Bagaimana senjata nuklear dibuat. Struktur bom atom

Korea Utara mengancam AS dengan ujian bom hidrogen yang sangat berkuasa di Pasifik. Jepun, yang mungkin mengalami ujian itu, menyifatkan rancangan Korea Utara sama sekali tidak boleh diterima. Presiden Donald Trump dan Kim Jong-un bersumpah dalam wawancara dan bercakap tentang konflik ketenteraan terbuka. Bagi mereka yang tidak memahami senjata nuklear, tetapi ingin berada dalam subjek, "Futurist" telah menyusun panduan.

Bagaimanakah senjata nuklear berfungsi?

Seperti sebatang dinamit biasa, bom nuklear menggunakan tenaga. Hanya ia dikeluarkan bukan semasa tindak balas kimia primitif, tetapi dalam proses nuklear yang kompleks. Terdapat dua cara utama untuk mengekstrak tenaga nuklear daripada atom. AT pembelahan nuklear nukleus atom berpecah kepada dua serpihan yang lebih kecil dengan neutron. Percantuman nuklear - proses di mana Matahari menjana tenaga - melibatkan penggabungan dua atom yang lebih kecil untuk membentuk yang lebih besar. Dalam sebarang proses, pembelahan atau pelakuran, sejumlah besar tenaga haba dan sinaran dibebaskan. Bergantung kepada sama ada pembelahan nuklear atau pelakuran digunakan, bom dibahagikan kepada nuklear (atom) dan termonuklear .

Bolehkah anda menghuraikan pembelahan nuklear?

Letupan bom atom ke atas Hiroshima (1945)

Seperti yang anda ingat, atom terdiri daripada tiga jenis zarah subatom: proton, neutron dan elektron. Pusat atom dipanggil teras , terdiri daripada proton dan neutron. Proton bercas positif, elektron bercas negatif, dan neutron tidak mempunyai cas sama sekali. Nisbah proton-elektron sentiasa satu kepada satu, jadi atom secara keseluruhan mempunyai cas neutral. Sebagai contoh, atom karbon mempunyai enam proton dan enam elektron. Zarah disatukan oleh daya asas - kuasa nuklear yang kuat .

Sifat-sifat atom boleh berbeza-beza bergantung kepada berapa banyak zarah berbeza yang terkandung di dalamnya. Jika anda menukar bilangan proton, anda akan mempunyai unsur kimia yang berbeza. Jika anda menukar bilangan neutron, anda mendapat isotop elemen yang sama yang anda ada di tangan anda. Sebagai contoh, karbon mempunyai tiga isotop: 1) karbon-12 (enam proton + enam neutron), bentuk unsur yang stabil dan kerap berlaku, 2) karbon-13 (enam proton + tujuh neutron), yang stabil tetapi jarang berlaku, dan 3) karbon -14 (enam proton + lapan neutron), yang jarang berlaku dan tidak stabil (atau radioaktif).

Kebanyakan nukleus atom adalah stabil, tetapi ada yang tidak stabil (radioaktif). Nukleus ini secara spontan mengeluarkan zarah yang dipanggil oleh saintis sebagai radiasi. Proses ini dipanggil pereputan radioaktif . Terdapat tiga jenis pereputan:

Pereputan alfa : Nukleus mengeluarkan zarah alfa - dua proton dan dua neutron terikat bersama. pereputan beta : neutron bertukar menjadi proton, elektron dan antineutrino. Elektron yang dikeluarkan adalah zarah beta. Pembahagian spontan: nukleus terpecah kepada beberapa bahagian dan mengeluarkan neutron, dan juga memancarkan nadi tenaga elektromagnet - sinar gamma. Ia adalah jenis pereputan terakhir yang digunakan dalam bom nuklear. Neutron bebas yang dipancarkan oleh pembelahan bermula tindakbalas berantai yang membebaskan sejumlah besar tenaga.

Bom nuklear diperbuat daripada apa?

Mereka boleh dibuat daripada uranium-235 dan plutonium-239. Uranium berlaku di alam semula jadi sebagai campuran tiga isotop: 238U (99.2745% uranium semulajadi), 235U (0.72%) dan 234U (0.0055%). 238 U yang paling biasa tidak menyokong tindak balas berantai: hanya 235 U yang mampu melakukan ini. Untuk mencapai kuasa letupan maksimum, kandungan 235 U dalam "penyumbatan" bom perlu sekurang-kurangnya 80%. Oleh itu, uranium jatuh secara buatan memperkayakan . Untuk melakukan ini, campuran isotop uranium dibahagikan kepada dua bahagian supaya satu daripadanya mengandungi lebih daripada 235 U.

Biasanya, apabila isotop diasingkan, terdapat banyak uranium habis yang tidak boleh memulakan tindak balas berantai - tetapi ada cara untuk membuatnya melakukannya. Hakikatnya ialah plutonium-239 tidak berlaku di alam semula jadi. Tetapi ia boleh diperolehi dengan mengebom 238 U dengan neutron.

Bagaimanakah kuasa mereka diukur?

Kuasa cas nuklear dan termonuklear diukur dalam setara TNT - jumlah trinitrotoluene yang mesti diletupkan untuk mendapatkan hasil yang serupa. Ia diukur dalam kiloton (kt) dan megaton (Mt). Kuasa senjata nuklear ultra-kecil kurang daripada 1 kt, manakala bom super berkuasa memberikan lebih daripada 1 Mt.

Kuasa Bomba Tsar Soviet, menurut pelbagai sumber, berkisar antara 57 hingga 58.6 megaton TNT, kuasa bom termonuklear yang diuji oleh DPRK pada awal September adalah kira-kira 100 kiloton.

Siapa yang mencipta senjata nuklear?

Ahli fizik Amerika Robert Oppenheimer dan Jeneral Leslie Groves

Pada tahun 1930-an, seorang ahli fizik Itali Enrico Fermi menunjukkan bahawa unsur-unsur yang dibombardir dengan neutron boleh ditukar kepada unsur-unsur baru. Hasil kerja ini adalah penemuan neutron perlahan , serta penemuan unsur baharu yang tidak diwakili pada jadual berkala. Tidak lama selepas penemuan Fermi, saintis Jerman Otto Hahn dan Fritz Strassmann uranium dibombardir dengan neutron, mengakibatkan pembentukan isotop radioaktif barium. Mereka membuat kesimpulan bahawa neutron berkelajuan rendah menyebabkan nukleus uranium pecah kepada dua bahagian yang lebih kecil.

Kerja ini menggembirakan minda seluruh dunia. Di Universiti Princeton Niels Bohr bekerja dengan John Wheeler untuk membangunkan model hipotesis proses pembelahan. Mereka mencadangkan bahawa uranium-235 mengalami pembelahan. Pada masa yang sama, saintis lain mendapati bahawa proses pembelahan menghasilkan lebih banyak neutron. Ini mendorong Bohr dan Wheeler untuk bertanya soalan penting: bolehkah neutron bebas yang dihasilkan oleh pembelahan mencetuskan tindak balas berantai yang akan melepaskan sejumlah besar tenaga? Jika ya, maka senjata kuasa yang tidak dapat dibayangkan boleh dicipta. Andaian mereka disahkan oleh ahli fizik Perancis Frederic Joliot-Curie . Kesimpulannya adalah dorongan untuk pembangunan senjata nuklear.

