Bomba atomowa i bomba wodorowa to potężne bronie, które wykorzystują reakcje jądrowe jako źródło energii wybuchowej. Naukowcy po raz pierwszy opracowali technologię broni jądrowej podczas II wojny światowej.
Bomby atomowe zostały użyte tylko dwa razy w prawdziwej wojnie i za każdym razem przez Stany Zjednoczone przeciwko Japonii pod koniec II wojny światowej. Po wojnie nastąpił okres rozprzestrzeniania broni jądrowej, a podczas zimnej wojny Stany Zjednoczone i Związek Radziecki rywalizowały o dominację w światowym wyścigu zbrojeń jądrowych.
Co to jest bomba wodorowa, jak jest ułożona, zasada działania ładunku termojądrowego i kiedy przeprowadzono pierwsze testy w ZSRR, opisano poniżej.
Jak działa bomba atomowa
Po tym, jak niemieccy fizycy Otto Hahn, Lisa Meitner i Fritz Strassmann odkryli w Berlinie w 1938 r. zjawisko rozszczepienia jądrowego, możliwe stało się stworzenie broni o niezwykłej mocy.
Kiedy atom materiału radioaktywnego rozpada się na lżejsze atomy, następuje nagłe, potężne uwolnienie energii.
Odkrycie rozszczepienia jądrowego otworzyło możliwości wykorzystania technologii jądrowej, w tym broni.
Bomba atomowa to broń, która czerpie energię wybuchu wyłącznie z reakcji rozszczepienia.
Zasada działania bomby wodorowej lub ładunku termojądrowego opiera się na połączeniu rozszczepienia jądrowego i syntezy jądrowej.
Fuzja jądrowa to inny rodzaj reakcji, w której lżejsze atomy łączą się, uwalniając energię. Na przykład w wyniku reakcji syntezy jądrowej atomy deuteru i trytu tworzą atom helu z uwolnieniem energii.
Projekt Manhattan
Projekt Manhattan to kryptonim amerykańskiego projektu opracowania praktycznej bomby atomowej podczas II wojny światowej. Projekt Manhattan powstał jako odpowiedź na wysiłki niemieckich naukowców pracujących od lat 30. XX wieku nad bronią wykorzystującą technologię jądrową.
28 grudnia 1942 roku prezydent Franklin Roosevelt zezwolił na utworzenie Projektu Manhattan, mającego na celu zgromadzenie różnych naukowców i urzędników wojskowych pracujących nad badaniami jądrowymi.
Wiele prac wykonano w Los Alamos w Nowym Meksyku pod kierunkiem fizyka teoretycznego J. Roberta Oppenheimera.
16 lipca 1945 roku w odległym pustynnym miejscu w pobliżu Alamogordo w stanie Nowy Meksyk pomyślnie przetestowano pierwszą bombę atomową o mocy równoważnej 20 kiloton trotylu. Eksplozja bomby wodorowej stworzyła ogromny grzyb o wysokości około 150 metrów i zapoczątkowała erę atomową.
Jedyne zdjęcie pierwszej na świecie eksplozji atomowej, wykonane przez amerykańskiego fizyka Jacka Aeby'ego Dzieciak i grubas
Do 1945 roku naukowcy z Los Alamos opracowali dwa różne typy bomb atomowych – projekt na bazie uranu o nazwie Kid i broń na bazie plutonu o nazwie Fat Man.
Podczas gdy wojna w Europie zakończyła się w kwietniu, walki na Pacyfiku trwały nadal między siłami japońskimi i amerykańskimi.
Pod koniec lipca prezydent Harry Truman w Deklaracji Poczdamskiej wezwał Japonię do kapitulacji. Deklaracja obiecywała „szybkie i całkowite zniszczenie”, jeśli Japonia się nie podda.
6 sierpnia 1945 roku Stany Zjednoczone zrzuciły pierwszą bombę atomową z bombowca B-29 o nazwie Enola Gay na japońskie miasto Hiroszima.
Eksplozja „Kid” odpowiadała 13 kilotonom trotylu, zrównała z ziemią pięć mil kwadratowych miasta i natychmiast zabiła 80 000 ludzi. Dziesiątki tysięcy ludzi zmarło później z powodu narażenia na promieniowanie.
Japończycy kontynuowali walkę, a trzy dni później Stany Zjednoczone zrzuciły drugą bombę atomową na miasto Nagasaki. Eksplozja Grubasa zabiła około 40 000 osób.
