Jak działa bomba atomowa. Historia powstania i zasada działania bomby atomowej

Po zakończeniu II wojny światowej kraje koalicji antyhitlerowskiej szybko próbowały wyprzedzić się w opracowaniu potężniejszej bomby atomowej.

Pierwszy test, przeprowadzony przez Amerykanów na rzeczywistych obiektach w Japonii, rozgrzał do granic możliwości sytuację między ZSRR a USA. Potężne eksplozje, które grzmiały w japońskich miastach i praktycznie zniszczyły w nich całe życie, zmusiły Stalina do rezygnacji z wielu roszczeń na arenie światowej. Większość sowieckich fizyków została pilnie „wrzucona” do rozwoju broni jądrowej.

Kiedy i jak pojawiła się broń jądrowa

Rok 1896 można uznać za rok narodzin bomby atomowej. Wtedy to francuski chemik A. Becquerel odkrył, że uran jest radioaktywny. Reakcja łańcuchowa uranu tworzy potężną energię, która służy jako podstawa do strasznej eksplozji. Jest mało prawdopodobne, aby Becquerel wyobrażał sobie, że jego odkrycie doprowadzi do stworzenia broni nuklearnej - najstraszniejszej broni na całym świecie.

Koniec XIX - początek XX wieku był punktem zwrotnym w historii wynalezienia broni jądrowej. To właśnie w tym okresie naukowcom z różnych krajów świata udało się odkryć następujące prawa, promienie i pierwiastki:

• promienie alfa, gamma i beta;
• Odkryto wiele izotopów pierwiastków chemicznych o właściwościach promieniotwórczych;
• Odkryto prawo rozpadu promieniotwórczego, które określa czasową i ilościową zależność intensywności rozpadu promieniotwórczego w zależności od liczby atomów promieniotwórczych w badanej próbce;
• Narodziła się izometria jądrowa.

W latach trzydziestych XX wieku po raz pierwszy udało im się rozszczepić jądro atomowe uranu poprzez pochłanianie neutronów. W tym samym czasie odkryto pozytony i neurony. Wszystko to dało potężny impuls do rozwoju broni wykorzystującej energię atomową. W 1939 roku opatentowano pierwszy na świecie projekt bomby atomowej. Dokonał tego francuski fizyk Frederic Joliot-Curie.

W wyniku dalszych badań i prac rozwojowych w tej dziedzinie narodziła się bomba atomowa. Siła i zasięg niszczenia współczesnych bomb atomowych jest tak duża, że ​​kraj dysponujący potencjałem nuklearnym praktycznie nie potrzebuje potężnej armii, gdyż jedna bomba atomowa jest w stanie zniszczyć całe państwo.

Jak działa bomba atomowa

Bomba atomowa składa się z wielu elementów, z których głównymi są:

• Korpus Bomby Atomowej;
• System automatyki kontrolujący proces wybuchu;
• Ładunek jądrowy lub głowica.

System automatyki znajduje się w korpusie bomby atomowej wraz z ładunkiem jądrowym. Konstrukcja kadłuba musi być wystarczająco niezawodna, aby chronić głowicę przed różnymi czynnikami i wpływami zewnętrznymi. Przykładowo najróżniejsze wpływy mechaniczne, termiczne lub podobne, które mogą doprowadzić do nieplanowanej eksplozji o wielkiej mocy, zdolnej do zniszczenia wszystkiego dookoła.

Zadaniem automatyki jest pełna kontrola nad wybuchem we właściwym czasie, dlatego system składa się z następujących elementów:

• Urządzenie odpowiedzialne za awaryjną detonację;
• Zasilanie układu automatyki;
• Osłabianie systemu czujników;
• urządzenie napinające;
• Urządzenie bezpieczeństwa.

Kiedy przeprowadzono pierwsze testy, bomby atomowe zostały dostarczone przez samoloty, które zdążyły opuścić dotknięty obszar. Nowoczesne bomby atomowe są tak potężne, że można je przenosić tylko za pomocą pocisków manewrujących, balistycznych, a nawet przeciwlotniczych.

Bomby atomowe wykorzystują różne systemy detonacji. Najprostszym z nich jest konwencjonalne urządzenie, które jest uruchamiane, gdy pocisk trafia w cel.

Jedną z głównych cech bomb atomowych i pocisków jest ich podział na kalibry, które dzielą się na trzy rodzaje:

• Mały, moc bomb atomowych tego kalibru odpowiada kilku tysiącom ton trotylu;
• Średni (siła wybuchu - kilkadziesiąt tysięcy ton trotylu);
• Duży, którego moc ładunku mierzona jest w milionach ton trotylu.

Co ciekawe, najczęściej moc wszystkich bomb atomowych mierzona jest dokładnie w ekwiwalencie trotylu, ponieważ nie ma skali do pomiaru mocy wybuchu dla broni atomowej.

Algorytmy działania bomb atomowych

Każda bomba atomowa działa na zasadzie wykorzystania energii jądrowej, która jest uwalniana podczas reakcji jądrowej. Ta procedura opiera się na rozszczepieniu ciężkich jąder lub syntezie płuc. Ponieważ reakcja ta uwalnia ogromną ilość energii iw możliwie najkrótszym czasie, promień zniszczenia bomby atomowej jest imponujący. Ze względu na tę cechę broń jądrowa jest klasyfikowana jako broń masowego rażenia.

Istnieją dwa główne punkty procesu rozpoczynającego się wraz z wybuchem bomby atomowej:

• Jest to bezpośrednie centrum wybuchu, w którym zachodzi reakcja jądrowa;
• Epicentrum wybuchu, które znajduje się w miejscu wybuchu bomby.

Energia jądrowa uwolniona podczas wybuchu bomby atomowej jest tak silna, że ​​na ziemi zaczynają się wstrząsy sejsmiczne. Jednocześnie wstrząsy te przynoszą bezpośrednie zniszczenie dopiero w odległości kilkuset metrów (chociaż biorąc pod uwagę siłę wybuchu samej bomby, wstrząsy te już na nic nie wpływają).

Czynniki niszczące w wybuchu jądrowym

Wybuch bomby atomowej przynosi nie tylko straszliwe natychmiastowe zniszczenia. Konsekwencje tej eksplozji odczują nie tylko ludzie, którzy wpadli w dotknięty obszar, ale także ich dzieci, które urodziły się po wybuchu atomowym. Rodzaje zniszczenia za pomocą broni atomowej dzielą się na następujące grupy:

• Promieniowanie świetlne, które występuje bezpośrednio podczas wybuchu;
• Fala uderzeniowa rozprowadzona przez bombę bezpośrednio po wybuchu;
• Impuls elektromagnetyczny;
• promieniowanie przenikliwe;
• Skażenie radioaktywne, które może trwać przez dziesięciolecia.

Choć na pierwszy rzut oka błysk światła stanowi najmniejsze zagrożenie, w rzeczywistości powstaje w wyniku uwolnienia ogromnej ilości energii cieplnej i świetlnej. Jego moc i siła znacznie przewyższa moc promieni słonecznych, więc porażka światła i ciepła może być śmiertelna w odległości kilku kilometrów.

Promieniowanie uwalniane podczas eksplozji jest również bardzo niebezpieczne. Chociaż nie trwa długo, udaje mu się zarazić wszystko wokół, ponieważ jego zdolność penetracji jest niewiarygodnie wysoka.

Fala uderzeniowa w eksplozji atomowej działa jak ta sama fala w konwencjonalnych eksplozjach, tylko jej siła i promień zniszczenia są znacznie większe. W ciągu kilku sekund powoduje nieodwracalne szkody nie tylko dla ludzi, ale także dla sprzętu, budynków i otaczającej przyrody.

Promieniowanie przenikające wywołuje rozwój choroby popromiennej, a impuls elektromagnetyczny jest niebezpieczny tylko dla sprzętu. Połączenie wszystkich tych czynników plus siła wybuchu sprawia, że ​​bomba atomowa jest najniebezpieczniejszą bronią na świecie.

Pierwsza na świecie próba broni jądrowej

Pierwszym krajem, który opracował i przetestował broń jądrową, były Stany Zjednoczone Ameryki. To rząd USA przeznaczył ogromne dotacje pieniężne na rozwój obiecującej nowej broni. Do końca 1941 roku do Stanów Zjednoczonych zaproszono wielu wybitnych naukowców zajmujących się rozwojem atomowym, którzy do 1945 roku byli w stanie zaprezentować prototypową bombę atomową nadającą się do testów.

Pierwszy na świecie test bomby atomowej wyposażonej w ładunek wybuchowy przeprowadzono na pustyni w stanie Nowy Meksyk. Bomba o nazwie „Gadżet” została zdetonowana 16 lipca 1945 r. Wynik testu był pozytywny, chociaż wojsko zażądało przetestowania bomby atomowej w rzeczywistych warunkach bojowych.

Widząc, że już tylko krok do zwycięstwa koalicji nazistowskiej, a takiej okazji może już nie być, Pentagon zdecydował się na atak nuklearny na ostatniego sojusznika nazistowskich Niemiec – Japonię. Ponadto użycie bomby atomowej miało rozwiązać kilka problemów jednocześnie:

• Aby uniknąć niepotrzebnego rozlewu krwi, do którego nieuchronnie doszłoby, gdyby wojska amerykańskie postawiły stopę na terytorium cesarskiej Japonii;
• Jednym ciosem rzucić na kolana bezkompromisowych Japończyków, zmuszając ich do wyrażenia zgody na warunki korzystne dla Stanów Zjednoczonych;
• Pokaż ZSRR (jako potencjalnemu rywalowi w przyszłości), że armia USA dysponuje unikalną bronią, która może zmieść każde miasto z powierzchni ziemi;
• I oczywiście zobaczyć w praktyce, do czego zdolna jest broń nuklearna w rzeczywistych warunkach bojowych.

6 sierpnia 1945 r. Pierwsza na świecie bomba atomowa została zrzucona na japońskie miasto Hiroszima, które zostało użyte w operacjach wojskowych. Bombę tę nazwano „Baby”, ponieważ jej waga wynosiła 4 tony. Zrzut bomby został starannie zaplanowany i trafił dokładnie tam, gdzie planowano. Te domy, które nie zostały zniszczone przez wybuch, spłonęły, ponieważ piece, które spadły w domach, wywołały pożary, a całe miasto zostało objęte płomieniami.

Po jasnym błysku nastąpiła fala upałów, która spaliła całe życie w promieniu 4 kilometrów, a następująca po niej fala uderzeniowa zniszczyła większość budynków.