Ahli fizik Jerman, England, Amerika Syarikat, dan Jepun bekerja pada penciptaan senjata atom. Sebelum meletusnya Perang Dunia Kedua Albert Einstein menulis kepada Presiden Amerika Syarikat Franklin Roosevelt bahawa Nazi Jerman merancang untuk membersihkan uranium-235 dan mencipta bom atom. Kini ternyata Jerman jauh daripada melakukan tindak balas berantai: mereka sedang mengusahakan bom yang "kotor", sangat radioaktif. Walau apa pun, kerajaan AS telah melakukan segala usaha untuk mencipta bom atom dalam masa yang sesingkat mungkin. Projek Manhattan telah dilancarkan, diketuai oleh seorang ahli fizik Amerika Robert Oppenheimer dan umum Leslie Groves . Ia dihadiri oleh saintis terkemuka yang berhijrah dari Eropah. Menjelang musim panas tahun 1945, senjata atom dicipta berdasarkan dua jenis bahan fisil - uranium-235 dan plutonium-239. Satu bom, plutonium "Thing", telah diletupkan semasa ujian, dan dua lagi, uranium "Kid" dan plutonium "Fat Man", telah dijatuhkan di bandar Jepun Hiroshima dan Nagasaki.

Bagaimanakah bom termonuklear berfungsi dan siapa yang menciptanya?

Bom termonuklear adalah berdasarkan tindak balas gabungan nuklear . Tidak seperti pembelahan nuklear, yang boleh berlaku secara spontan dan paksa, pelakuran nuklear adalah mustahil tanpa bekalan tenaga luar. Nukleus atom bercas positif, jadi mereka menolak satu sama lain. Keadaan ini dipanggil halangan Coulomb. Untuk mengatasi tolakan, zarah-zarah ini perlu disebarkan ke kelajuan gila. Ini boleh dilakukan pada suhu yang sangat tinggi - mengikut urutan beberapa juta kelvin (oleh itu namanya). Terdapat tiga jenis tindak balas termonuklear: berdikari (berlaku di pedalaman bintang), terkawal dan tidak terkawal atau meletup - ia digunakan dalam bom hidrogen.

Idea bom gabungan termonuklear yang dimulakan oleh cas atom telah dicadangkan oleh Enrico Fermi kepada rakan sekerjanya Edward Teller kembali pada tahun 1941, pada permulaan Projek Manhattan. Walau bagaimanapun, pada masa itu idea ini tidak diminati. Perkembangan Teller bertambah baik Stanislav Ulam , menjadikan idea bom termonuklear boleh dilaksanakan dalam amalan. Pada tahun 1952, peranti letupan termonuklear pertama telah diuji di Atol Enewetok semasa Operasi Ivy Mike. Walau bagaimanapun, ia adalah sampel makmal, tidak sesuai untuk pertempuran. Setahun kemudian, Kesatuan Soviet meletupkan bom termonuklear pertama di dunia, dipasang mengikut reka bentuk ahli fizik. Andrey Sakharov dan Julia Khariton . Peranti itu menyerupai kek lapis, jadi senjata yang menggerunkan itu digelar "Sloika". Dalam perkembangan selanjutnya, bom paling berkuasa di Bumi, "Tsar Bomba" atau "Ibu Kuzkin", telah dilahirkan. Pada Oktober 1961, ia telah diuji di kepulauan Novaya Zemlya.

Bom termonuklear diperbuat daripada apa?

Jika anda fikir begitu hidrogen dan bom termonuklear adalah perkara yang berbeza, anda silap. Kata-kata ini sinonim. Ia adalah hidrogen (atau lebih tepat, isotopnya - deuterium dan tritium) yang diperlukan untuk menjalankan tindak balas termonuklear. Walau bagaimanapun, terdapat kesukaran: untuk meletupkan bom hidrogen, pertama sekali perlu mendapatkan suhu tinggi semasa letupan nuklear konvensional - barulah nukleus atom akan mula bertindak balas. Oleh itu, dalam kes bom termonuklear, reka bentuk memainkan peranan penting.

Dua skim diketahui secara meluas. Yang pertama ialah "sedutan" Sakharov. Di tengahnya terdapat peledak nuklear, yang dikelilingi oleh lapisan litium deuterida bercampur dengan tritium, yang diselingi dengan lapisan uranium yang diperkaya. Reka bentuk ini memungkinkan untuk mencapai kuasa dalam 1 Mt. Yang kedua ialah skim American Teller-Ulam, di mana bom nuklear dan isotop hidrogen terletak secara berasingan. Ia kelihatan seperti ini: dari bawah - bekas dengan campuran deuterium cecair dan tritium, di tengahnya terdapat "palam pencucuh" - batang plutonium, dan dari atas - cas nuklear konvensional, dan semua ini dalam cangkang logam berat (contohnya, uranium yang habis). Neutron pantas yang dihasilkan semasa letupan menyebabkan tindak balas pembelahan atom dalam kulit uranium dan menambah tenaga kepada jumlah tenaga letupan. Menambah lapisan tambahan litium uranium-238 deuteride membolehkan anda mencipta projektil kuasa tanpa had. Pada tahun 1953 ahli fizik Soviet Viktor Davidenko secara tidak sengaja mengulangi idea Teller-Ulam, dan berdasarkannya Sakharov menghasilkan skema pelbagai peringkat yang memungkinkan untuk mencipta senjata kuasa yang belum pernah terjadi sebelumnya. Mengikut skema ini, ibu Kuzkina bekerja.

Apakah bom lain yang ada?

Terdapat juga neutron, tetapi ini biasanya menakutkan. Malah, bom neutron adalah bom termonuklear hasil rendah, 80% daripada tenaga letupannya adalah sinaran (sinaran neutron). Ia kelihatan seperti caj nuklear hasil rendah biasa, yang mana blok dengan isotop berilium ditambah - sumber neutron. Apabila senjata nuklear meletup, tindak balas termonuklear bermula. Senjata jenis ini telah dibangunkan oleh seorang ahli fizik Amerika Samuel Cohen . Adalah dipercayai bahawa senjata neutron memusnahkan semua kehidupan walaupun di tempat perlindungan, bagaimanapun, julat kemusnahan senjata tersebut adalah kecil, kerana atmosfera menyerakkan fluks neutron yang cepat, dan gelombang kejutan lebih kuat pada jarak yang jauh.

Tetapi bagaimana dengan bom kobalt?

Tidak, nak, ia hebat. Tiada negara secara rasmi mempunyai bom kobalt. Secara teorinya, ini adalah bom termonuklear dengan cangkang kobalt, yang memberikan pencemaran radioaktif yang kuat di kawasan itu walaupun dengan letupan nuklear yang agak lemah. 510 tan kobalt boleh menjangkiti seluruh permukaan Bumi dan memusnahkan semua hidupan di planet ini. ahli fizik Leo Szilard , yang menggambarkan reka bentuk hipotesis ini pada tahun 1950, memanggilnya "Mesin Hari Kiamat".

Mana yang lebih sejuk: bom nuklear atau termonuklear?

Model skala penuh "Tsar-bomba"

Bom hidrogen jauh lebih maju dan berteknologi tinggi daripada bom atom. Kuasa letupannya jauh melebihi kuasa atom dan hanya dihadkan oleh bilangan komponen yang ada. Dalam tindak balas termonuklear, untuk setiap nukleon (yang dipanggil nukleus konstituen, proton dan neutron), lebih banyak tenaga dibebaskan daripada dalam tindak balas nuklear. Contohnya, semasa pembelahan nukleus uranium, satu nukleon menyumbang 0.9 MeV (megaelektronvolt), dan semasa sintesis nukleus helium daripada nukleus hidrogen, tenaga bersamaan dengan 6 MeV dibebaskan.

Seperti bom menyampaikanke sasaran?

Pada mulanya, mereka digugurkan dari pesawat, tetapi pertahanan udara sentiasa diperbaiki, dan penghantaran senjata nuklear dengan cara ini terbukti tidak bijak. Dengan pertumbuhan dalam pengeluaran teknologi roket, semua hak untuk menghantar senjata nuklear telah dipindahkan kepada peluru berpandu balistik dan pelayaran pelbagai pangkalan. Oleh itu, bom bukan lagi bom, tetapi kepala peledak.