Powołując się na niszczycielską moc „nowej i najbardziej brutalnej bomby”, japoński cesarz Hirohito ogłosił 15 sierpnia kapitulację swojego kraju, kończącą II wojnę światową.
Zimna wojna
W latach powojennych Stany Zjednoczone były jedynym krajem dysponującym bronią jądrową. Początkowo ZSRR nie miał wystarczających osiągnięć naukowych i surowców do stworzenia głowic jądrowych.
Ale dzięki wysiłkom sowieckich naukowców, danych wywiadowczych i odkrytym regionalnym źródłom uranu w Europie Wschodniej, 29 sierpnia 1949 r. ZSRR przetestował swoją pierwszą bombę atomową. Bomba wodorowa została opracowana przez akademika Sacharowa.
Od broni atomowej do termojądrowej
Stany Zjednoczone odpowiedziały w 1950 r., uruchamiając program rozwoju bardziej zaawansowanej broni termojądrowej. Rozpoczął się zimnowojenny wyścig zbrojeń, a testy i badania jądrowe stały się szeroko zakrojonymi celami kilku krajów, zwłaszcza Stanów Zjednoczonych i Związku Radzieckiego.
w tym roku Stany Zjednoczone zdetonowały bombę termojądrową TNT o mocy 10 megaton
1955 - ZSRR odpowiedział pierwszą próbą termojądrową - tylko 1,6 megaton. Ale główne sukcesy radzieckiego kompleksu wojskowo-przemysłowego były przed nami. Tylko w 1958 roku ZSRR przetestował 36 bomb atomowych różnych klas. Ale nic, czego doświadczył Związek Radziecki, nie może się równać z bombą carską.
Próba i pierwsza eksplozja bomby wodorowej w ZSRR
Rankiem 30 października 1961 roku radziecki bombowiec Tu-95 wystartował z lotniska Olenya na Półwyspie Kolskim na dalekiej północy Rosji.
Samolot był specjalnie zmodyfikowaną wersją, która pojawiła się na uzbrojeniu kilka lat temu – potężnym czterosilnikowym potworem, którego zadaniem było przenoszenie sowieckiego arsenału nuklearnego.
Zmodyfikowana wersja TU-95 „Niedźwiedź”, specjalnie przygotowana do pierwszego testu bomby wodorowej carskiej w ZSRR Tu-95 przewoził pod sobą ogromną 58-megatonową bombę, urządzenie zbyt duże, aby zmieścić się w komorze bombowej samolotu, gdzie normalnie transportowano taką amunicję. Bomba o długości 8 m miała średnicę około 2,6 mi ważyła ponad 27 ton i pozostała w historii pod nazwą Car Bomba - „Car Bomba”.
Car Bomba nie była zwykłą bombą atomową. Było to wynikiem usilnych wysiłków sowieckich naukowców zmierzających do stworzenia najpotężniejszej broni jądrowej.
Tupolew dotarł do celu, Nowej Ziemi, słabo zaludnionego archipelagu na Morzu Barentsa, nad zamarzniętymi północnymi krańcami ZSRR.
Car Bomba wybuchła o godzinie 11:32 czasu moskiewskiego. Wyniki testu bomby wodorowej w ZSRR pokazały cały bukiet niszczących czynników tego typu broni. Zanim odpowiemy na pytanie, co jest silniejsze, bomba atomowa czy wodorowa, należy wiedzieć, że moc tej drugiej mierzy się w megatonach, a bomb atomowych w kilotonach.
emisja światła
W mgnieniu oka bomba stworzyła kulę ognia o średnicy siedmiu kilometrów. Kula ognia pulsowała siłą własnej fali uderzeniowej. Błysk można było zobaczyć tysiące kilometrów dalej - na Alasce, Syberii i w północnej Europie.
fala uderzeniowa
Konsekwencje wybuchu bomby wodorowej na Nowej Ziemi były katastrofalne. We wsi Severny, około 55 km od Strefy Zero, wszystkie domy zostały całkowicie zniszczone. Donoszono, że na terytorium ZSRR, setki kilometrów od strefy wybuchu, wszystko zostało zniszczone - zniszczone domy, zawalone dachy, uszkodzone drzwi, zniszczone okna.
Zasięg bomby wodorowej to kilkaset kilometrów.
W zależności od mocy ładunku i czynników niszczących.
Czujniki zarejestrowały falę uderzeniową, która okrążyła Ziemię nie raz, nie dwa, ale trzy razy. Falę dźwiękową zarejestrowano w pobliżu wyspy Dixon w odległości około 800 km.