Ci, którzy zostali dotknięci udarem cieplnym w promieniu 800 metrów, zostali spaleni żywcem. Fala uderzeniowa zerwała poparzoną skórę wielu osób. Kilka minut później spadł dziwny czarny deszcz, który składał się z pary i popiołu. Ci, którzy padli pod czarnym deszczem, mieli nieuleczalne oparzenia skóry.

Ci nieliczni, którzy mieli szczęście przeżyć, zachorowali na chorobę popromienną, która w tamtym czasie nie tylko nie była badana, ale także całkowicie nieznana. Ludzie zaczęli rozwijać gorączkę, wymioty, nudności i napady osłabienia.

9 sierpnia 1945 roku na miasto Nagasaki zrzucono drugą amerykańską bombę, zwaną „Fat Man”. Ta bomba miała mniej więcej taką samą moc jak pierwsza, a konsekwencje jej wybuchu były równie niszczycielskie, chociaż ludzie zginęli o połowę mniej.

Dwie bomby atomowe zrzucone na japońskie miasta okazały się pierwszym i jedynym na świecie przypadkiem użycia broni atomowej. W pierwszych dniach po bombardowaniu zginęło ponad 300 000 osób. Około 150 tysięcy zmarło z powodu choroby popromiennej.

Po bombardowaniu nuklearnym japońskich miast Stalin przeżył prawdziwy szok. Stało się dla niego jasne, że kwestia rozwoju broni jądrowej w Rosji Sowieckiej jest kwestią bezpieczeństwa całego kraju. Już 20 sierpnia 1945 r. Zaczął działać specjalny komitet ds. Energii atomowej, który w trybie pilnym utworzył I. Stalin.

Chociaż badania nad fizyką jądrową były prowadzone przez grupę entuzjastów jeszcze w carskiej Rosji, w czasach sowieckich nie poświęcono im należytej uwagi. W 1938 r. całkowicie wstrzymano wszelkie badania w tej dziedzinie, a wielu naukowców nuklearnych represjonowano jako wrogów ludu. Po wybuchach jądrowych w Japonii rząd sowiecki zaczął gwałtownie przywracać przemysł jądrowy w tym kraju.

Istnieją dowody na to, że rozwój broni jądrowej został przeprowadzony w nazistowskich Niemczech i to niemieccy naukowcy sfinalizowali „prymitywną” amerykańską bombę atomową, więc rząd USA usunął wszystkich specjalistów nuklearnych i wszystkie dokumenty związane z rozwojem broni jądrowej z Niemcy.

Radziecka szkoła wywiadowcza, która w czasie wojny była w stanie ominąć wszystkie zagraniczne służby wywiadowcze, już w 1943 r. Przekazała ZSRR tajne dokumenty związane z rozwojem broni jądrowej. W tym samym czasie sowieccy agenci zostali wprowadzeni do wszystkich głównych amerykańskich ośrodków badań jądrowych.

W wyniku tych wszystkich działań już w 1946 r. Gotowy był zakres zadań do produkcji dwóch radzieckich bomb atomowych:

• RDS-1 (z ładunkiem plutonu);
• RDS-2 (z dwiema częściami ładunku uranu).

Skrót „RDS” został rozszyfrowany jako „Rosja robi sama”, co prawie całkowicie odpowiadało rzeczywistości.

Wiadomość o gotowości ZSRR do uwolnienia broni nuklearnej zmusiła rząd USA do podjęcia drastycznych kroków. W 1949 r. Opracowano plan trojański, zgodnie z którym planowano zrzucić bomby atomowe na 70 największych miast ZSRR. Tylko obawa przed odwetowym uderzeniem uniemożliwiła realizację tego planu.

Te niepokojące informacje pochodzące od sowieckich oficerów wywiadu zmusiły naukowców do pracy w trybie awaryjnym. Już w sierpniu 1949 roku przetestowano pierwszą bombę atomową wyprodukowaną w ZSRR. Kiedy Stany Zjednoczone dowiedziały się o tych testach, plan trojana został odłożony na czas nieokreślony. Rozpoczęła się era konfrontacji dwóch supermocarstw, znana w historii jako Zimna Wojna.

Najpotężniejsza bomba atomowa na świecie, znana jako carska bomba, pochodzi właśnie z okresu zimnej wojny. Radzieccy naukowcy stworzyli najpotężniejszą bombę w historii ludzkości. Jego pojemność wynosiła 60 megaton, chociaż planowano stworzyć bombę o pojemności 100 kiloton. Ta bomba została przetestowana w październiku 1961 roku. Średnica kuli ognia podczas eksplozji wynosiła 10 kilometrów, a fala uderzeniowa trzykrotnie okrążyła kulę ziemską. To właśnie ten test zmusił większość krajów świata do podpisania porozumienia o zakończeniu prób jądrowych nie tylko w ziemskiej atmosferze, ale nawet w kosmosie.

Chociaż broń atomowa jest doskonałym środkiem zastraszania agresywnych krajów, z drugiej strony jest w stanie ugasić wszelkie konflikty zbrojne w zarodku, ponieważ wszystkie strony konfliktu mogą zostać zniszczone w wybuchu atomowym.

Pojawienie się broni atomowej (jądrowej) było spowodowane masą obiektywnych i subiektywnych czynników. Obiektywnie rzecz biorąc, stworzenie broni atomowej nastąpiło dzięki szybkiemu rozwojowi nauki, który rozpoczął się od fundamentalnych odkryć w dziedzinie fizyki w pierwszej połowie XX wieku. Głównym subiektywnym czynnikiem była sytuacja wojskowo-polityczna, kiedy państwa koalicji antyhitlerowskiej rozpoczęły niewypowiedziany wyścig o opracowanie tak potężnej broni. Dziś dowiemy się, kto wynalazł bombę atomową, jak rozwijała się ona na świecie iw Związku Radzieckim, a także poznamy jej urządzenie i konsekwencje jego użycia.

Stworzenie bomby atomowej

Z naukowego punktu widzenia odległy rok 1896 był rokiem powstania bomby atomowej. Wtedy to francuski fizyk A. Becquerel odkrył radioaktywność uranu. Następnie reakcję łańcuchową uranu zaczęto postrzegać jako źródło ogromnej energii i łatwe do opracowania najniebezpieczniejszej broni na świecie. Niemniej jednak Becquerel jest rzadko wspominany, gdy mówi się o tym, kto wynalazł bombę atomową.

W ciągu kilku następnych dziesięcioleci promienie alfa, beta i gamma odkryli naukowcy z całej Ziemi. W tym samym czasie odkryto dużą liczbę izotopów promieniotwórczych, sformułowano prawo rozpadu promieniotwórczego i położono początek badań izomerii jądrowej.

W latach czterdziestych XX wieku naukowcy odkryli neuron i pozyton oraz po raz pierwszy dokonali rozszczepienia jądra atomu uranu, któremu towarzyszyła absorpcja neuronów. To odkrycie stało się punktem zwrotnym w historii. W 1939 roku francuski fizyk Frédéric Joliot-Curie opatentował pierwszą na świecie bombę atomową, którą opracował wraz z żoną z czysto naukowych zainteresowań. To właśnie Joliot-Curie uważany jest za twórcę bomby atomowej, mimo że był zagorzałym obrońcą pokoju na świecie. W 1955 roku wraz z Einsteinem, Bornem i wieloma innymi znanymi naukowcami zorganizował Ruch Pugwash, którego członkowie opowiadali się za pokojem i rozbrojeniem.

Szybko rozwijająca się broń atomowa stała się bezprecedensowym zjawiskiem wojskowo-politycznym, które pozwala zapewnić bezpieczeństwo jej właścicielowi i ograniczyć do minimum możliwości innych systemów uzbrojenia.

Jak powstaje bomba atomowa?

Strukturalnie bomba atomowa składa się z dużej liczby elementów, z których głównymi są obudowa i automatyzacja. Obudowa jest przeznaczona do ochrony automatyki i ładunku jądrowego przed wpływami mechanicznymi, termicznymi i innymi. Automatyka steruje parametrami czasowymi wybuchu.

Składa się ona z:

1. Rozbiórka awaryjna.
2. Urządzenia uzbrajające i zabezpieczające.
3. Zasilacz.
4. Różne czujniki.

Transport bomb atomowych na miejsce ataku odbywa się za pomocą pocisków (przeciwlotniczych, balistycznych lub manewrujących). Amunicja jądrowa może być częścią miny lądowej, torpedy, bomby lotniczej i innych elementów. W przypadku bomb atomowych stosuje się różne systemy detonacji. Najprostsze to urządzenie, w którym pocisk uderzający w cel, powodując powstanie masy nadkrytycznej, stymuluje eksplozję.

Broń jądrowa może być dużego, średniego i małego kalibru. Siła wybuchu jest zwykle wyrażana w przeliczeniu na TNT. Pociski atomowe małego kalibru mają pojemność kilku tysięcy ton trotylu. Te średniego kalibru odpowiadają już dziesiątkom tysięcy ton, a pojemność dużego kalibru sięga milionów ton.

Zasada działania

Zasada działania bomby atomowej opiera się na wykorzystaniu energii uwalnianej podczas jądrowej reakcji łańcuchowej. Podczas tego procesu następuje podział ciężkich cząstek i synteza lekkich cząstek. Kiedy wybucha bomba atomowa, w krótkim czasie na niewielkim obszarze uwalniana jest ogromna ilość energii. Dlatego takie bomby są klasyfikowane jako broń masowego rażenia.

W obszarze wybuchu jądrowego wyróżnia się dwa kluczowe obszary: centrum i epicentrum. W centrum wybuchu proces uwalniania energii odbywa się bezpośrednio. Epicentrum to rzut tego procesu na powierzchnię ziemi lub wody. Energia wybuchu jądrowego, rzutowana na ziemię, może doprowadzić do wstrząsów sejsmicznych, które rozprzestrzeniają się na znaczne odległości. Wstrząsy te szkodzą środowisku tylko w promieniu kilkuset metrów od miejsca wybuchu.

Czynniki wpływające

Broń nuklearna ma następujące współczynniki uszkodzeń:

1. skażenie radioaktywne.
2. Emisja światła.
3. fala uderzeniowa.
4. impuls elektromagnetyczny.
5. promieniowanie przenikliwe.

Konsekwencje wybuchu bomby atomowej są szkodliwe dla wszystkich żywych istot. Z powodu uwolnienia ogromnej ilości energii świetlnej i cieplnej eksplozji pocisku jądrowego towarzyszy jasny błysk. Pod względem mocy błysk ten jest kilkukrotnie silniejszy niż promienie słoneczne, dlatego istnieje niebezpieczeństwo trafienia światłem i promieniowaniem cieplnym w promieniu kilku kilometrów od miejsca wybuchu.