Terdapat pendapat bahawa bom hidrogen Korea Utara terlalu besar untuk dipasang pada roket - jadi jika DPRK memutuskan untuk menghidupkan ancaman itu, ia akan dibawa dengan kapal ke lokasi letupan.

Apakah akibat perang nuklear?

Hiroshima dan Nagasaki hanyalah sebahagian kecil daripada kemungkinan kiamat. Sebagai contoh, hipotesis terkenal "musim sejuk nuklear", yang dikemukakan oleh ahli astrofizik Amerika Carl Sagan dan ahli geofizik Soviet Georgy Golitsyn. Diandaikan bahawa letupan beberapa kepala peledak nuklear (bukan di padang pasir atau air, tetapi di penempatan) akan menyebabkan banyak kebakaran, dan sejumlah besar asap dan jelaga akan memercik ke atmosfera, yang akan membawa kepada penyejukan global. Hipotesis itu dikritik dengan membandingkan kesannya dengan aktiviti gunung berapi, yang mempunyai sedikit kesan ke atas iklim. Di samping itu, sesetengah saintis menyatakan bahawa pemanasan global lebih cenderung berlaku daripada penyejukan - namun, kedua-dua pihak berharap bahawa kita tidak akan tahu.

Adakah senjata nuklear dibenarkan?

Selepas perlumbaan senjata pada abad ke-20, negara mengubah fikiran mereka dan memutuskan untuk mengehadkan penggunaan senjata nuklear. PBB menerima pakai perjanjian mengenai tidak percambahan senjata nuklear dan larangan ujian nuklear (yang terakhir tidak ditandatangani oleh kuasa nuklear muda India, Pakistan, dan DPRK). Pada Julai 2017, perjanjian baharu yang mengharamkan senjata nuklear telah diterima pakai.

"Setiap Negara Pihak berjanji tidak sekali-kali, dalam apa jua keadaan, untuk membangunkan, menguji, mengeluarkan, mengeluarkan, sebaliknya memperoleh, memiliki, atau menyimpan senjata nuklear atau alat letupan nuklear lain," baca artikel pertama perjanjian itu.

Walau bagaimanapun, dokumen itu tidak akan berkuat kuasa sehingga 50 negeri meratifikasinya.

Senjata nuklear adalah senjata yang bersifat strategik, mampu menyelesaikan masalah global. Penggunaannya dikaitkan dengan akibat yang dahsyat untuk semua manusia. Ini menjadikan bom atom bukan sahaja ancaman, tetapi juga penghalang.

Kemunculan senjata yang mampu menamatkan pembangunan umat manusia menandakan permulaan era barunya. Kebarangkalian konflik global atau perang dunia baru diminimumkan kerana kemungkinan kemusnahan menyeluruh seluruh tamadun.

Di sebalik ancaman sedemikian, senjata nuklear terus berkhidmat dengan negara-negara terkemuka dunia. Sedikit sebanyak, inilah yang menjadi faktor penentu dalam diplomasi dan geopolitik antarabangsa.

Sejarah bom nuklear

Persoalan siapa yang mencipta bom nuklear tidak mempunyai jawapan yang jelas dalam sejarah. Penemuan radioaktiviti uranium dianggap sebagai prasyarat untuk kerja pada senjata atom. Pada tahun 1896, ahli kimia Perancis A. Becquerel menemui tindak balas berantai unsur ini, memulakan perkembangan dalam fizik nuklear.

Dalam dekad seterusnya, sinar alfa, beta dan gamma ditemui, serta beberapa isotop radioaktif beberapa unsur kimia. Penemuan undang-undang pereputan radioaktif atom seterusnya merupakan permulaan bagi kajian isometri nuklear.

Pada Disember 1938, ahli fizik Jerman O. Hahn dan F. Strassmann adalah orang pertama yang dapat menjalankan tindak balas pembelahan nuklear di bawah keadaan buatan. Pada 24 April 1939, kepimpinan Jerman telah dimaklumkan tentang kemungkinan mencipta bahan letupan kuat baru.

Walau bagaimanapun, program nuklear Jerman telah ditakdirkan untuk gagal. Walaupun kemajuan saintis berjaya, negara, akibat perang, sentiasa mengalami kesukaran dengan sumber, terutamanya dengan bekalan air yang berat. Pada peringkat seterusnya, penerokaan diperlahankan oleh pemindahan berterusan. Pada 23 April 1945, perkembangan saintis Jerman telah ditangkap di Haigerloch dan dibawa ke Amerika Syarikat.

AS adalah negara pertama yang menyatakan minat terhadap ciptaan baharu itu. Pada tahun 1941, dana yang besar telah diperuntukkan untuk pembangunan dan penciptaannya. Ujian pertama berlaku pada 16 Julai 1945. Tidak sampai sebulan kemudian, Amerika Syarikat menggunakan senjata nuklear buat kali pertama, menjatuhkan dua bom di Hiroshima dan Nagasaki.

Penyelidikan sendiri dalam bidang fizik nuklear di USSR telah dijalankan sejak 1918. Suruhanjaya Nukleus Atom telah ditubuhkan pada tahun 1938 di Akademi Sains. Walau bagaimanapun, dengan meletusnya perang, aktivitinya ke arah ini telah digantung.

Pada tahun 1943, maklumat tentang kerja saintifik dalam fizik nuklear telah diterima oleh pegawai perisikan Soviet dari England. Ejen telah diperkenalkan ke beberapa pusat penyelidikan AS. Maklumat yang mereka perolehi memungkinkan untuk mempercepatkan pembangunan senjata nuklear mereka sendiri.

Penciptaan bom atom Soviet diketuai oleh I. Kurchatov dan Yu. Khariton, mereka dianggap sebagai pencipta bom atom Soviet. Maklumat mengenai perkara ini menjadi pendorong untuk menyediakan Amerika Syarikat untuk perang awal. Pada Julai 1949, rancangan Troyan telah dibangunkan, mengikut mana ia dirancang untuk memulakan permusuhan pada 1 Januari 1950.

Kemudian, tarikh itu dipindahkan ke awal tahun 1957, dengan mengambil kira bahawa semua negara NATO boleh membuat persediaan dan menyertai perang. Menurut perisikan Barat, ujian nuklear di USSR tidak dapat dijalankan sehingga 1954.

Walau bagaimanapun, persediaan AS untuk perang diketahui lebih awal, yang memaksa saintis Soviet untuk mempercepatkan penyelidikan. Dalam masa yang singkat mereka mencipta dan mencipta bom nuklear mereka sendiri. Pada 29 Ogos 1949, bom atom Soviet pertama RDS-1 (enjin jet khas) telah diuji di tapak ujian di Semipalatinsk.

Ujian seperti ini menggagalkan rancangan Trojan. Sejak itu, Amerika Syarikat tidak lagi mempunyai monopoli ke atas senjata nuklear. Tanpa mengira kekuatan serangan awal, terdapat risiko tindakan balas, yang mengancam untuk menjadi bencana. Sejak saat itu, senjata yang paling dahsyat menjadi penjamin keamanan antara kuasa besar.

Prinsip operasi

Prinsip operasi bom atom adalah berdasarkan tindak balas berantai pereputan nukleus berat atau gabungan termonuklear paru-paru. Semasa proses ini, sejumlah besar tenaga dikeluarkan, yang mengubah bom menjadi senjata pemusnah besar-besaran.

Pada 24 September 1951, RDS-2 telah diuji. Mereka sudah boleh dihantar ke titik pelancaran supaya mereka sampai ke Amerika Syarikat. Pada 18 Oktober, RDS-3, yang dihantar oleh pengebom, telah diuji.

Ujian selanjutnya beralih kepada pelakuran termonuklear. Ujian pertama bom sedemikian di Amerika Syarikat berlaku pada 1 November 1952. Di USSR, kepala peledak seperti itu diuji selepas 8 bulan.