Puls elektromagnetyczny
Przez ponad godzinę komunikacja radiowa była zakłócona w całej Arktyce.
promieniowanie przenikliwe
Załoga otrzymała pewną dawkę promieniowania.
Skażenie radioaktywne okolicy
Eksplozja carskiej bomby na Nowej Ziemi okazała się zaskakująco „czysta”. Testerzy dotarli do miejsca wybuchu dwie godziny później. Poziom promieniowania w tym miejscu nie stwarzał wielkiego zagrożenia - nie więcej niż 1 mR / godzinę w promieniu zaledwie 2-3 km. Powodem były cechy konstrukcyjne bomby i wykonanie eksplozji w wystarczająco dużej odległości od powierzchni.
promieniowanie cieplne
Pomimo tego, że samolot transportowy, pokryty specjalną farbą odbijającą światło i ciepło, w momencie bombardowania przeleciał 45 km, wrócił do bazy ze znacznymi uszkodzeniami termicznymi poszycia. U osoby nieosłoniętej promieniowanie spowodowałoby oparzenia trzeciego stopnia na odległość do 100 km.
 |
Grzyb po eksplozji widoczny jest z odległości 160 km, średnica chmury w momencie strzelania to 56 km |
 |
Błysk po wybuchu carskiej bomby o średnicy około 8 km |
Jak działa bomba wodorowa
Urządzenie do bomby wodorowej. Stopień podstawowy działa jak przełącznik - spust. Reakcja rozszczepienia plutonu w spuście inicjuje reakcję syntezy termojądrowej na etapie wtórnym, w której temperatura wewnątrz bomby natychmiast osiąga 300 milionów °C. Następuje wybuch termojądrowy. Pierwsza próba bomby wodorowej zszokowała światową społeczność swoją niszczycielską mocą.
Wideo z eksplozji na poligonie jądrowym
Oleg Aleksandrowicz Ławrientiew, bohater naszej historii, urodził się w 1926 roku w Pskowie. Przed wojną facetowi udało się skończyć siedem klas. Najwyraźniej gdzieś na końcu tego procesu wpadła mu w ręce książka, opowiadająca o fizyce jądra atomowego i najnowszych odkryciach w tej dziedzinie.
Lata 30. to czas otwierania się nowych horyzontów. Istnienie neutrina przewidziano w 1930 roku, a neutron odkryto w 1932 roku. W kolejnych latach zbudowano pierwsze akceleratory cząstek. Powstało pytanie o możliwość istnienia pierwiastków transuranowych. W 1938 roku Otto Hahn stworzył pierwszy bar, napromieniowując uran neutronami, a Lise Meitner była w stanie wyjaśnić, co się stało. Kilka miesięcy później przewidziała reakcję łańcuchową. Pozostał tylko jeden krok, zanim podniesiono kwestię bomby atomowej.
Nie ma nic dziwnego w tym, że dobry opis tych odkryć zapadł w duszę nastolatka. Jest to nieco nietypowe, że ładunek ten zachowywał się w nim we wszystkich późniejszych kłopotach. A potem była wojna. Olegowi Ławrentiewowi udało się wziąć udział w jego ostatnim etapie, w krajach bałtyckich. Potem wzloty i upadki służby rzuciły go na Sachalin. Jednostka dysponowała stosunkowo dobrą biblioteką, a Ławrientiew, wówczas już sierżant, prenumerował czasopismo „Sukcesy w naukach fizycznych” za swoją kieszonkową, co najwyraźniej wywarło duże wrażenie na jego kolegach. Dowództwo wspierało entuzjazm podwładnego. W 1948 r. prowadził wykłady z fizyki jądrowej dla oficerów jednostki, aw następnym roku uzyskał świadectwo dojrzałości, kończąc w ciągu roku trzyletni kurs w miejscowej szkole wieczorowej dla młodzieży pracującej. Nie wiadomo, czego i jak ich tam faktycznie uczono, ale nie ma powodu, by wątpić w jakość edukacji młodszego sierżanta Ławrentiewa - on sam potrzebował wyniku.