Innym najbardziej niebezpiecznym czynnikiem niszczącym broń atomową jest promieniowanie powstające podczas wybuchu. Działa zaledwie minutę po eksplozji, ale ma maksymalną siłę penetracji.

Fala uderzeniowa ma najsilniejszy efekt destrukcyjny. Dosłownie wymazuje z powierzchni ziemi wszystko, co stoi jej na drodze. Promieniowanie przenikające stanowi zagrożenie dla wszystkich żywych istot. U ludzi powoduje rozwój choroby popromiennej. Cóż, impuls elektromagnetyczny szkodzi tylko technologii. Podsumowując, niszczące czynniki wybuchu atomowego niosą ze sobą ogromne niebezpieczeństwo.

Pierwsze testy

W całej historii bomby atomowej Ameryka wykazywała największe zainteresowanie jej stworzeniem. Pod koniec 1941 r. kierownictwo kraju przeznaczyło na ten kierunek ogromne pieniądze i środki. Kierownikiem projektu był Robert Oppenheimer, przez wielu uważany za twórcę bomby atomowej. W rzeczywistości był pierwszym, który był w stanie ożywić ideę naukowców. W rezultacie 16 lipca 1945 roku na pustyni w Nowym Meksyku odbył się pierwszy test bomby atomowej. Wtedy Ameryka zdecydowała, że ​​aby całkowicie zakończyć wojnę, musi pokonać Japonię, sojusznika nazistowskich Niemiec. Pentagon szybko wybrał cele pierwszych ataków nuklearnych, które miały być obrazową ilustracją potęgi amerykańskiej broni.

6 sierpnia 1945 roku amerykańska bomba atomowa, cynicznie nazywana „Baby”, została zrzucona na miasto Hiroszima. Strzał okazał się wręcz idealny - bomba eksplodowała na wysokości 200 metrów nad ziemią, przez co jej fala uderzeniowa spowodowała przerażające zniszczenia w mieście. Na obszarach oddalonych od centrum przewracały się piece na węgiel drzewny, powodując poważne pożary.

Po jasnym błysku nastąpiła fala upałów, która w ciągu 4 sekund działania zdołała stopić dachówki na dachach domów i spalić słupy telegraficzne. Po fali upałów nastąpiła fala uderzeniowa. Wiatr, który przetaczał się przez miasto z prędkością około 800 km/h, niszczył wszystko na swojej drodze. Spośród 76 000 budynków znajdujących się w mieście przed wybuchem, doszczętnie zniszczonych zostało około 70 000. Kilka minut po wybuchu z nieba zaczął padać deszcz, którego duże krople były czarne. Deszcz spadł z powodu tworzenia się w zimnych warstwach atmosfery ogromnej ilości kondensatu, składającego się z pary i popiołu.

Ludzie, którzy zostali trafieni kulą ognia w promieniu 800 metrów od miejsca eksplozji, zamienili się w pył. Ci, którzy byli nieco dalej od wybuchu, mieli poparzoną skórę, której resztki zostały zerwane przez falę uderzeniową. Czarny radioaktywny deszcz pozostawił nieuleczalne oparzenia na skórze ocalałych. Ci, którym cudem udało się uciec, wkrótce zaczęli wykazywać objawy choroby popromiennej: nudności, gorączkę i napady osłabienia.

Trzy dni po zbombardowaniu Hiroszimy Ameryka zaatakowała inne japońskie miasto - Nagasaki. Druga eksplozja miała takie same katastrofalne skutki jak pierwsza.

W ciągu kilku sekund dwie bomby atomowe zabiły setki tysięcy ludzi. Fala uderzeniowa praktycznie zmiotła Hiroszimę z powierzchni ziemi. Ponad połowa okolicznych mieszkańców (około 240 tys. osób) zmarła natychmiast w wyniku odniesionych obrażeń. W mieście Nagasaki w wyniku eksplozji zginęło około 73 tysięcy osób. Wielu z tych, którzy przeżyli, było narażonych na silne promieniowanie, które powodowało bezpłodność, chorobę popromienną i raka. W rezultacie niektórzy z ocalałych zginęli w strasznej agonii. Użycie bomby atomowej w Hiroszimie i Nagasaki zilustrowało straszliwą moc tej broni.

Ty i ja już wiemy, kto wynalazł bombę atomową, jak działa i do jakich konsekwencji może doprowadzić. Teraz dowiemy się, jak było z bronią jądrową w ZSRR.

Po zbombardowaniu japońskich miast IV Stalin zdał sobie sprawę, że stworzenie radzieckiej bomby atomowej było kwestią bezpieczeństwa narodowego. 20 sierpnia 1945 r. W ZSRR utworzono komitet ds. Energii jądrowej, na czele którego stanął L. Beria.

Warto zauważyć, że prace w tym kierunku prowadzone są w Związku Radzieckim od 1918 r., aw 1938 r. przy Akademii Nauk powstała specjalna komisja ds. jądra atomowego. Wraz z wybuchem II wojny światowej wszelkie prace w tym kierunku zostały zamrożone.

W 1943 r. oficerowie wywiadu ZSRR przekazali z Anglii materiały zamkniętych prac naukowych z zakresu energetyki jądrowej. Materiały te pokazały, że prace zagranicznych naukowców nad stworzeniem bomby atomowej posunęły się do przodu. Jednocześnie amerykańscy rezydenci ułatwiali wprowadzanie wiarygodnych sowieckich agentów do głównych ośrodków amerykańskich badań jądrowych. Agenci przekazali informacje o nowych osiągnięciach radzieckim naukowcom i inżynierom.

Zadanie techniczne

Kiedy w 1945 roku kwestia stworzenia sowieckiej bomby atomowej stała się niemal priorytetem, jeden z kierowników projektu, Yu Khariton, opracował plan opracowania dwóch wersji pocisku. 1 czerwca 1946 r. plan został podpisany przez najwyższe kierownictwo.

Zgodnie z zadaniem konstruktorzy musieli zbudować RDS (Special Jet Engine) z dwóch modeli:

1. RDS-1. Bomba z ładunkiem plutonu, która jest detonowana przez sferyczną kompresję. Urządzenie zostało pożyczone od Amerykanów.
2. RDS-2. Bomba armatnia z dwoma ładunkami uranu zbiegającymi się w lufie armaty przed osiągnięciem masy krytycznej.

W historii osławionego RDS najczęstszym, choć humorystycznym sformułowaniem było zdanie „Rosja robi to sama”. Wymyślił go zastępca Yu Kharitona, K. Shchelkin. To zdanie bardzo trafnie oddaje istotę dzieła, przynajmniej jak na RDS-2.

Kiedy Ameryka dowiedziała się, że Związek Radziecki posiada tajemnice tworzenia broni nuklearnej, zapragnęła jak najszybszej eskalacji wojny prewencyjnej. Latem 1949 r. Pojawił się plan trojański, zgodnie z którym 1 stycznia 1950 r. Planowano rozpocząć działania wojenne przeciwko ZSRR. Wtedy datę ataku przesunięto na początek 1957 roku, ale pod warunkiem, że przystąpią do niego wszystkie państwa NATO.

Testy

Kiedy informacje o planach Ameryki dotarły do ​​ZSRR kanałami wywiadowczymi, prace sowieckich naukowców znacznie przyspieszyły. Zachodni eksperci uważali, że w ZSRR broń atomowa powstanie nie wcześniej niż w latach 1954-1955. W rzeczywistości testy pierwszej bomby atomowej w ZSRR odbyły się już w sierpniu 1949 roku. 29 sierpnia urządzenie RDS-1 zostało wysadzone w powietrze na poligonie w Semipałatyńsku. W jego tworzeniu brał udział duży zespół naukowców, kierowany przez Kurczatowa Igora Wasiljewicza. Projekt ładunku należał do Amerykanów, a sprzęt elektroniczny powstał od podstaw. Pierwsza bomba atomowa w ZSRR eksplodowała z mocą 22 kt.

Ze względu na prawdopodobieństwo uderzenia odwetowego plan trojański, zakładający atak nuklearny na 70 sowieckich miast, został udaremniony. Testy w Semipałatyńsku oznaczały koniec amerykańskiego monopolu na posiadanie broni atomowej. Wynalazek Igora Wasiljewicza Kurczatowa całkowicie zniweczył plany wojskowe Ameryki i NATO oraz zapobiegł rozwojowi kolejnej wojny światowej. Tak rozpoczęła się era pokoju na Ziemi, która istnieje pod groźbą całkowitej zagłady.

„Klub nuklearny” świata

Do tej pory nie tylko Ameryka i Rosja mają broń nuklearną, ale także wiele innych państw. Zestaw krajów, które posiadają taką broń, jest warunkowo nazywany „Klubem nuklearnym”.

Obejmuje:

1. Ameryka (od 1945).
2. ZSRR, a obecnie Rosja (od 1949).
3. Anglia (od 1952).
4. Francja (od 1960).
5. Chiny (od 1964).
6. Indie (od 1974).
7. Pakistan (od 1998).
8. Korea (od 2006).

Izrael ma również broń nuklearną, chociaż kierownictwo tego kraju odmawia komentarza na temat jej istnienia. Ponadto na terytorium państw NATO (Włochy, Niemcy, Turcja, Belgia, Holandia, Kanada) i sojuszników (Japonia, Korea Południowa, mimo oficjalnej odmowy) znajduje się amerykańska broń jądrowa.

Ukraina, Białoruś i Kazachstan, które posiadały część broni nuklearnej ZSRR, po rozpadzie Unii przekazały swoje bomby Rosji. Stała się jedynym spadkobiercą arsenału nuklearnego ZSRR.

Wniosek

Dzisiaj dowiedzieliśmy się, kto wynalazł bombę atomową i co to jest. Podsumowując powyższe, można stwierdzić, że dziś broń jądrowa jest najpotężniejszym narzędziem polityki globalnej, mocno osadzonym w stosunkach między państwami. Z jednej strony jest skutecznym środkiem odstraszającym, z drugiej przekonującym argumentem za zapobieganiem konfrontacji militarnej i wzmacnianiem pokojowych stosunków między państwami. Broń jądrowa jest symbolem całej epoki, która wymaga szczególnie ostrożnego obchodzenia się.

Rzućmy okiem na typową głowicę (w rzeczywistości mogą występować różnice konstrukcyjne między głowicami). To stożek wykonany z lekkich, mocnych stopów – najczęściej tytanu. Wewnątrz znajdują się przegrody, wręgi, wręgi zasilające - prawie jak w samolocie. Rama zasilająca pokryta jest mocną metalową osłoną. Na skórę nakładana jest gruba warstwa osłony termicznej. Wygląda jak starożytny neolityczny kosz, hojnie posmarowany gliną i wypalony w pierwszych eksperymentach człowieka z ciepłem i ceramiką. Podobieństwo można łatwo wytłumaczyć: zarówno kosz, jak i głowica będą musiały wytrzymać zewnętrzne ciepło.