TX bom nuklear

Bom nuklear tidak mempunyai ciri yang jelas kerana kepelbagaian aplikasi peluru tersebut. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa aspek umum yang mesti diambil kira semasa mencipta senjata ini.

Ini termasuk:

struktur axisymmetric bom - semua blok dan sistem diletakkan secara berpasangan dalam bekas berbentuk silinder, sfera atau kon;
apabila mereka bentuk, mereka mengurangkan jisim bom nuklear dengan menggabungkan unit kuasa, memilih bentuk cengkerang dan petak yang optimum, serta menggunakan bahan yang lebih tahan lama;
bilangan wayar dan penyambung diminimumkan, dan konduit pneumatik atau kord letupan digunakan untuk menghantar kesan;
penyekatan nod utama dilakukan dengan bantuan partition yang dimusnahkan oleh caj pyro;
bahan aktif dipam menggunakan bekas berasingan atau pembawa luar.

Dengan mengambil kira keperluan untuk peranti, bom nuklear terdiri daripada komponen berikut:

kes, yang memberikan perlindungan peluru daripada kesan fizikal dan haba - dibahagikan kepada petak, boleh dilengkapi dengan bingkai kuasa;
caj nuklear dengan pelekap kuasa;
sistem pemusnahan diri dengan penyepaduannya ke dalam cas nuklear;
sumber kuasa yang direka untuk penyimpanan jangka panjang - sudah diaktifkan apabila roket dilancarkan;
penderia luaran - untuk mengumpul maklumat;
sistem cocking, kawalan dan letupan, yang kedua tertanam dalam cas;
sistem untuk diagnostik, memanaskan dan mengekalkan iklim mikro di dalam petak tertutup.

Bergantung pada jenis bom nuklear, sistem lain diintegrasikan ke dalamnya. Antaranya mungkin sensor penerbangan, konsol penyekat, pengiraan pilihan penerbangan, autopilot. Sesetengah amunisi juga menggunakan jammer yang direka untuk mengurangkan penentangan terhadap bom nuklear.

Akibat menggunakan bom sebegitu

Akibat "ideal" penggunaan senjata nuklear telah pun direkodkan semasa pengeboman Hiroshima. Caj itu meletup pada ketinggian 200 meter, yang menyebabkan gelombang kejutan yang kuat. Dapur yang dibakar arang batu telah terbalik di banyak rumah, menyebabkan kebakaran walaupun di luar kawasan yang terjejas.

Kilatan cahaya diikuti dengan strok haba yang berlangsung dalam beberapa saat. Walau bagaimanapun, kuasanya cukup untuk mencairkan jubin dan kuarza dalam radius 4 km, serta menyembur tiang telegraf.

Gelombang haba diikuti oleh gelombang kejutan. Kelajuan angin mencecah 800 km/j, tiupannya memusnahkan hampir semua bangunan di bandar itu. Daripada 76 ribu bangunan, kira-kira 6 ribu sebahagiannya terselamat, selebihnya musnah sepenuhnya.

Gelombang haba, serta peningkatan wap dan abu, menyebabkan pemeluwapan berat di atmosfera. Beberapa minit kemudian hujan mula turun dengan titisan hitam dari abu. Sentuhan mereka dengan kulit menyebabkan luka bakar teruk yang tidak dapat diubati.

Orang ramai yang berada dalam jarak 800 meter dari pusat letupan telah terbakar menjadi debu. Selebihnya terdedah kepada radiasi dan penyakit radiasi. Gejalanya adalah lemah, loya, muntah, dan demam. Terdapat penurunan mendadak dalam bilangan sel putih dalam darah.

Dalam beberapa saat, kira-kira 70 ribu orang terbunuh. Jumlah yang sama kemudiannya meninggal dunia akibat luka dan melecur.

3 hari kemudian, bom lain dijatuhkan di Nagasaki dengan akibat yang sama.

Stok senjata nuklear di dunia

Stok utama senjata nuklear tertumpu di Rusia dan Amerika Syarikat. Sebagai tambahan kepada mereka, negara-negara berikut mempunyai bom atom:

Great Britain - sejak 1952;
Perancis - sejak 1960;
China - sejak 1964;
India - sejak 1974;
Pakistan - sejak 1998;
Korea Utara - sejak 2008.

Israel juga memiliki senjata nuklear, walaupun belum ada pengesahan rasmi daripada kepimpinan negara itu.

Orang yang mencipta bom atom tidak dapat membayangkan apa akibat tragis ciptaan keajaiban abad ke-20 ini boleh menyebabkan. Sebelum senjata super ini dialami oleh penduduk kota Hiroshima dan Nagasaki Jepun, perjalanan yang sangat jauh telah dilakukan.

Satu permulaan

Pada April 1903, kawan-kawan Paul Langevin berkumpul di Taman Paris Perancis. Alasannya ialah pembelaan disertasi saintis muda dan berbakat Marie Curie. Antara tetamu yang dihormati ialah ahli fizik Inggeris terkenal Sir Ernest Rutherford. Di tengah-tengah keseronokan itu, lampu telah dipadamkan. mengumumkan kepada semua orang bahawa sekarang akan ada kejutan. Dengan penuh semangat, Pierre Curie membawa masuk tiub kecil garam radium, yang bersinar dengan lampu hijau, menyebabkan kegembiraan luar biasa di kalangan mereka yang hadir. Pada masa hadapan, para tetamu hangat membincangkan masa depan fenomena ini. Semua orang bersetuju bahawa terima kasih kepada radium, masalah akut kekurangan tenaga akan diselesaikan. Ini memberi inspirasi kepada semua orang kepada penyelidikan baharu dan perspektif lanjut. Sekiranya mereka diberitahu bahawa kerja makmal dengan unsur radioaktif akan meletakkan asas untuk senjata dahsyat abad ke-20, tidak diketahui apa reaksi mereka. Ketika itu bermulalah kisah bom atom yang meragut nyawa ratusan ribu orang awam Jepun.

Permainan di hadapan lengkung

Pada 17 Disember 1938, saintis Jerman Otto Gann memperoleh bukti yang tidak dapat disangkal tentang pereputan uranium menjadi zarah asas yang lebih kecil. Malah, dia berjaya membelah atom. Dalam dunia saintifik, ini dianggap sebagai tonggak baru dalam sejarah umat manusia. Otto Gunn tidak berkongsi pandangan politik Third Reich. Oleh itu, pada tahun yang sama, 1938, saintis itu terpaksa berpindah ke Stockholm, di mana, bersama Friedrich Strassmann, dia meneruskan penyelidikan saintifiknya. Takut bahawa Jerman fasis akan menjadi yang pertama menerima senjata yang dahsyat, dia menulis surat dengan amaran tentang perkara ini. Berita kemungkinan memimpin sangat membimbangkan kerajaan AS. Amerika mula bertindak dengan cepat dan tegas.

Siapakah yang mencipta bom atom? projek Amerika

Malah sebelum kumpulan itu, yang kebanyakannya adalah pelarian dari rejim Nazi di Eropah, ditugaskan untuk membangunkan senjata nuklear. Penyelidikan awal, perlu diperhatikan, telah dijalankan di Jerman Nazi. Pada tahun 1940, kerajaan Amerika Syarikat mula membiayai programnya sendiri untuk membangunkan senjata atom. Jumlah yang luar biasa sebanyak dua setengah bilion dolar telah diperuntukkan untuk pelaksanaan projek itu. Ahli fizik cemerlang abad ke-20 telah dijemput untuk melaksanakan projek rahsia ini, termasuk lebih daripada sepuluh pemenang Hadiah Nobel. Secara keseluruhan, kira-kira 130 ribu pekerja terlibat, antaranya bukan sahaja tentera, tetapi juga orang awam. Pasukan pembangunan diketuai oleh Kolonel Leslie Richard Groves, dengan Robert Oppenheimer sebagai penyelia. Dia adalah orang yang mencipta bom atom. Sebuah bangunan kejuruteraan rahsia khas telah dibina di kawasan Manhattan, yang dikenali oleh kami di bawah nama kod "Manhattan Project". Dalam beberapa tahun akan datang, saintis projek rahsia bekerja pada masalah pembelahan nuklear uranium dan plutonium.

