק את כל פני כדור הארץ ולהרוס את כל החיים על הפלנטה. פִיסִיקַאִי ליאו סילארד , שתיאר את העיצוב ההיפותטי הזה ב-1950, כינה אותו "מכונת יום הדין".

מה מגניב יותר: פצצה גרעינית או תרמו-גרעינית?

דגם בקנה מידה מלא של "צאר-בומבה"

פצצת המימן הרבה יותר מתקדמת ומתקדמת טכנולוגית מפצצת האטום. כוח הנפץ שלו עולה בהרבה על זה של אטומי והוא מוגבל רק על ידי מספר הרכיבים הזמינים. בתגובה תרמו-גרעינית, עבור כל נוקלאון (מה שנקרא גרעיני המרכיבים, הפרוטונים והנייטרונים), משתחררת הרבה יותר אנרגיה מאשר בתגובה גרעינית. לדוגמה, במהלך ביקוע של גרעין אורניום, נוקלאון אחד אחראי ל-0.9 MeV (מגה-אלקטרון-וולט), ובמהלך סינתזה של גרעין הליום מגרעיני מימן, משתחררת אנרגיה השווה ל-6 MeV.

כמו פצצות לִמְסוֹרלמטרה?

בתחילה, הם הושמטו ממטוסים, אך ההגנה האווירית שופרו כל הזמן, ואספקת נשק גרעיני בדרך זו הוכיחה את עצמה כבלתי נבונה. עם הגידול בייצור טכנולוגיית הרקטות, הועברו כל הזכויות לאספקת נשק גרעיני לטילים בליסטיים וטילי שיוט של בסיסים שונים. לכן, פצצה היא כבר לא פצצה, אלא ראש נפץ.

ישנה דעה כי פצצת המימן הצפון קוריאנית גדולה מכדי להתקין אותה על רקטה - כך שאם DPRK תחליט להביא את האיום לחיים, היא תועבר בספינה למקום הפיצוץ.

מהן ההשלכות של מלחמה גרעינית?

הירושימה ונגסקי הם רק חלק קטן מהאפוקליפסה האפשרית. למשל, ההשערה הידועה של "חורף גרעיני", שהועלתה על ידי האסטרופיזיקאי האמריקאי קרל סייגן והגיאופיזיקאי הסובייטי ג'ורג'י גוליצין. ההנחה היא שפיצוץ של כמה ראשי נפץ גרעיניים (לא במדבר או במים, אלא בהתנחלויות) יגרום לשריפות רבות, וכמות גדולה של עשן ופיח יתיזו לאטמוספירה, מה שיוביל להתקררות עולמית. ההשערה זוכה לביקורת על ידי השוואת ההשפעה לפעילות געשית, אשר משפיעה מעט על האקלים. בנוסף, כמה מדענים מציינים שסביר יותר להתרחש התחממות כדור הארץ מאשר התקררות - עם זאת, שני הצדדים מקווים שלעולם לא נדע.

האם מותר להשתמש בנשק גרעיני?

לאחר מרוץ החימוש במאה ה-20, מדינות שינו את דעתם והחליטו להגביל את השימוש בנשק גרעיני. האו"ם אימץ אמנות על אי-הפצת נשק גרעיני ואיסור על ניסויים גרעיניים (האחרון לא נחתם על ידי המעצמות הגרעיניות הצעירות הודו, פקיסטן ו-DPRK). ביולי 2017 התקבלה אמנה חדשה האוסרת על נשק גרעיני.

"כל מדינה שהיא צד מתחייבת לעולם, בשום פנים ואופן, לפתח, לבדוק, לייצר, לייצר, לרכוש, להחזיק או לאגור בדרך אחרת נשק גרעיני או מטעני חבלה גרעיניים אחרים", נכתב בסעיף הראשון של האמנה.

עם זאת, המסמך לא ייכנס לתוקף עד ש-50 מדינות יאשררו אותו.