Głowica bojowa i jej wypełnienie

Wewnątrz stożka, zamocowanego na swoich „siedzeniach”, znajduje się dwóch głównych „pasażerów”, dla których wszystko się zaczyna: ładunek termojądrowy i jednostka sterująca ładunkiem lub jednostka automatyki. Są niesamowicie kompaktowe. Jednostka automatyki jest wielkości pięciolitrowego słoika z ogórkami kiszonymi, a wsad wielkości zwykłego ogrodowego wiadra. Ciężkie i ciężkie połączenie puszki i wiadra eksploduje z siłą trzystu pięćdziesięciu do czterystu kiloton. Dwóch pasażerów łączy więź, jak bliźnięta syjamskie, i dzięki tej więzi nieustannie coś wymieniają. Ich dialog trwa cały czas, nawet gdy rakieta jest na służbie bojowej, nawet wtedy, gdy te bliźniaki są właśnie transportowane z fabryki.

Jest też trzeci pasażer - blok do mierzenia ruchu głowicy lub ogólnego kontrolowania jej lotu. W tym drugim przypadku kontrolki robocze są wbudowane w głowicę, co pozwala na zmianę trajektorii. Na przykład wykonawcze układy pneumatyczne czy układy proszkowe. A także pokładowa sieć elektryczna wraz ze źródłami zasilania, linie komunikacyjne ze sceną w postaci zabezpieczonych przewodów i złączy, zabezpieczenie przed impulsem elektromagnetycznym oraz układ kontroli temperatury - utrzymywanie zadanej temperatury ładowania.

Na zdjęciu etap hodowlany pocisku MX (Peacekeeper) i dziesięć głowic. Rakieta ta już dawno została wycofana z uzbrojenia, ale głowice bojowe nadal są używane tak samo (a nawet starsze). Amerykanie zainstalowali pociski balistyczne z wieloma głowicami tylko na okrętach podwodnych.

Po wyjściu z autobusu głowice nadal nabierają wysokości i jednocześnie pędzą w kierunku celów. Wznoszą się do najwyższych punktów swoich trajektorii, a następnie, nie spowalniając lotu poziomego, zaczynają coraz szybciej zjeżdżać w dół. Dokładnie na wysokości stu kilometrów nad poziomem morza każda głowica przekracza formalnie wyznaczoną ludzką granicę przestrzeni kosmicznej. Atmosfera przed nami!

wiatr elektryczny

Poniżej, przed głowicą bojową, widniał ogromny, kontrastowo świecący z ogromnych wysokości, pokryty niebieską tlenową mgiełką, pokryty zawiesinami aerozoli, bezkresny i bezkresny piąty ocean. Obracając się powoli i ledwo zauważalnie po resztkach separacji, głowica kontynuuje opadanie po łagodnej trajektorii. Ale wtedy bardzo niezwykła bryza delikatnie przyciągnęła ją w jej stronę. Dotknął go trochę - i stał się zauważalny, pokrył ciało cienką, odwróconą falą bladoniebiesko-białej poświaty. Ta fala ma zapierającą dech w piersiach temperaturę, ale jeszcze nie pali głowicy, ponieważ jest zbyt bezcielesna. Wiatr wiejący nad głowicą przewodzi prąd elektryczny. Prędkość stożka jest tak duża, że ​​swoim uderzeniem dosłownie miażdży cząsteczki powietrza na naładowane elektrycznie fragmenty i dochodzi do jonizacji uderzeniowej powietrza. Ten powiew plazmy nazywany jest hipersonicznym przepływem o dużej machowości, a jego prędkość jest dwudziestokrotnie większa od prędkości dźwięku.

Ze względu na duże rozrzedzenie bryza jest prawie niewyczuwalna w pierwszych sekundach. Rosnąc i zagęszczając się wraz z wnikaniem w atmosferę, początkowo bardziej się nagrzewa niż wywiera nacisk na głowicę. Ale stopniowo zaczyna ściskać jej stożek siłą. Przepływ obraca dziób głowicy do przodu. Nie obraca się od razu - stożek kołysze się lekko w przód iw tył, stopniowo spowalniając swoje oscylacje, aż w końcu stabilizuje się.

Ogrzewać na hipersonicznym

Kondensując się w miarę opadania, strumień wywiera coraz większy nacisk na głowicę, spowalniając jej lot. Wraz ze zwalnianiem temperatura stopniowo spada. Od ogromnych wartości początku wejścia, biało-niebieskiej poświaty kilkudziesięciu tysięcy kelwinów, po żółto-białą poświatę od pięciu do sześciu tysięcy stopni. Jest to temperatura powierzchniowych warstw Słońca. Blask staje się oślepiający, ponieważ gęstość powietrza gwałtownie wzrasta, a wraz z nim ciepło wpływa do ścianek głowicy. Osłona termiczna zwęgla się i zaczyna się palić.

W ogóle nie pali się od tarcia o powietrze, jak często błędnie się mówi. Ze względu na ogromną hipersoniczną prędkość ruchu (teraz piętnaście razy większą niż dźwięk), kolejny stożek odchyla się w powietrzu od górnej części kadłuba - fala uderzeniowa, jakby otaczała głowicę. Napływające powietrze, dostając się do stożka fali uderzeniowej, jest natychmiast wielokrotnie zagęszczane i mocno dociskane do powierzchni głowicy. Od spazmatycznej, chwilowej i powtarzalnej kompresji, jej temperatura natychmiast skacze do kilku tysięcy stopni. Powodem tego jest szalona szybkość tego, co się dzieje, transcendentna dynamika procesu. Gazodynamiczna kompresja przepływu, a nie tarcie, jest teraz tym, co rozgrzewa boki głowicy.

Najgorsze ze wszystkich kont dla łuku. Powstaje największe zagęszczenie nadchodzącego przepływu. Strefa tej pieczęci lekko przesuwa się do przodu, jakby odrywała się od ciała. I jest trzymany do przodu, przybierając postać grubej soczewki lub poduszki. Formacja ta nazywana jest „falą uderzeniową oderwanego dziobu”. Jest kilka razy grubszy niż reszta powierzchni stożka fali uderzeniowej wokół głowicy. Czołowa kompresja nadchodzącego strumienia jest tutaj najsilniejsza. Dlatego oderwana fala uderzeniowa łuku ma najwyższą temperaturę i największą gęstość ciepła. To małe słońce promieniście pali dziób głowicy - oświetlając, wypromieniowując ciepło z siebie bezpośrednio do dziobu kadłuba i powodując poważne oparzenia nosa. Dlatego istnieje najgrubsza warstwa ochrony termicznej. To właśnie fala uderzeniowa głowy oświetla ciemną nocą obszar na wiele kilometrów wokół głowicy lecącej w atmosferze.

Bokam staje się całkiem niesłodzony. Teraz też smażą się w nieznośnym blasku fali uderzeniowej głowy. I spala gorące sprężone powietrze, które zamieniło się w plazmę w wyniku zmiażdżenia jego cząsteczek. Jednak przy tak wysokiej temperaturze powietrze jest zjonizowane i po prostu od ogrzewania - jego cząsteczki rozpadają się na części pod wpływem ciepła. Okazuje się, że jest to mieszanina plazmy szokowo-jonizacyjnej i temperaturowej. Poprzez swoje działanie tarcia, plazma ta ściera płonącą powierzchnię osłony termicznej, jak przy pomocy piasku lub papieru ściernego. Następuje erozja dynamiczna gazowa, która zużywa powłokę termoizolacyjną.

W tym czasie głowica przekroczyła górną granicę stratosfery - stratopauzę - i weszła w stratosferę na wysokości 55 km. Porusza się teraz z prędkością ponaddźwiękową dziesięć do dwunastu razy szybciej niż dźwięk.

Nieludzkie przeciążenie

Ciężkie pieczenie zmienia geometrię nosa. Strumień, jak dłuto rzeźbiarza, wypala ostry środkowy występ w nakrywce nosowej. Inne cechy powierzchni pojawiają się z powodu nierównomiernego wypalenia. Zmiany kształtu powodują zmiany przepływu. Powoduje to zmianę rozkładu ciśnienia sprężonego powietrza na powierzchni głowicy oraz w polu temperatury. Występują zmiany w działaniu siły powietrza w porównaniu z obliczonym przepływem wokół, co powoduje odchylenie punktu padania - powstaje chybienie. Niech będzie mały - powiedzmy dwieście metrów, ale niebiański pocisk trafi z odchyleniem w silos rakietowy wroga. Albo w ogóle nie trafi.

Ponadto stale zmienia się wzór powierzchni fali uderzeniowej, fali czołowej, ciśnień i temperatur. Prędkość stopniowo maleje, ale gęstość powietrza gwałtownie rośnie: stożek opada coraz niżej do stratosfery. Ze względu na nierównomierność ciśnień i temperatur na powierzchni głowicy, w związku z szybkością ich zmian, mogą wystąpić szoki termiczne. Z osłony termicznej są w stanie odrywać się na kawałki, co wprowadza nowe zmiany w schemacie przepływu. I zwiększa odchylenie punktu padania.

Jednocześnie głowica może wejść w spontaniczne, częste kołysanie ze zmianą kierunku tych kołysań z „góra-dół” na „prawo-lewo” i odwrotnie. Te samooscylacje powodują lokalne przyspieszenia w różnych częściach głowicy. Przyspieszenia różnią się kierunkiem i wielkością, co komplikuje uderzenie głowicy. Otrzymuje więcej obciążeń, asymetrię fal uderzeniowych wokół niej, nierówne pola temperatur i inne małe uroki, które natychmiast przeradzają się w duże problemy.

Ale nadchodzący strumień też się tym nie wyczerpuje. Z powodu tak silnego ciśnienia nadlatującego sprężonego powietrza głowica doświadcza ogromnego efektu hamowania. Występuje duże ujemne przyspieszenie. Głowica bojowa ze wszystkimi wnętrznościami jest w szybko rosnącym przeciążeniu i nie da się uchronić przed przeciążeniem.

Astronauci nie doświadczają takich sił przeciążenia podczas opadania. Pojazd załogowy jest mniej opływowy i nie jest tak szczelnie wypełniony jak głowica bojowa. Astronauci nie spieszą się z szybkim zejściem. Głowica bojowa to broń. Musi jak najszybciej dotrzeć do celu, zanim zostanie zestrzelona. A im trudniej go przechwycić, tym szybciej leci. Stożek jest figurą najlepszego przepływu naddźwiękowego. Utrzymując dużą prędkość do niższych warstw atmosfery, głowica napotyka tam bardzo duże opóźnienie. Dlatego potrzebujemy mocnych przegród i ramy zasilającej. I wygodne „siedzenia” dla dwóch jeźdźców – inaczej zostaną zdmuchnięci z ziemi przez przeciążenie.