Atom tidak aman oleh Igor Kurchatov

Hari ini, setiap pelajar sekolah akan dapat menjawab persoalan siapa yang mencipta bom atom di Kesatuan Soviet. Dan kemudian, pada awal 30-an abad yang lalu, tiada siapa yang tahu ini.

Pada tahun 1932, Ahli Akademik Igor Vasilyevich Kurchatov adalah salah seorang yang pertama di dunia yang mula mengkaji nukleus atom. Mengumpul orang yang berfikiran sama di sekelilingnya, Igor Vasilievich pada tahun 1937 mencipta siklotron pertama di Eropah. Pada tahun yang sama, dia dan orang yang berfikiran sama mencipta nukleus buatan pertama.

Pada tahun 1939, I. V. Kurchatov mula mengkaji arah baru - fizik nuklear. Selepas beberapa kejayaan makmal dalam mengkaji fenomena ini, saintis itu mendapatkan pusat penyelidikan rahsia, yang dinamakan "Makmal No. 2". Hari ini, objek rahsia ini dipanggil "Arzamas-16".

Arah sasaran pusat ini adalah penyelidikan dan pembangunan senjata nuklear yang serius. Kini menjadi jelas siapa yang mencipta bom atom di Kesatuan Soviet. Hanya ada sepuluh orang dalam pasukannya ketika itu.

bom atom menjadi

Menjelang akhir tahun 1945, Igor Vasilyevich Kurchatov berjaya mengumpulkan pasukan saintis yang serius berjumlah lebih daripada seratus orang. Pemikir terbaik dari pelbagai pengkhususan saintifik datang ke makmal dari seluruh negara untuk mencipta senjata atom. Selepas Amerika menjatuhkan bom atom di Hiroshima, saintis Soviet menyedari bahawa ini juga boleh dilakukan dengan Kesatuan Soviet. "Makmal No. 2" menerima peningkatan mendadak dalam pembiayaan daripada kepimpinan negara dan kemasukan besar kakitangan yang berkelayakan. Lavrenty Pavlovich Beria dilantik bertanggungjawab untuk projek penting itu. Kerja besar saintis Soviet telah membuahkan hasil.

Tapak ujian Semipalatinsk

Bom atom di USSR pertama kali diuji di tapak ujian di Semipalatinsk (Kazakhstan). Pada 29 Ogos 1949, alat nuklear 22 kiloton menggegarkan tanah Kazakhstan. Ahli fizik pemenang Nobel Otto Hanz berkata: “Ini berita baik. Jika Rusia mempunyai senjata atom, maka tidak akan ada perang.” Bom atom di USSR ini, disulitkan sebagai nombor produk 501, atau RDS-1, yang menghapuskan monopoli AS ke atas senjata nuklear.

Bom atom. Tahun 1945

Pada awal pagi 16 Julai, Projek Manhattan menjalankan ujian pertama yang berjaya bagi peranti atom - bom plutonium - di tapak ujian Alamogordo di New Mexico, Amerika Syarikat.

Wang yang dilaburkan dalam projek itu dibelanjakan dengan baik. Yang pertama dalam sejarah umat manusia dihasilkan pada 5:30 pagi.

"Kami telah melakukan kerja syaitan," orang yang mencipta bom atom di Amerika Syarikat, kemudian dipanggil "bapa bom atom," akan berkata kemudian.

Jepun tidak menyerah kalah

Pada masa ujian terakhir dan berjaya bom atom, tentera Soviet dan sekutu akhirnya telah mengalahkan Nazi Jerman. Walau bagaimanapun, terdapat satu negeri yang berjanji untuk berjuang habis-habisan untuk menguasai Lautan Pasifik. Dari pertengahan April hingga pertengahan Julai 1945, tentera Jepun berulang kali melakukan serangan udara terhadap tentera bersekutu, dengan itu menyebabkan kerugian besar kepada tentera AS. Pada penghujung Julai 1945, kerajaan tentera Jepun menolak permintaan Sekutu untuk menyerah selaras dengan Deklarasi Potsdam. Di dalamnya, khususnya, dikatakan bahawa jika berlaku ingkar, tentera Jepun akan menghadapi kemusnahan yang cepat dan lengkap.

Presiden bersetuju

Kerajaan Amerika menepati janjinya dan mula menyasarkan pengeboman kedudukan tentera Jepun. Serangan udara tidak membawa hasil yang diinginkan, dan Presiden AS Harry Truman memutuskan pencerobohan tentera Amerika ke Jepun. Walau bagaimanapun, perintah tentera menghalang presidennya daripada membuat keputusan sedemikian, memetik fakta bahawa pencerobohan Amerika akan melibatkan sejumlah besar mangsa.

Atas cadangan Henry Lewis Stimson dan Dwight David Eisenhower, ia telah memutuskan untuk menggunakan cara yang lebih berkesan untuk menamatkan perang. Penyokong besar bom atom, Setiausaha Presiden AS James Francis Byrnes, percaya bahawa pengeboman wilayah Jepun akhirnya akan menamatkan perang dan meletakkan Amerika Syarikat dalam kedudukan yang dominan, yang akan memberi kesan positif kepada perjalanan peristiwa masa depan dalam pasca- dunia perang. Oleh itu, Presiden AS Harry Truman yakin bahawa ini adalah satu-satunya pilihan yang betul.

Bom atom. Hiroshima

Bandar kecil Jepun Hiroshima, dengan populasi lebih 350,000 orang, dipilih sebagai sasaran pertama, terletak lima ratus batu dari ibu negara Jepun, Tokyo. Selepas pengebom Enola Gay B-29 yang diubah suai tiba di pangkalan tentera laut AS di Pulau Tinian, bom atom dipasang di atas pesawat itu. Hiroshima sepatutnya mengalami kesan 9,000 paun uranium-235.

Senjata yang hingga kini tidak kelihatan ini bertujuan untuk orang awam di sebuah bandar kecil Jepun. Komander pengebom ialah Kolonel Paul Warfield Tibbets, Jr. Bom atom AS mempunyai nama sinis "Bayi". Pada pagi 6 Ogos 1945, kira-kira jam 8:15 pagi, "Bayi" Amerika telah dijatuhkan di Hiroshima Jepun. Kira-kira 15 ribu tan TNT memusnahkan semua kehidupan dalam radius lima batu persegi. Seratus empat puluh ribu penduduk kota itu mati dalam beberapa saat. Orang Jepun yang masih hidup meninggal dunia akibat penyakit radiasi.

Mereka telah dimusnahkan oleh "Kid" atom Amerika. Bagaimanapun, kemusnahan Hiroshima tidak menyebabkan Jepun menyerah kalah serta-merta, seperti yang dijangkakan oleh semua orang. Kemudian diputuskan untuk mengebom lagi wilayah Jepun.

Nagasaki. Langit terbakar

Bom atom Amerika "Fat Man" telah dipasang di atas pesawat B-29 pada 9 Ogos 1945, semuanya di tempat yang sama, di pangkalan tentera laut AS di Tinian. Kali ini komander pesawat ialah Mejar Charles Sweeney. Pada mulanya, sasaran strategik adalah bandar Kokura.

Bagaimanapun, keadaan cuaca tidak mengizinkan untuk melaksanakan rancangan itu, banyak awan mengganggu. Charles Sweeney pergi ke pusingan kedua. Pada jam 11:02 pagi, Lelaki Gemuk berkuasa nuklear Amerika menelan Nagasaki. Ia adalah serangan udara pemusnah yang lebih kuat, yang, dalam kekuatannya, adalah beberapa kali lebih tinggi daripada pengeboman di Hiroshima. Nagasaki menguji senjata atom seberat kira-kira 10,000 paun dan 22 kiloton TNT.