Jak sam wspominał wiele lat później, myśl o możliwości zajścia reakcji termojądrowej i jej wykorzystaniu do wytwarzania energii po raz pierwszy nawiedziła go w 1948 roku, właśnie podczas przygotowywania wykładu dla oficerów. W styczniu 1950 roku prezydent Truman, przemawiając przed Kongresem, wezwał do szybkiego opracowania bomby wodorowej. Była to odpowiedź na pierwszą radziecką próbę nuklearną w sierpniu poprzedniego roku. Cóż, dla młodszego sierżanta Ławrientiewa był to impuls do natychmiastowego działania: w końcu wiedział, jak wtedy myślał, jak zrobić tę bombę i wyprzedzić potencjalnego wroga.
Pierwszy list opisujący ten pomysł, zaadresowany do Stalina, pozostał bez odpowiedzi, a później nie znaleziono po nim śladu. Najprawdopodobniej po prostu się zgubił. Następne pismo zostało wysłane bardziej wiarygodnie: do KC WKP bolszewików za pośrednictwem komitetu miejskiego w Poronai.
Tym razem reakcja była zainteresowana. Z Moskwy za pośrednictwem Sachalińskiego Komitetu Obwodowego przyszło polecenie przydzielenia wytrwałemu żołnierzowi strzeżonego pokoju i wszystkiego, co było potrzebne do szczegółowego opisu propozycji.
Specjalna praca
W tym miejscu wypada przerwać opowieść o datach i wydarzeniach i przejść do treści propozycji najwyższych władz sowieckich.
1. Główne idee.
2. Pilotażowa instalacja przetwarzania energii reakcji litowo-wodorowych na energię elektryczną.
3. Pilotażowa instalacja przetwarzania energii reakcji uranu i transuranu na energię elektryczną.
4. Bomba litowo-wodorowa (projekt).
Dalej O. Ławrentiew pisze, że nie miał czasu na szczegółowe przygotowanie części 2 i 3 i był zmuszony ograniczyć się do krótkiego streszczenia, część 1 też jest wilgotna („napisana bardzo powierzchownie”). Właściwie w propozycjach rozważane są dwa urządzenia: bomba i reaktor, natomiast ostatnia, czwarta część, w której proponuje się bombę, jest niezwykle zwięzła, to tylko kilka zwrotów, których znaczenie sprowadza się do fakt, że wszystko zostało już poukładane w pierwszej części.
W tej formie „na 12 arkuszach” propozycje Larionowa w Moskwie zostały zrecenzowane przez A.D. Sacharowa, wówczas jeszcze kandydata nauk fizycznych i matematycznych, a co najważniejsze, jednego z tych ludzi, którzy w ZSRR tamtych lat zajmowali się zagadnieniami termojądrowymi energii, głównie bomby treningowe.
Sacharow wyróżnił we wniosku dwa główne punkty: realizację termojądrowej reakcji litu z wodorem (ich izotopami) oraz projekt reaktora. W pisemnej, dość życzliwej recenzji pierwszego punktu, powiedziano krótko - to się nie nadaje.
Nie jest to łatwa bomba
Aby umieścić czytelnika w kontekście, konieczne jest dokonanie krótkiej dygresji do rzeczywistego stanu rzeczy. We współczesnej (i, o ile można sądzić na podstawie otwartych źródeł, podstawowe zasady projektowania niewiele się zmieniły od późnych lat pięćdziesiątych) bomby wodorowej rolę termojądrowych „materiałów wybuchowych” odgrywa wodorek litu, biała substancja stała, która reaguje gwałtownie z wodą, tworząc wodorotlenek litu i wodór. Ta ostatnia właściwość umożliwia szerokie zastosowanie wodorku tam, gdzie konieczne jest czasowe związanie wodoru. Aeronautyka jest dobrym przykładem, ale lista z pewnością nie jest wyczerpująca.
Wodorek stosowany w bombach wodorowych wyróżnia się składem izotopowym. Zamiast „zwykłego” wodoru w jego skład wchodzi deuter, a zamiast „zwykłego” litu jego lżejszy izotop z trzema neutronami. Powstały deuterek litu, 6 LiD, zawiera prawie wszystko, co jest potrzebne do dużego oświetlenia. Aby zainicjować ten proces, wystarczy wysadzić ładunek jądrowy znajdujący się w pobliżu (na przykład wokół lub odwrotnie w środku). Neutrony powstałe podczas eksplozji są pochłaniane przez lit-6, który w rezultacie rozpada się, tworząc hel i tryt. Wzrost ciśnienia i temperatury w wyniku wybuchu jądrowego prowadzi do tego, że nowo pojawiające się tryt i deuter, które początkowo znajdowały się na miejscu zdarzenia, znajdują się w warunkach niezbędnych do rozpoczęcia reakcji termojądrowej. Cóż, to wszystko, gotowe.