Dialog bliźniąt syjamskich

Swoją drogą, co z tymi jeźdźcami? Czas przypomnieć sobie głównych pasażerów, bo oni już nie siedzą biernie, ale idą własną trudną drogą, a ich dialog nabiera w tych momentach największego znaczenia.

Ładunek został zdemontowany na czas transportu. Po zainstalowaniu w głowicy jest montowana, a gdy głowica jest zainstalowana w rakiecie, jest wyposażana w pełną gotowość bojową (wkładany jest impulsowy inicjator neutronowy, wyposażony w detonatory itp.). Ładunek jest gotowy do lotu do celu na pokładzie głowicy, ale nie jest jeszcze gotowy do wybuchu. Logika jest tu jasna: stała gotowość ładunku do wybuchu nie jest potrzebna i teoretycznie jest niebezpieczna.

Do stanu gotowości do wybuchu (w pobliżu celu) będzie musiał zostać wprowadzony za pomocą złożonych algorytmów sekwencyjnych opartych na dwóch zasadach: niezawodności ruchu do wybuchu i kontroli nad procesem. System detonacji ściśle czasowo przenosi ładunek do coraz wyższych stopni gotowości. A kiedy komenda bojowa detonacji pochodzi z jednostki sterującej do całkowicie gotowego ładunku, eksplozja nastąpi natychmiast, natychmiast. Głowica lecąca z prędkością pocisku snajperskiego minie tylko kilka setnych milimetra, nie mając czasu na przesunięcie się w przestrzeni nawet o grubość ludzkiego włosa, kiedy reakcja termojądrowa zaczyna się, rozwija, całkowicie mija i już jest zakończone w swoim ładunku, podkreślając całą moc nominalną.

ostatni błysk

Po znacznych zmianach zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz, głowica przeszła w troposferę - ostatnie dziesięć kilometrów wysokości. Bardzo zwolniła. Lot naddźwiękowy zdegenerowany do prędkości ponaddźwiękowej Mach 3-4. Głowica świeci już słabo, zanika i zbliża się do celu.

Wybuch na powierzchni Ziemi jest rzadko planowany – tylko w przypadku obiektów zakopanych w ziemi, takich jak silosy rakietowe. Większość celów leży na powierzchni. A za ich największą porażkę detonacja odbywa się na określonej wysokości, w zależności od mocy ładunku. Dla taktycznych dwudziestu kiloton jest to 400-600 m. Dla megatony strategicznej optymalna wysokość wybuchu wynosi 1200 m. Dlaczego? Po eksplozji przez obszar przechodzą dwie fale. Bliżej epicentrum fala uderzeniowa uderzy wcześniej. Spadnie i odbije się, odbijając się na boki, gdzie połączy się ze świeżą falą, która właśnie nadeszła tu z góry, z miejsca wybuchu. Dwie fale - padająca ze środka eksplozji i odbita od powierzchni - sumują się, tworząc najpotężniejszą falę uderzeniową w warstwie powierzchniowej, która jest głównym czynnikiem zniszczenia.

Podczas próbnych startów głowica zwykle dociera do ziemi bez przeszkód. Na pokładzie jest pół centa ładunku wybuchowego, zdetonowanego jesienią. Po co? Po pierwsze, głowica jest obiektem niejawnym i po użyciu musi zostać bezpiecznie zniszczona. Po drugie, jest niezbędny dla systemów pomiarowych składowiska – do operacyjnego wykrywania miejsca uderzenia i pomiaru odchyleń.

Obrazu dopełnia wielometrowy lejek do palenia. Ale wcześniej, kilka kilometrów przed uderzeniem, z testowej głowicy wystrzeliwana jest opancerzona kaseta pamięci z zapisem wszystkiego, co zostało zarejestrowane na pokładzie podczas lotu. Ten opancerzony pendrive zabezpieczy przed utratą informacji pokładowych. Odnajdzie się później, gdy przyleci helikopter ze specjalną grupą poszukiwawczą. I utrwalą wyniki fantastycznego lotu.

Pierwszy międzykontynentalny pocisk balistyczny z głowicą nuklearną

Pierwszym na świecie międzykontynentalnym pociskiem balistycznym z głowicą nuklearną był radziecki R-7. Niosła jedną trzymegatonową głowicę i mogła uderzać w obiekty w odległości do 11 000 km (modyfikacja 7-A). Pomysł firmy S.P. Chociaż Korolew został oddany do użytku, okazał się nieskuteczny jako pocisk wojskowy ze względu na niemożność pełnienia służby bojowej przez długi czas bez dodatkowego tankowania utleniaczem (ciekły tlen). Ale R-7 (i jego liczne modyfikacje) odegrał wybitną rolę w eksploracji kosmosu.

Pierwsza głowica międzykontynentalnego pocisku balistycznego z wieloma głowicami

Pierwszym na świecie międzykontynentalnym pojazdem międzykontynentalnym wielokrotnego wejścia był amerykański pocisk LGM-30 Minuteman III, który rozpoczęto wdrażać w 1970 roku. W porównaniu z poprzednią modyfikacją głowicę W-56 zastąpiono trzema lekkimi głowicami W-62 zainstalowanymi na etapie hodowli. W ten sposób pocisk mógł trafić w trzy oddzielne cele lub skoncentrować wszystkie trzy głowice, aby trafić pojedynczo. Obecnie we wszystkich pociskach Minuteman III pozostała tylko jedna głowica w ramach inicjatywy rozbrojeniowej.

Głowica o zmiennej wydajności

Od wczesnych lat 60. opracowywano technologie tworzenia głowic termojądrowych o zmiennej wydajności. Należą do nich na przykład głowica bojowa W80, która została zainstalowana w szczególności w pocisku Tomahawk. Technologie te powstały z myślą o ładunkach termojądrowych budowanych według schematu Tellera-Ulama, gdzie reakcja rozszczepienia jąder izotopów uranu lub plutonu wywołuje reakcję syntezy jądrowej (czyli wybuch termojądrowy). Zmiana władzy nastąpiła poprzez dostosowanie interakcji między dwoma etapami.

PS. Dodam jeszcze, że tam na górze też rozpracowują się jednostki zagłuszające, wypuszczane są wabiki, a dodatkowo górne stopnie i/lub autobus są wysadzane po rozmnażaniu w celu zwiększenia ilości celów na radary i przeciążają system obrony przeciwrakietowej.

Setki tysięcy znanych i zapomnianych rusznikarzy starożytności walczyło w poszukiwaniu idealnej broni zdolnej do odparowania armii wroga jednym kliknięciem. Okresowo ślad tych poszukiwań można znaleźć w baśniach, mniej lub bardziej przekonująco opisujących cudowny miecz lub łuk, który trafia bez chybienia.

Na szczęście postęp technologiczny postępował tak wolno przez długi czas, że prawdziwe wcielenie miażdżącej broni pozostawało w snach i opowieściach ustnych, a później na kartach książek. Skok naukowy i technologiczny XIX wieku stworzył warunki do powstania głównej fobii XX wieku. Stworzona i przetestowana w rzeczywistych warunkach bomba atomowa zrewolucjonizowała zarówno sprawy wojskowe, jak i politykę.

Historia powstania broni

Przez długi czas wierzono, że najpotężniejszą broń można stworzyć tylko przy użyciu materiałów wybuchowych. Odkrycia naukowców, którzy pracowali z najmniejszymi cząstkami, dostarczyły naukowego uzasadnienia faktu, że za pomocą cząstek elementarnych można wygenerować ogromną energię. Pierwszego z serii badaczy można nazwać Becquerelem, który w 1896 roku odkrył radioaktywność soli uranu.

Sam uran jest znany od 1786 roku, ale wtedy nikt nie podejrzewał jego promieniotwórczości. Prace naukowców przełomu XIX i XX wieku ujawniły nie tylko szczególne właściwości fizyczne, ale także możliwość pozyskiwania energii z substancji promieniotwórczych.

Możliwość wytwarzania broni na bazie uranu została po raz pierwszy szczegółowo opisana, opublikowana i opatentowana przez francuskich fizyków, małżonków Joliot-Curie w 1939 roku.

Pomimo wartości broni, sami naukowcy zdecydowanie sprzeciwiali się stworzeniu tak niszczycielskiej broni.

Małżonkowie (Fryderyk i Irena) przeżywszy II wojnę światową w ruchu oporu, w latach 50., zdając sobie sprawę z niszczycielskiej siły wojny, opowiadają się za powszechnym rozbrojeniem. Wspierają ich Niels Bohr, Albert Einstein i inni wybitni fizycy tamtych czasów.

Tymczasem, gdy państwo Joliot-Curie zajmowali się problemem nazistów w Paryżu, po drugiej stronie planety, w Ameryce, opracowywano pierwszy na świecie ładunek jądrowy. Kierujący pracami Robert Oppenheimer otrzymał najszersze uprawnienia i ogromne środki. Koniec 1941 roku upłynął pod znakiem rozpoczęcia projektu Manhattan, który ostatecznie doprowadził do powstania pierwszego bojowego ładunku jądrowego.

W mieście Los Alamos w stanie Nowy Meksyk powstały pierwsze zakłady produkcyjne do produkcji uranu do celów wojskowych. W przyszłości te same ośrodki jądrowe pojawią się w całym kraju, na przykład w Chicago, w Oak Ridge w stanie Tennessee, badania prowadzono także w Kalifornii. Do stworzenia bomby wrzucono najlepsze siły profesorów amerykańskich uniwersytetów, a także fizyków, którzy uciekli z Niemiec.

W samej „Trzeciej Rzeszy” w charakterystyczny dla Führera sposób rozpoczęto prace nad stworzeniem nowego typu broni.

Ponieważ Opętany bardziej interesował się czołgami i samolotami, a im więcej, tym lepiej, nie widział wielkiej potrzeby nowej cudownej bomby.

W związku z tym projekty, które nie były wspierane przez Hitlera, przebiegały w najlepszym przypadku w ślimaczym tempie.

Kiedy zaczęło się piec i okazało się, że czołgi i samoloty zostały pochłonięte przez front wschodni, nowa cudowna broń otrzymała wsparcie. Ale było już za późno, w warunkach bombardowania i ciągłego strachu przed sowieckimi klinami czołgowymi nie było możliwe stworzenie urządzenia z komponentem nuklearnym.