Lokasi geografi bandar Jepun mengurangkan kesan yang dijangkakan. Masalahnya ialah bandar ini terletak di lembah sempit di antara gunung. Oleh itu, kemusnahan 2.6 batu persegi tidak mendedahkan potensi penuh senjata Amerika. Ujian bom atom Nagasaki dianggap sebagai "Projek Manhattan" yang gagal.

Jepun menyerah kalah

Pada petang 15 Ogos 1945, Maharaja Hirohito mengumumkan penyerahan negaranya dalam ucapan radio kepada rakyat Jepun. Berita ini cepat tersebar ke seluruh dunia. Di Amerika Syarikat, perayaan bermula sempena kemenangan ke atas Jepun. Orang ramai bergembira.

Pada 2 September 1945, perjanjian rasmi untuk menamatkan perang telah ditandatangani di atas kapal USS Missouri, berlabuh di Teluk Tokyo. Maka berakhirlah perang yang paling kejam dan berdarah dalam sejarah umat manusia.

Selama enam tahun yang panjang, masyarakat dunia telah bergerak ke arah tarikh penting ini - sejak 1 September 1939, apabila tembakan pertama Nazi Jerman dilepaskan ke wilayah Poland.

Atom yang damai

Sebanyak 124 letupan nuklear telah dilakukan di Kesatuan Soviet. Ia adalah ciri bahawa semua itu dijalankan untuk kepentingan ekonomi negara. Hanya tiga daripadanya adalah kemalangan yang melibatkan pembebasan unsur radioaktif. Program untuk penggunaan atom aman dilaksanakan hanya di dua negara - Amerika Syarikat dan Kesatuan Soviet. Industri tenaga nuklear yang aman juga mengetahui contoh malapetaka global, apabila reaktor meletup di unit kuasa keempat loji kuasa nuklear Chernobyl.

Secara struktur, bom atom pertama terdiri daripada komponen asas berikut:

caj nuklear;
peranti letupan dan sistem letupan cas automatik dengan sistem keselamatan;
kes balistik bom udara, yang menempatkan cas nuklear dan letupan automatik.

Keadaan asas yang menentukan reka bentuk bom RDS-1 adalah berkaitan dengan:

dengan keputusan untuk mengekalkan sebanyak mungkin bertanggungjawab gambarajah skema bom atom Amerika yang diuji pada tahun 1945;
dengan keperluan, demi kepentingan keselamatan, pemasangan akhir pertuduhan yang dipasang di badan balistik bom hendaklah dijalankan dalam keadaan tapak ujian, sebaik sebelum letupan;
dengan kemungkinan mengebom RDS-1 dari pengebom berat TU-4.

Caj atom bom RDS-1 adalah struktur berbilang lapisan di mana peralihan bahan aktif - plutonium kepada keadaan superkritikal dilakukan kerana pemampatannya melalui gelombang letupan sfera yang menumpu dalam bahan letupan.

Di tengah-tengah cas nuklear diletakkan plutonium, secara struktur terdiri daripada dua bahagian hemisfera. Jisim plutonium telah ditentukan pada Julai 1949, selepas selesai eksperimen untuk mengukur pemalar nuklear.

Kejayaan besar dicapai bukan sahaja oleh ahli teknologi, tetapi juga oleh ahli metalurgi dan radiokimia. Berkat usaha mereka, malah bahagian plutonium pertama mengandungi sejumlah kecil kekotoran dan isotop yang sangat aktif. Titik terakhir adalah sangat penting, kerana isotop jangka pendek, sebagai sumber utama neutron, boleh memberi kesan negatif terhadap kebarangkalian letupan pramatang.

Fius neutron (NC) dipasang dalam rongga teras plutonium dalam cangkerang komposit uranium semula jadi. Sepanjang 1947-1948, kira-kira 20 cadangan berbeza telah dipertimbangkan mengenai prinsip operasi, reka bentuk dan penambahbaikan NZ.

Salah satu komponen paling kompleks bagi bom atom RDS-1 yang pertama ialah cas letupan yang dibuat daripada aloi TNT dan RDX.

Pilihan jejari luar bahan letupan ditentukan, dalam satu tangan, oleh keperluan untuk mendapatkan pelepasan tenaga yang memuaskan, dan, sebaliknya, oleh dimensi luaran produk yang dibenarkan dan keupayaan teknologi pengeluaran.

Bom atom pertama telah dibangunkan berkaitan dengan penggantungannya dalam pesawat TU-4, ruang bom yang memberikan kemungkinan meletakkan produk dengan diameter sehingga 1500 mm. Berdasarkan dimensi ini, bahagian tengah badan balistik bom RDS-1 telah ditentukan. Caj letupan secara struktur adalah bola berongga dan terdiri daripada dua lapisan.

Lapisan dalam terbentuk daripada dua tapak hemisfera yang diperbuat daripada aloi domestik TNT dan RDX.

Lapisan luar cas letupan RDS-1 telah dipasang daripada elemen berasingan. Lapisan ini, yang direka bentuk untuk membentuk gelombang letupan menumpu sfera di dasar bahan letupan dan dipanggil sistem pemfokusan, merupakan salah satu unit fungsi utama cas, yang sebahagian besarnya menentukan ciri prestasinya.

Tujuan utama sistem automasi bom adalah pelaksanaan letupan nuklear pada titik tertentu dalam trajektori. Sebahagian daripada peralatan elektrik bom diletakkan pada pesawat pengangkut, dan elemen individunya diletakkan pada caj nuklear.
Untuk meningkatkan kebolehpercayaan operasi produk, elemen individu letupan automatik dibuat mengikut skema dua saluran (pendua). Sekiranya berlaku kegagalan sistem fius altitud tinggi, peranti khas (sensor kesan) telah disediakan dalam reka bentuk bom untuk melakukan letupan nuklear apabila bom itu terkena tanah.

Sudah pada peringkat awal pembangunan senjata nuklear, menjadi jelas bahawa kajian proses yang berlaku dalam pertuduhan harus mengikut laluan pengiraan dan eksperimen, yang memungkinkan untuk membetulkan analisis teori berdasarkan keputusan eksperimen eksperimen. data tentang ciri-ciri dinamik gas bagi cas nuklear.

Dalam aspek umum, pembangunan dinamik gas bagi cas nuklear termasuk beberapa kajian yang berkaitan dengan menyediakan eksperimen dan merekodkan proses pantas, termasuk perambatan letupan dan gelombang kejutan dalam media heterogen.

Kajian tentang sifat-sifat bahan pada peringkat dinamik gas operasi cas nuklear, apabila julat tekanan mencapai ratusan juta atmosfera, memerlukan pembangunan kaedah penyelidikan asas baru, kinetik yang memerlukan ketepatan yang tinggi - sehingga perseratus mikrosaat. Keperluan sedemikian membawa kepada pembangunan kaedah baru untuk merekodkan proses berkelajuan tinggi. Ia adalah dalam Sektor Penyelidikan KB-11 bahawa asas fotokronografi berkelajuan tinggi domestik dengan kelajuan sapuan sehingga 10 km/s dan kelajuan penangkapan kira-kira sejuta bingkai sesaat telah diletakkan. Perakam berkelajuan ultra tinggi yang dibangunkan oleh A.D. Zakharenkov, G.D. Sokolov dan V.K. Bobolev (1948) menjadi prototaip peranti SFR bersiri yang dibangunkan mengikut spesifikasi teknikal KB-11 di Institut Fizik Kimia pada tahun 1950.