Związek Radziecki był bardziej uważny na możliwość stworzenia nowego rodzaju niszczycielskiej broni. W okresie przedwojennym fizycy gromadzili i podsumowywali ogólną wiedzę o energetyce jądrowej i możliwościach stworzenia broni jądrowej. Inteligencja ciężko pracowała przez cały okres tworzenia bomby atomowej zarówno w ZSRR, jak iw USA. Wojna odegrała znaczącą rolę w ograniczeniu tempa rozwoju, gdyż ogromne zasoby szły na front.

To prawda, akademik Kurczatow Igor Wasiljewicz z charakterystyczną dla siebie wytrwałością promował pracę wszystkich podległych jednostek również w tym kierunku. Patrząc trochę w przyszłość, to on otrzyma polecenie przyspieszenia rozwoju broni w obliczu zagrożenia amerykańskim uderzeniem na miasta ZSRR. To on, stojący w żwirze ogromnej machiny setek i tysięcy naukowców i robotników, otrzyma honorowy tytuł ojca radzieckiej bomby atomowej.

Pierwszy test na świecie

Ale wróćmy do amerykańskiego programu nuklearnego. Latem 1945 roku amerykańskim naukowcom udało się stworzyć pierwszą na świecie bombę atomową. Każdy chłopiec, który sam zrobił lub kupił w sklepie potężną petardę przeżywa niezwykłą udrękę, chcąc jak najszybciej ją wysadzić. W 1945 roku setki amerykańskich wojskowych i naukowców doświadczyło tego samego.

16 czerwca 1945 roku na pustyni Alamogordo w Nowym Meksyku przeprowadzono pierwsze w historii próby z bronią jądrową i jedną z najpotężniejszych eksplozji w tamtym czasie.

Naocznych świadków obserwujących detonację z bunkra uderzyła siła, z jaką eksplodował ładunek na szczycie 30-metrowej stalowej wieży. Na początku wszystko zalało światło, kilkakrotnie silniejsze od słońca. Wtedy w niebo wzniosła się kula ognia, zamieniając się w kolumnę dymu, która przybrała kształt słynnego grzyba.

Gdy tylko opadł kurz, badacze i konstruktorzy bomb rzucili się na miejsce wybuchu. Obserwowali konsekwencje z ołowianych czołgów Sherman. To, co zobaczyli, przeraziło ich, żadna broń nie zadałaby takich obrażeń. Miejscami piasek stopił się w szkło.

Odkryto również maleńkie pozostałości wieży, w leju o ogromnej średnicy, okaleczone i rozczłonkowane konstrukcje wyraźnie ilustrujące niszczycielską siłę.

Czynniki wpływające

Ta eksplozja dała pierwsze informacje o sile nowej broni, o tym, jak może zniszczyć wroga. Jest to kilka czynników:

• promieniowanie świetlne, błysk, który może oślepić nawet chronione narządy wzroku;
• fala uderzeniowa, gęsty strumień powietrza poruszający się z centrum, niszczący większość budynków;
• impuls elektromagnetyczny, który wyłącza większość sprzętu i nie pozwala na korzystanie z komunikacji po raz pierwszy po wybuchu;
• promieniowanie przenikliwe, najbardziej niebezpieczny czynnik dla tych, którzy schronili się przed innymi szkodliwymi czynnikami, dzieli się na promieniowanie alfa-beta-gamma;
• skażenie radioaktywne, które może niekorzystnie wpływać na zdrowie i życie przez dziesiątki, a nawet setki lat.

Dalsze użycie broni jądrowej, w tym w walce, wykazało wszystkie cechy wpływu na organizmy żywe i na przyrodę. 6 sierpnia 1945 roku był ostatnim dniem dla dziesiątek tysięcy mieszkańców małego miasta Hiroszima, słynącego wówczas z kilku ważnych instalacji wojskowych.

Wynik wojny na Pacyfiku był przesądzony, ale Pentagon uważał, że operacja na archipelagu japońskim kosztowałaby życie ponad miliona amerykańskich marines. Postanowiono upiec kilka pieczeni na jednym ogniu, wycofać Japonię z wojny, oszczędzając na operacji desantowej, przetestować nową broń w akcji i ogłosić to całemu światu, a przede wszystkim ZSRR.

O pierwszej w nocy samolot, na pokładzie którego znajdowała się bomba atomowa „Kid”, wystartował z misją.

Bomba zrzucona nad miastem eksplodowała na wysokości około 600 metrów o godzinie 8.15. Wszystkie budynki znajdujące się w odległości 800 metrów od epicentrum zostały zniszczone. Mury tylko kilku budynków przetrwały, zaprojektowane na 9-punktowe trzęsienie ziemi.

Na dziesięć osób, które w momencie wybuchu znajdowały się w promieniu 600 metrów, przeżyła tylko jedna. Promieniowanie świetlne zamieniło ludzi w węgiel, pozostawiając ślady cienia na kamieniu, ciemny ślad miejsca, w którym znajdowała się osoba. Powstała fala uderzeniowa była tak silna, że ​​była w stanie wybić szkło w odległości 19 kilometrów od miejsca wybuchu.

Gęsty strumień powietrza wyrzucił jednego nastolatka z domu przez okno, lądując, facet zobaczył, jak ściany domu składają się jak karty. Po fali uderzeniowej nastąpił ognisty wicher, który zniszczył tych nielicznych mieszkańców, którzy przeżyli eksplozję i nie zdążyli opuścić strefy pożaru. Ci, którzy znajdowali się w pewnej odległości od wybuchu, zaczęli odczuwać silne niedyspozycje, których przyczyna była początkowo niejasna dla lekarzy.

Znacznie później, kilka tygodni później, ukuto termin „zatrucie popromienne”, znane obecnie jako choroba popromienna.

Ponad 280 tysięcy osób padło ofiarą tylko jednej bomby, zarówno bezpośrednio w wyniku wybuchu, jak i późniejszych chorób.

Na tym bombardowanie Japonii bronią nuklearną się nie skończyło. Zgodnie z planem miało trafić tylko cztery do sześciu miast, ale warunki pogodowe pozwoliły na trafienie tylko w Nagasaki. W tym mieście ponad 150 tysięcy osób padło ofiarą bomby Fat Man.

Obietnice rządu amerykańskiego do przeprowadzenia takich uderzeń przed kapitulacją Japonii doprowadziły do ​​rozejmu, a następnie do podpisania porozumienia kończącego wojnę światową. Ale w przypadku broni jądrowej był to dopiero początek.

Najpotężniejsza bomba na świecie

Okres powojenny upłynął pod znakiem konfrontacji bloku ZSRR i jego sojuszników z USA i NATO. W latach czterdziestych Amerykanie poważnie rozważali atak na Związek Radziecki. Aby powstrzymać byłego sojusznika, trzeba było przyspieszyć prace nad stworzeniem bomby i już w 1949 roku, 29 sierpnia, skończył się monopol USA na broń nuklearną. Podczas wyścigu zbrojeń na największą uwagę zasługują dwa testy głowic jądrowych.

Atol Bikini, znany przede wszystkim z frywolnych strojów kąpielowych, w 1954 roku dosłownie grzmiał na całym świecie w związku z testami ładunku jądrowego o specjalnej mocy.

Amerykanie, decydując się na przetestowanie nowego projektu broni atomowej, nie obliczyli ładunku. W rezultacie eksplozja okazała się 2,5 razy silniejsza niż planowano. Atakowani byli mieszkańcy pobliskich wysp, a także wszechobecni japońscy rybacy.

Ale to nie była najpotężniejsza amerykańska bomba. W 1960 r. Oddano do użytku bombę atomową B41, która ze względu na swoją moc nie przeszła pełnych testów. Siłę ładunku obliczono teoretycznie, obawiając się wysadzenia tak niebezpiecznej broni na poligonie.

Związek Radziecki, który uwielbiał być pierwszy we wszystkim, doświadczył w 1961 r. Inaczej nazywany „matką Kuzkina”.

W odpowiedzi na amerykański szantaż nuklearny radzieccy naukowcy stworzyli najpotężniejszą bombę na świecie. Testowany na Novaya Zemlya, odcisnął swoje piętno w niemal każdym zakątku globu. Według wspomnień w chwili wybuchu w najodleglejszych zakątkach odczuwano lekkie trzęsienie ziemi.

Fala uderzeniowa, oczywiście, tracąc całą swoją niszczycielską moc, była w stanie okrążyć Ziemię. Do tej pory jest to najpotężniejsza bomba atomowa na świecie, stworzona i przetestowana przez ludzkość. Oczywiście, gdyby miał rozwiązane ręce, bomba atomowa Kim Dzong-una byłaby potężniejsza, ale nie ma on Nowej Ziemi, aby ją przetestować.

Urządzenie do bomby atomowej

Rozważmy bardzo prymitywne, czysto dla zrozumienia, urządzenie bomby atomowej. Istnieje wiele klas bomb atomowych, ale rozważ trzy główne:

• uran, oparty na uranie 235, po raz pierwszy eksplodował nad Hiroszimą;
• pluton, oparty na plutonie 239, po raz pierwszy zdetonowany nad Nagasaki;
• termojądrowy, zwany czasem wodorem, oparty na ciężkiej wodzie z deuterem i trytem, ​​na szczęście nie został użyty przeciwko ludności.

Pierwsze dwie bomby opierają się na efekcie rozszczepienia ciężkich jąder na mniejsze w wyniku niekontrolowanej reakcji jądrowej z uwolnieniem ogromnej ilości energii. Trzeci opiera się na fuzji jąder wodoru (a raczej jego izotopów deuteru i trytu) z utworzeniem helu, który jest cięższy w stosunku do wodoru. Przy tej samej masie bomby niszczycielski potencjał bomby wodorowej jest 20 razy większy.

Jeśli dla uranu i plutonu wystarczy zgromadzić masę większą niż masa krytyczna (przy której rozpoczyna się reakcja łańcuchowa), to dla wodoru to nie wystarczy.

Aby niezawodnie połączyć kilka kawałków uranu w jeden, stosuje się efekt pistoletu, w którym mniejsze kawałki uranu są wystrzeliwane w większe. Można również użyć prochu strzelniczego, ale dla zapewnienia niezawodności stosuje się materiały wybuchowe o małej mocy.

W bombie plutonowej wokół sztabek plutonu umieszcza się materiały wybuchowe, aby stworzyć warunki niezbędne do zajścia reakcji łańcuchowej. Dzięki efektowi kumulacyjnemu, jak również inicjatorowi neutronowemu znajdującemu się w samym centrum (beryl z kilkoma miligramami polonu) spełnione są niezbędne warunki.

Posiada główny ładunek, który nie może sam eksplodować oraz bezpiecznik. Aby stworzyć warunki do fuzji jąder deuteru i trytu, potrzebne są niewyobrażalne dla nas ciśnienia i temperatury przynajmniej w jednym punkcie. To, co dzieje się później, to reakcja łańcuchowa.

Aby stworzyć takie parametry, bomba zawiera konwencjonalny, ale małej mocy ładunek jądrowy, który jest bezpiecznikiem. Jej podważenie stwarza warunki do rozpoczęcia reakcji termojądrowej.

Do oceny mocy bomby atomowej stosuje się tak zwany „ekwiwalent TNT”. Eksplozja to uwolnienie energii, najsłynniejszym materiałem wybuchowym na świecie jest TNT (TNT - trinitrotoluen), a wszystkie nowe rodzaje materiałów wybuchowych są z nim utożsamiane. Bomba „Kid” - 13 kiloton trotylu. To jest równowartość 13 000 .

Bomba „Grubas” – 21 kiloton, „Car Bomba” – 58 megaton trotylu. Aż strach pomyśleć o 58 milionach ton materiałów wybuchowych skoncentrowanych w masie 26,5 tony, tyle frajdy daje ta bomba.

Niebezpieczeństwo wojny nuklearnej i katastrof związanych z atomem

Pojawiająca się w samym środku najstraszniejszej wojny XX wieku broń nuklearna stała się największym zagrożeniem dla ludzkości. Bezpośrednio po drugiej wojnie światowej rozpoczęła się zimna wojna, która kilkakrotnie niemal przerodziła się w pełnoprawny konflikt nuklearny. O groźbie użycia bomb atomowych i rakiet przez co najmniej jedną stronę zaczęto dyskutować już w latach pięćdziesiątych.

Wszyscy rozumieli i rozumieją, że w tej wojnie nie może być zwycięzców.

W celu powstrzymania, wysiłki wielu naukowców i polityków były i są podejmowane. Uniwersytet w Chicago, korzystając z opinii zaproszonych naukowców nuklearnych, w tym laureatów Nagrody Nobla, ustawia zegar zagłady na kilka minut przed północą. Północ oznacza kataklizm nuklearny, początek nowej wojny światowej i zniszczenie starego świata. W różnych latach wskazówki zegara wahały się od 17 do 2 minut do północy.

Istnieje również kilka poważnych awarii, które miały miejsce w elektrowniach jądrowych. Katastrofy te mają pośredni związek z bronią, elektrownie jądrowe nadal różnią się od bomb atomowych, ale doskonale pokazują skutki wykorzystania atomu do celów militarnych. Największy z nich:

• 1957, wypadek w Kyshtym, z powodu awarii systemu magazynowania, w pobliżu Kyshtym doszło do wybuchu;
• 1957, Wielka Brytania, w północno-zachodniej Anglii, nie sprawdzono bezpieczeństwa;
• 1979, USA, w wyniku przedwcześnie wykrytego wycieku nastąpiła eksplozja i uwolnienie z elektrowni jądrowej;
• 1986, tragedia w Czarnobylu, wybuch czwartego bloku energetycznego;
• 2011, wypadek na stacji Fukushima, Japonia.

Każda z tych tragedii odcisnęła pieczęć na losie setek tysięcy ludzi i zamieniła całe regiony w strefy niezamieszkałe ze specjalną kontrolą.

Były incydenty, które prawie kosztowały początek katastrofy nuklearnej. Radzieckie atomowe okręty podwodne wielokrotnie miały na pokładzie wypadki związane z reaktorami. Amerykanie zrzucili bombowiec Superfortress z dwiema bombami atomowymi Mark 39 na pokładzie, o pojemności 3,8 megaton. Ale „system bezpieczeństwa”, który zadziałał, nie pozwolił na zdetonowanie ładunków i katastrofy udało się uniknąć.

Przeszłość i teraźniejszość broni jądrowej

Dziś dla każdego jest jasne, że wojna nuklearna zniszczy współczesną ludzkość. Tymczasem chęć posiadania broni nuklearnej i wejścia do klubu nuklearnego, a raczej wpadnięcia do niego przez wyważenie drzwi, wciąż nawiedza umysły niektórych przywódców państwowych.

Indie i Pakistan samowolnie stworzyły broń nuklearną, Izraelczycy ukrywają obecność bomby.

Dla niektórych posiadanie bomby atomowej jest sposobem na udowodnienie swojego znaczenia na arenie międzynarodowej. Dla innych to gwarancja nieingerencji ze strony uskrzydlonej demokracji czy innych czynników z zewnątrz. Ale najważniejsze jest to, że te akcje nie wchodzą w biznes, dla którego tak naprawdę zostały stworzone.

Wideo

Korea Północna grozi Stanom Zjednoczonym testem superpotężnej bomby wodorowej na Pacyfiku. Japonia, która mogła ucierpieć z powodu testów, nazwała plany Korei Północnej absolutnie nie do przyjęcia. Prezydenci Donald Trump i Kim Jong-un przeklinają w wywiadach i mówią o otwartym konflikcie zbrojnym. Dla tych, którzy nie rozumieją broni jądrowej, ale chcą być w temacie, „Futurysta” przygotował przewodnik.

Jak działa broń jądrowa?

Podobnie jak zwykła laska dynamitu, bomba atomowa zużywa energię. Tyle że jest uwalniany nie w trakcie prymitywnej reakcji chemicznej, ale w złożonych procesach jądrowych. Istnieją dwa główne sposoby pozyskiwania energii jądrowej z atomu. W rozszczepienia jądrowego jądro atomu rozpada się na dwa mniejsze fragmenty za pomocą neutronu. Fuzja nuklearna - proces, w którym Słońce generuje energię - polega na połączeniu dwóch mniejszych atomów w jeden większy. W każdym procesie, rozszczepieniu lub fuzji, uwalniane są duże ilości energii cieplnej i promieniowania. W zależności od tego, czy stosuje się rozszczepienie jądrowe, czy syntezę jądrową, bomby dzielą się na jądrowy (atomowy) I termojądrowy .

Czy możesz rozwinąć temat rozszczepienia jądrowego?

Wybuch bomby atomowej nad Hiroszimą (1945)

Jak pamiętasz, atom składa się z trzech rodzajów cząstek subatomowych: protonów, neutronów i elektronów. Centrum atomu nazywa się rdzeń , składa się z protonów i neutronów. Protony są naładowane dodatnio, elektrony są naładowane ujemnie, a neutrony nie mają żadnego ładunku. Stosunek proton-elektron wynosi zawsze jeden do jednego, więc atom jako całość ma ładunek neutralny. Na przykład atom węgla ma sześć protonów i sześć elektronów. Cząstki są utrzymywane razem przez fundamentalną siłę - silna siła jądrowa .

Właściwości atomu mogą się znacznie różnić w zależności od tego, ile różnych cząstek zawiera. Jeśli zmienisz liczbę protonów, otrzymasz inny pierwiastek chemiczny. Jeśli zmienisz liczbę neutronów, otrzymasz izotop ten sam element, który masz w dłoniach. Na przykład węgiel ma trzy izotopy: 1) węgiel-12 (sześć protonów + sześć neutronów), stabilna i często występująca postać pierwiastka, 2) węgiel-13 (sześć protonów + siedem neutronów), który jest stabilny, ale rzadki, oraz 3) węgiel -14 (sześć protonów + osiem neutronów), który jest rzadki i niestabilny (lub radioaktywny).

Większość jąder atomowych jest stabilna, ale niektóre są niestabilne (radioaktywne). Jądra te spontanicznie emitują cząstki, które naukowcy nazywają promieniowaniem. Proces ten nazywa się rozpad promieniotwórczy . Istnieją trzy rodzaje rozkładu:

Rozpad alfa : Jądro wyrzuca cząstkę alfa - dwa związane ze sobą protony i dwa neutrony. rozpad beta : neutron zamienia się w proton, elektron i antyneutrino. Wyrzucony elektron jest cząstką beta. Spontaniczny podział: jądro rozpada się na kilka części i emituje neutrony, a także emituje impuls energii elektromagnetycznej - promień gamma. To ten ostatni rodzaj rozpadu jest używany w bombie atomowej. Zaczynają się wolne neutrony emitowane przez rozszczepienie reakcja łańcuchowa co uwalnia ogromną ilość energii.

Z czego zrobione są bomby atomowe?

Mogą być wykonane z uranu-235 i plutonu-239. Uran występuje w przyrodzie jako mieszanina trzech izotopów: 238U (99,2745% uranu naturalnego), 235U (0,72%) i 234U (0,0055%). Najpopularniejszy 238 U nie obsługuje reakcji łańcuchowej: jest do tego zdolny tylko 235 U. Aby osiągnąć maksymalną siłę wybuchu, konieczne jest, aby zawartość 235 U w „wypełnieniu” bomby wynosiła co najmniej 80%. Dlatego uran spada sztucznie wzbogacać . W tym celu mieszaninę izotopów uranu dzieli się na dwie części, tak aby jedna z nich zawierała ponad 235 U.

Zwykle, gdy rozdzielane są izotopy, jest dużo zubożonego uranu, który nie może rozpocząć reakcji łańcuchowej - ale jest sposób, aby to zrobić. Faktem jest, że pluton-239 nie występuje w przyrodzie. Ale można to uzyskać bombardując 238 U neutronami.

Jak mierzona jest ich moc?

Siła ładunku jądrowego i termojądrowego jest mierzona w ekwiwalencie TNT - ilości trinitrotoluenu, którą należy zdetonować, aby uzyskać podobny wynik. Jest mierzony w kilotonach (kt) i megatonach (Mt). Moc ultramałej broni jądrowej jest mniejsza niż 1 kt, podczas gdy superpotężne bomby dają więcej niż 1 Mt.

Moc radzieckiego cara Bomby, według różnych źródeł, wahała się od 57 do 58,6 megaton trotylu, moc bomby termojądrowej, którą KRLD testowała na początku września, wynosiła około 100 kiloton.

Kto stworzył broń jądrową?

amerykański fizyk Robert Oppenheimer i generał Leslie Groves

W latach trzydziestych włoski fizyk Henryk Fermi wykazał, że pierwiastki bombardowane neutronami można przekształcić w nowe pierwiastki. Efektem tej pracy było odkrycie powolne neutrony , a także odkrycie nowych pierwiastków, których nie ma w układzie okresowym. Wkrótce po odkryciu Fermiego niemieccy naukowcy Otto Hahna I Fritza Strassmanna bombardował uran neutronami, w wyniku czego powstał radioaktywny izotop baru. Doszli do wniosku, że neutrony o małej prędkości powodują rozpad jądra uranu na dwie mniejsze części.