Ambil perhatian bahawa fotokronograf yang dipacu oleh turbin udara pada masa itu memberikan kelajuan sapuan imej 7 km/s. Parameter peranti bersiri SFR (1950) yang dibuat berdasarkannya dengan pemacu dari motor elektrik adalah lebih sederhana - sehingga 3.5 km / s.

E.K.Zavoisky

Untuk bukti pengiraan-teoretikal kebolehgunaan produk pertama, pada asasnya penting untuk mengetahui parameter keadaan PW di belakang hadapan gelombang letupan, serta dinamik pemampatan simetri sfera bahagian tengah produk. Untuk tujuan ini, pada tahun 1948, E.K. Zavoisky mencadangkan dan membangunkan kaedah elektromagnet untuk merekodkan halaju jisim produk letupan di belakang hadapan gelombang letupan, baik dalam letupan rata dan sfera.

Pengagihan halaju produk letupan telah dijalankan secara selari dan dengan kaedah radiografi berdenyut oleh V.A. Tsukerman dan rakan sekerja.

Untuk mendaftarkan proses pantas, perakam berbilang saluran unik ETAR-1 dan ETAR-2, yang dibangunkan oleh E.A. Etingof dan M.S. Tarasov, dengan resolusi masa yang hampir kepada nanosaat, telah dicipta. Selepas itu, perakam ini digantikan oleh peranti OK-4 bersiri yang dibangunkan oleh A.I. Sokolik (IKhP AN).

Penggunaan kaedah baru dan perakam baru dalam kajian KB-11 memungkinkan untuk mendapatkan data yang diperlukan mengenai kebolehmampatan dinamik bahan struktur yang sudah ada pada permulaan kerja pada penciptaan senjata atom.

Kajian eksperimen tentang pemalar bahan kerja yang merupakan sebahagian daripada skema fizikal cas mencipta asas untuk pengesahan idea fizikal tentang proses yang berlaku dalam cas pada peringkat gas-dinamik operasinya.

Struktur am bom atom

Unsur utama senjata nuklear ialah:

bingkai
sistem automasi

Kes ini direka untuk menampung caj nuklear dan sistem automasi, dan juga melindunginya daripada mekanikal, dan dalam beberapa kes, daripada kesan haba. Sistem automasi memastikan letupan cas nuklear pada masa tertentu dan tidak termasuk operasi tidak sengaja atau pramatang. Ia termasuk:

keselamatan dan sistem persenjataan
sistem letupan kecemasan
sistem letupan caj
sumber kuasa
melemahkan sistem sensor

Cara penghantaran senjata nuklear boleh menjadi peluru berpandu balistik, peluru berpandu pelayaran dan anti-pesawat, penerbangan. Amunisi nuklear digunakan untuk melengkapkan bom udara, periuk api darat, torpedo, peluru artileri (203.2 mm SG dan 155 mm SG-USA).

Pelbagai sistem telah dicipta untuk meletupkan bom atom. Sistem paling mudah ialah senjata jenis penyuntik di mana peluru yang diperbuat daripada bahan pembelahan merempuh sasaran, membentuk jisim superkritikal. Bom atom yang dijatuhkan oleh Amerika Syarikat di Hiroshima pada 6 Ogos 1945, mempunyai peledak jenis suntikan. Dan ia mempunyai setara tenaga kira-kira 20 kiloton TNT.

Muzium Senjata Nuklear

Muzium Sejarah dan Memorial Senjata Nuklear RFNC-VNIIEF (Pusat Nuklear Persekutuan Rusia - Institut Penyelidikan Fizik Eksperimen Semua-Rusia) telah dibuka di Sarov pada 13 November 1992. Ini adalah muzium pertama di negara ini yang menceritakan tentang peringkat utama penciptaan perisai nuklear domestik. Pameran pertama muzium itu muncul di hadapan pelawatnya pada hari ini di bangunan bekas sekolah teknik, di mana muzium itu terletak sekarang.

Pamerannya adalah contoh produk yang telah menjadi legenda dalam sejarah industri nuklear negara. Sehingga baru-baru ini, apa yang diusahakan oleh pakar terbesar adalah rahsia negara yang besar bukan sahaja untuk manusia semata-mata, tetapi juga untuk pemaju senjata nuklear sendiri.

Eksposisi muzium itu mengandungi pameran dari sampel ujian pertama tahun 1949 hingga ke hari ini.

Pada akhirnya, perkara itu bagaimanapun terbang terpisah, pembelahan berhenti, tetapi prosesnya tidak berakhir di sana: tenaga diagihkan semula antara serpihan terion dari nukleus yang dipisahkan dan zarah lain yang dipancarkan semasa pembelahan. Tenaga mereka adalah dalam susunan berpuluh-puluh malah ratusan MeV, tetapi hanya kuanta gamma dan neutron tenaga tinggi neutral elektrik yang mempunyai peluang untuk mengelakkan interaksi dengan jirim dan "melarikan diri". Zarah bercas cepat kehilangan tenaga dalam perlanggaran dan pengionan. Dalam kes ini, sinaran dipancarkan - walau bagaimanapun, ia bukan lagi nuklear keras, tetapi lebih lembut, dengan tenaga tiga urutan magnitud lebih rendah, tetapi masih lebih daripada mencukupi untuk mengetuk elektron daripada atom - bukan sahaja dari kulit luar, tetapi secara umum. segala-galanya. Kucar-kacir nukleus kosong, elektron dilucutkan daripadanya, dan sinaran dengan ketumpatan gram setiap sentimeter padu (cuba bayangkan sejauh mana anda boleh menyamak di bawah cahaya yang telah memperoleh ketumpatan aluminium!) - semua itu sebentar tadi adalah cas - datang ke dalam beberapa jenis keseimbangan. Dalam bola api yang sangat muda, suhu berpuluh-puluh juta darjah ditetapkan.

Bola api

Nampaknya walaupun lembut, tetapi bergerak pada kelajuan cahaya, sinaran harus meninggalkan jauh di belakang bahan yang menimbulkannya, tetapi ini tidak begitu: dalam udara sejuk, julat kuantiti tenaga keV adalah sentimeter, dan mereka melakukannya. tidak bergerak dalam garis lurus, tetapi mengubah arah pergerakan, dipancarkan semula dengan setiap interaksi. Kuanta mengionkan udara, menyebarkan di dalamnya, seperti jus ceri dituangkan ke dalam segelas air. Fenomena ini dipanggil resapan sinaran.

Bola api muda letupan dengan kuasa 100 kt, beberapa puluh nanosaat selepas selesai pecah pembelahan, mempunyai jejari 3 m dan suhu hampir 8 juta kelvin. Tetapi selepas 30 mikrosaat, jejarinya ialah 18 m, bagaimanapun, suhu jatuh di bawah satu juta darjah. Bola memakan ruang, dan udara terion di belakang hadapannya hampir tidak bergerak: sinaran tidak dapat memindahkan momentum yang ketara kepadanya semasa resapan. Tetapi ia mengepam tenaga yang besar ke dalam udara ini, memanaskannya, dan apabila tenaga sinaran mengering, bola mula berkembang akibat pengembangan plasma panas, pecah dari dalam dengan apa yang pernah menjadi cas. Mengembang, seperti gelembung yang melambung, cangkerang plasma menjadi lebih nipis. Tidak seperti gelembung, sudah tentu, tiada apa yang mengembang: hampir tiada bahan yang tersisa di bahagian dalam, semuanya terbang dari pusat dengan inersia, tetapi 30 mikrosaat selepas letupan, kelajuan penerbangan ini melebihi 100 km/s , dan tekanan hidrodinamik dalam bahan - lebih daripada 150,000 atm! Cangkang tidak ditakdirkan untuk menjadi terlalu nipis, ia pecah, membentuk "lepuh".