Ta praca poruszyła umysły całego świata. Na Uniwersytecie Princeton Nielsa Bohra pracować z Johna Wheelera opracowanie hipotetycznego modelu procesu rozszczepienia. Zasugerowali, że uran-235 ulega rozszczepieniu. Mniej więcej w tym samym czasie inni naukowcy odkryli, że proces rozszczepienia wytwarza jeszcze więcej neutronów. To skłoniło Bohra i Wheelera do zadania ważnego pytania: czy wolne neutrony powstałe w wyniku rozszczepienia mogą wywołać reakcję łańcuchową, która uwolniłaby ogromną ilość energii? Jeśli tak, to można stworzyć broń o niewyobrażalnej mocy. Ich przypuszczenia potwierdził francuski fizyk Fryderyka Joliot-Curie . Jego wniosek był impulsem do rozwoju broni jądrowej.

Fizycy z Niemiec, Anglii, USA i Japonii pracowali nad stworzeniem broni atomowej. Przed wybuchem II wojny światowej Alberta Einsteina — napisał do prezydenta Stanów Zjednoczonych Franklina Roosevelta że nazistowskie Niemcy planują oczyszczenie uranu-235 i stworzenie bomby atomowej. Teraz okazało się, że Niemcy są dalecy od przeprowadzenia reakcji łańcuchowej: pracują nad „brudną”, wysoce radioaktywną bombą. Tak czy inaczej, rząd USA dołożył wszelkich starań, aby stworzyć bombę atomową w jak najkrótszym czasie. Uruchomiono Projekt Manhattan, kierowany przez amerykańskiego fizyka Roberta Oppenheimera i generał Leslie Groves . Uczestniczyli w nim wybitni naukowcy, którzy wyemigrowali z Europy. Do lata 1945 roku powstała broń atomowa oparta na dwóch rodzajach materiałów rozszczepialnych - uran-235 i pluton-239. Jedna bomba, plutonowa „Thing”, została zdetonowana podczas testów, a dwie kolejne, uranowa „Kid” i plutonowa „Fat Man”, zostały zrzucone na japońskie miasta Hiroszima i Nagasaki.

Jak działa bomba termojądrowa i kto ją wynalazł?

Bomba termojądrowa opiera się na reakcji fuzja nuklearna . W przeciwieństwie do rozszczepienia jądrowego, które może zachodzić zarówno spontanicznie, jak i w sposób wymuszony, synteza jądrowa jest niemożliwa bez dopływu energii z zewnątrz. Jądra atomowe są naładowane dodatnio, więc odpychają się. Ta sytuacja nazywa się barierą Coulomba. Aby przezwyciężyć odpychanie, konieczne jest rozproszenie tych cząstek do szalonych prędkości. Można to zrobić w bardzo wysokich temperaturach - rzędu kilku milionów kelwinów (stąd nazwa). Istnieją trzy rodzaje reakcji termojądrowych: samopodtrzymujące się (zachodzące we wnętrzu gwiazd), kontrolowane i niekontrolowane lub wybuchowe - stosuje się je w bombach wodorowych.

Pomysł bomby termojądrowej inicjowanej ładunkiem atomowym zaproponował Enrico Fermi swojemu koledze Edwarda Tellera w 1941 roku, na samym początku Projektu Manhattan. Jednak w tamtym czasie ten pomysł nie był poszukiwany. Rozwój Tellera poprawił się Stanisław Ulam , dzięki czemu idea bomby termojądrowej jest wykonalna w praktyce. W 1952 roku podczas operacji Ivy Mike na atolu Enewetok przetestowano pierwsze termojądrowe urządzenie wybuchowe. Była to jednak próbka laboratoryjna, nienadająca się do walki. Rok później Związek Radziecki zdetonował pierwszą na świecie bombę termojądrową, złożoną według projektu fizyków. Andriej Sacharow I Julia Chariton . Urządzenie przypominało tort warstwowy, więc potężna broń otrzymała przydomek „Sloika”. W toku dalszego rozwoju narodziła się najpotężniejsza bomba na Ziemi, „Car Bomba” lub „Matka Kuzkina”. W październiku 1961 roku został przetestowany na archipelagu Nowej Ziemi.

Z czego wykonane są bomby termojądrowe?

Jeśli tak myślisz wodór a bomby termojądrowe to różne rzeczy, myliłeś się. Te słowa są synonimami. To wodór (a raczej jego izotopy - deuter i tryt) jest potrzebny do przeprowadzenia reakcji termojądrowej. Jest jednak pewna trudność: aby zdetonować bombę wodorową, trzeba najpierw uzyskać wysoką temperaturę podczas konwencjonalnego wybuchu jądrowego – dopiero wtedy jądra atomowe zaczną reagować. Dlatego w przypadku bomby termojądrowej projektowanie odgrywa ważną rolę.

Powszechnie znane są dwa schematy. Pierwszym z nich jest „zaciągnięcie się” Sacharowa. Pośrodku znajdował się detonator jądrowy otoczony warstwami deuterku litu zmieszanego z trytem, ​​przeplatanymi warstwami wzbogaconego uranu. Taka konstrukcja umożliwiła osiągnięcie mocy w granicach 1 Mt. Drugi to amerykański schemat Tellera-Ulama, w którym bomba atomowa i izotopy wodoru znajdowały się oddzielnie. Wyglądało to tak: od dołu - pojemnik z mieszaniną ciekłego deuteru i trytu, w środku którego znajdowała się "świeca zapłonowa" - pręt plutonowy, a od góry - konwencjonalny ładunek jądrowy, a wszystko to w powłoka z metalu ciężkiego (na przykład zubożony uran). Szybkie neutrony wytwarzane podczas eksplozji powodują reakcje rozszczepienia atomów w powłoce uranu i dodają energii do całkowitej energii eksplozji. Dodanie dodatkowych warstw deuterku litu-uranu-238 pozwala na tworzenie pocisków o nieograniczonej mocy. W 1953 roku radziecki fizyk Wiktor Dawidenko przypadkowo powtórzył pomysł Tellera-Ulama i na jego podstawie Sacharow wymyślił wieloetapowy schemat, który umożliwił stworzenie broni o niespotykanej sile. Według tego schematu pracowała matka Kuzkiny.

Jakie są inne bomby?

Są też neutronowe, ale ogólnie jest to przerażające. W rzeczywistości bomba neutronowa jest bombą termojądrową o niskiej wydajności, której 80% energii wybuchu stanowi promieniowanie (promieniowanie neutronowe). Wygląda jak zwykły niskowydajny ładunek jądrowy, do którego dodaje się blok z izotopem berylu - źródłem neutronów. Kiedy wybucha broń nuklearna, rozpoczyna się reakcja termojądrowa. Ten rodzaj broni został opracowany przez amerykańskiego fizyka Samuela Cohena . Uważano, że broń neutronowa niszczy całe życie nawet w schronach, jednak zasięg niszczenia takiej broni jest niewielki, ponieważ atmosfera rozprasza szybkie strumienie neutronów, a fala uderzeniowa jest silniejsza na dużych odległościach.

Ale co z bombą kobaltową?

Nie, synu, to fantastyczne. Żaden kraj oficjalnie nie ma bomb kobaltowych. Teoretycznie jest to bomba termojądrowa z powłoką kobaltową, która zapewnia silne skażenie radioaktywne terenu nawet przy stosunkowo słabym wybuchu jądrowym. 510 ton kobaltu może zainfekować całą powierzchnię Ziemi i zniszczyć całe życie na planecie. Fizyk Leo Szilarda , który opisał ten hipotetyczny projekt w 1950 roku, nazwał go „Doomsday Machine”.

Co jest fajniejsze: bomba atomowa czy termojądrowa?

Pełnowymiarowy model „Car-bomby”

Bomba wodorowa jest znacznie bardziej zaawansowana i zaawansowana technologicznie niż bomba atomowa. Jego siła wybuchowa znacznie przewyższa moc atomową i jest ograniczona jedynie liczbą dostępnych składników. W reakcji termojądrowej z każdego nukleonu (tzw. jąder składowych, protonów i neutronów) uwalnia się znacznie więcej energii niż w reakcji jądrowej. Na przykład podczas rozszczepienia jądra uranu jeden nukleon odpowiada za 0,9 MeV (megaelektronowolt), a podczas syntezy jądra helu z jąder wodoru uwalniana jest energia równa 6 MeV.

Jak bomby dostarczaćdo celu?

Początkowo zrzucano je z samolotów, ale obronę powietrzną stale ulepszano, a dostarczanie broni jądrowej w ten sposób okazało się nierozsądne. Wraz ze wzrostem produkcji technologii rakietowej wszelkie prawa do dostarczania broni jądrowej zostały przeniesione na pociski balistyczne i manewrujące różnych baz. Dlatego bomba nie jest już bombą, ale głowicą bojową.

Panuje opinia, że ​​północnokoreańska bomba wodorowa jest zbyt duża, aby można ją było zainstalować na rakiecie - więc jeśli KRLD zdecyduje się ożywić zagrożenie, zostanie ona przewieziona statkiem na miejsce wybuchu.

Jakie są konsekwencje wojny nuklearnej?

Hiroszima i Nagasaki to tylko niewielka część możliwej apokalipsy. Na przykład dobrze znana hipoteza „zimy nuklearnej”, którą wysunęli amerykański astrofizyk Carl Sagan i sowiecki geofizyk Gieorgij Golicyn. Zakłada się, że eksplozja kilku głowic nuklearnych (nie na pustyni czy w wodzie, ale w osadach) spowoduje wiele pożarów, a do atmosfery przedostanie się duża ilość dymu i sadzy, co doprowadzi do globalnego ochłodzenia. Hipoteza jest krytykowana przez porównanie efektu z aktywnością wulkaniczną, która ma niewielki wpływ na klimat. Ponadto niektórzy naukowcy zauważają, że globalne ocieplenie jest bardziej prawdopodobne niż ochłodzenie – jednak obie strony mają nadzieję, że nigdy się tego nie dowiemy.

Czy broń jądrowa jest dozwolona?

Po wyścigu zbrojeń w XX wieku kraje zmieniły zdanie i postanowiły ograniczyć użycie broni jądrowej. ONZ przyjęła traktaty o nierozprzestrzenianiu broni jądrowej i zakazie prób jądrowych (ten ostatni nie został podpisany przez młode mocarstwa jądrowe: Indie, Pakistan i KRLD). W lipcu 2017 r. przyjęto nowy traktat zakazujący broni jądrowej.

„Każde państwo-strona zobowiązuje się, że nigdy, w żadnych okolicznościach, nie będzie rozwijać, testować, produkować, wytwarzać, w żaden inny sposób nabywać, posiadać ani gromadzić broni jądrowej ani innych jądrowych urządzeń wybuchowych” – czytamy w pierwszym artykule traktatu.

Jednak dokument nie wejdzie w życie, dopóki nie ratyfikuje go 50 państw.