Dalam tiub neutron vakum, antara sasaran tepu tritium (katod) 1 dan pemasangan anod 2, voltan berdenyut seratus kilovolt digunakan. Apabila voltan adalah maksimum, adalah perlu bahawa ion deuterium muncul di antara anod dan katod, yang mesti dipercepatkan. Untuk ini, sumber ion digunakan. Nadi penyalaan digunakan pada anodnya 3, dan nyahcas, melepasi permukaan seramik 4 tepu dengan deuterium, membentuk ion deuterium. Mempercepatkan, mereka mengebom sasaran tepu dengan tritium, akibatnya tenaga sebanyak 17.6 MeV dilepaskan dan neutron dan nukleus helium-4 terbentuk. Dalam komposisi zarah dan juga dalam hasil tenaga, tindak balas ini adalah sama dengan pelakuran, proses pelakuran nukleus cahaya. Pada tahun 1950-an, ramai yang berpendapat demikian, tetapi kemudiannya ternyata "pecahan" berlaku dalam tiub: sama ada proton atau neutron (yang mana ion deuterium dipercepatkan oleh medan elektrik) "terperangkap" dalam nukleus sasaran (tritium). Jika proton tenggelam, neutron akan terputus dan menjadi bebas.

Mana antara mekanisme untuk memindahkan tenaga bola api ke alam sekitar bergantung pada kuasa letupan: jika ia besar, resapan sinaran memainkan peranan utama, jika ia kecil, pengembangan gelembung plasma. Adalah jelas bahawa kes perantaraan juga mungkin, apabila kedua-dua mekanisme berkesan.

Proses menangkap lapisan udara baru, tidak ada lagi tenaga yang cukup untuk menanggalkan semua elektron daripada atom. Tenaga lapisan terion dan serpihan gelembung plasma mengering, mereka tidak lagi dapat menggerakkan jisim besar di hadapan mereka dan perlahan-lahan. Tetapi apakah udara sebelum letupan bergerak, melepaskan diri dari bola, menyerap lebih banyak lapisan udara sejuk ... Pembentukan gelombang kejutan bermula.

Gelombang kejutan dan cendawan atom

Apabila gelombang kejutan dipisahkan daripada bola api, ciri-ciri lapisan pemancar berubah dan kuasa sinaran di bahagian optik spektrum meningkat secara mendadak (yang dipanggil maksimum pertama). Selanjutnya, proses luminescence dan perubahan dalam ketelusan udara sekeliling bersaing, yang membawa kepada realisasi maksimum kedua, yang kurang berkuasa, tetapi lebih lama - sehingga output tenaga cahaya lebih besar daripada dalam maksimum pertama.

Berhampiran letupan, segala-galanya di sekeliling menguap, lebih jauh ia cair, tetapi lebih jauh lagi, di mana aliran haba tidak lagi mencukupi untuk mencairkan pepejal, tanah, batu, rumah mengalir seperti cecair di bawah tekanan gas yang dahsyat yang memusnahkan semua ikatan kekuatan, panas sampai tak tahan mata.berseri-seri.

Akhirnya, gelombang kejutan bergerak jauh dari titik letupan, di mana terdapat kekal longgar dan lemah, tetapi mengembang berkali-kali di atas awan wap terkondensasi yang bertukar menjadi habuk terkecil dan sangat radioaktif daripada apa yang plasma cas, dan apa ternyata hampir pada waktu yang mengerikan.ke tempat yang mana seseorang harus tinggal sejauh mungkin. Awan mula naik. Ia menyejuk, menukar warnanya, "memakai" penutup putih lembapan pekat, diikuti dengan habuk dari permukaan bumi, membentuk "kaki" yang biasa dipanggil "cendawan atom".

permulaan neutron

Pembaca yang penuh perhatian boleh, dengan pensel di tangan, menganggarkan pelepasan tenaga semasa letupan. Dengan masa pemasangan berada dalam keadaan superkritikal tertib mikrosaat, umur neutron adalah mengikut urutan picosaat dan faktor pendaraban adalah kurang daripada 2, kira-kira satu gigajoule tenaga dilepaskan, yang bersamaan dengan .. 250 kg TNT. Dan di manakah kilo dan megaton?

Neutron - perlahan dan cepat

Dalam bahan bukan fisil, "melantun" nukleus, neutron memindahkan sebahagian daripada tenaganya kepada mereka, semakin besar, semakin ringan (lebih dekat dalam jisim) nukleus. Semakin banyak perlanggaran neutron mengambil bahagian, semakin perlahan, dan, akhirnya, mereka mencapai keseimbangan terma dengan jirim di sekeliling - mereka termal (ini mengambil masa milisaat). Kelajuan neutron haba ialah 2200 m/s (tenaga 0.025 eV). Neutron boleh melarikan diri dari penyederhana, ditangkap oleh nukleusnya, tetapi dengan perlahan, keupayaan mereka untuk memasuki tindak balas nuklear meningkat dengan ketara, jadi neutron yang tidak "hilang" lebih daripada mengimbangi penurunan bilangan.
Jadi, jika sebiji bola jirim fisil dikelilingi oleh penyederhana, banyak neutron akan meninggalkan penyederhana atau diserap di dalamnya, tetapi ada juga yang akan kembali ke bola (“mencerminkan”) dan, setelah kehilangan tenaga mereka, lebih berkemungkinan menyebabkan tindakan pembelahan. Jika bola dikelilingi oleh lapisan berilium dengan ketebalan 25 mm, maka 20 kg U235 boleh disimpan dan masih mencapai keadaan kritikal pemasangan. Tetapi penjimatan sedemikian dibayar dengan masa: setiap generasi neutron berikutnya, sebelum menyebabkan pembelahan, mesti terlebih dahulu perlahan. Kelewatan ini mengurangkan bilangan generasi neutron yang dihasilkan setiap unit masa, yang bermaksud bahawa pelepasan tenaga ditangguhkan. Lebih sedikit bahan boleh pecah dalam pemasangan, lebih banyak penyederhana diperlukan untuk pembangunan tindak balas berantai, dan pembelahan diteruskan pada neutron tenaga yang semakin rendah. Dalam kes mengehadkan, apabila kritikal dicapai hanya pada neutron haba, sebagai contoh, dalam larutan garam uranium dalam penyederhana yang baik - air, jisim perhimpunan adalah beratus-ratus gram, tetapi penyelesaiannya hanya mendidih secara berkala. Gelembung wap yang dilepaskan mengurangkan ketumpatan purata bahan pembelahan, tindak balas berantai berhenti, dan apabila gelembung meninggalkan cecair, kilat pembelahan diulang (jika bekas tersumbat, wap akan memecahkannya - tetapi ini akan menjadi haba letupan, tanpa semua tanda "nuklear" biasa).

Hakikatnya ialah rantaian pembelahan dalam perhimpunan tidak bermula dengan satu neutron: dalam mikrosaat yang diperlukan, berjuta-juta daripadanya disuntik ke dalam perhimpunan superkritikal. Dalam cas nuklear pertama, sumber isotop digunakan untuk ini, terletak di dalam rongga di dalam pemasangan plutonium: polonium-210 digabungkan dengan berilium pada saat pemampatan dan menyebabkan pelepasan neutron dengan zarah alfanya. Tetapi semua sumber isotop agak lemah (kurang daripada sejuta neutron per mikrosaat dihasilkan dalam produk pertama Amerika), dan polonium sudah sangat mudah rosak - hanya dalam 138 hari ia mengurangkan separuh aktivitinya. Oleh itu, isotop telah digantikan dengan yang kurang berbahaya (tidak memancar apabila tidak dihidupkan), dan yang paling penting, tiub neutron yang memancar lebih intens (lihat bar sisi): ratusan juta neutron dilahirkan dalam beberapa mikrosaat (tempoh nadi terbentuk melalui tiub). Tetapi jika ia tidak berfungsi atau tidak berfungsi pada masa yang tepat, apa yang dipanggil pop, atau "zilch" akan berlaku - letupan haba kuasa rendah.