A
B
W
G
D W sprężonym i ogrzanym deuterku litu-6 zachodzi reakcja syntezy jądrowej, emitowany strumień neutronów jest inicjatorem reakcji rozszczepiania sabotażu. Kula ognia się rozszerza…” alt=" A Głowica przed wybuchem; pierwszy stopień znajduje się na górze, drugi stopień na dole. Oba składniki bomby termojądrowej.
B Materiał wybuchowy detonuje pierwszy stopień, ściskając rdzeń plutonu do stanu nadkrytycznego i inicjując reakcję łańcuchową rozszczepienia.
W Podczas procesu rozłupywania w pierwszym etapie pojawia się impuls promieniowania rentgenowskiego, który rozchodzi się wzdłuż wewnętrznej części skorupy, przechodząc przez wypełniacz styropianowy.
G Drugi stopień jest ściskany w wyniku ablacji (parowania) pod wpływem promieni rentgenowskich, a pręt plutonowy wewnątrz drugiego stopnia przechodzi w stan nadkrytyczny, inicjując reakcję łańcuchową, uwalniając ogromną ilość ciepła.
D W sprężonym i ogrzanym deuterku litu-6 zachodzi reakcja syntezy jądrowej, emitowany strumień neutronów jest inicjatorem reakcji rozszczepiania sabotażu. Kula ognia się rozszerza..." src="/sites/default/files/images_custom/2017/07/bombh_explosion-ru.svg.png">!}
A Głowica przed wybuchem; pierwszy stopień znajduje się na górze, drugi stopień na dole. Oba składniki bomby termojądrowej.
B Materiał wybuchowy detonuje pierwszy stopień, ściskając rdzeń plutonu do stanu nadkrytycznego i inicjując reakcję łańcuchową rozszczepienia.
W Podczas procesu rozłupywania w pierwszym etapie pojawia się impuls promieniowania rentgenowskiego, który rozchodzi się wzdłuż wewnętrznej części skorupy, przechodząc przez wypełniacz styropianowy.
G Drugi stopień jest ściskany w wyniku ablacji (parowania) pod wpływem promieni rentgenowskich, a pręt plutonowy wewnątrz drugiego stopnia przechodzi w stan nadkrytyczny, inicjując reakcję łańcuchową, uwalniając ogromną ilość ciepła.
D W sprężonym i ogrzanym deuterku litu-6 zachodzi reakcja syntezy jądrowej, emitowany strumień neutronów jest inicjatorem reakcji rozszczepiania sabotażu. Kula ognia się rozszerza...
/ © Wikipedia
Ta ścieżka nie jest jedyna, a tym bardziej obowiązkowa. Zamiast deuterku litu można zastosować gotowy tryt zmieszany z deuterem. Problem polega na tym, że oba są gazami trudnymi do przechowywania i transportu, nie mówiąc już o umieszczeniu ich w bombie. Powstały projekt jest całkiem odpowiedni do eksplozji w testach, które zostały wykonane. Jedynym problemem jest to, że nie ma możliwości doręczenia jej „adresatowi” – wielkość konstrukcji całkowicie wyklucza taką możliwość. Deuterek litu, będąc ciałem stałym, zapewnia eleganckie obejście tego problemu.
To, co jest tutaj powiedziane, wcale nie jest trudne dla nas, żyjących dzisiaj. W 1950 r. była to ściśle tajna informacja, do której dostęp miał bardzo ograniczony krąg osób. Oczywiście żołnierz służący na Sachalinie nie był w tym kręgu. Jednocześnie właściwości wodorku litu same w sobie nie były tajemnicą, mniej lub bardziej kompetentną, na przykład w sprawach aeronautyki, osoba o nich wiedziała. To nie przypadek, że Witalij Ginzburg, autor pomysłu wykorzystania deuterku litu w bombie, zwykle odpowiadał na pytanie o autorstwo w duchu, że w ogóle jest to zbyt trywialne.
Projekt bomby Ławrentiewa ogólnie powtarza ten opisany powyżej. Tutaj również widzimy inicjujący ładunek jądrowy i materiały wybuchowe wodorku litu, a jego skład izotopowy jest taki sam - jest to deuterek lekkiego izotopu litu. Zasadnicza różnica polega na tym, że autor zamiast reakcji deuteru z trytem zakłada reakcję litu z deuterem i/lub wodorem. Sprytny Ławrentiew domyślił się, że ciało stałe jest wygodniejsze w użyciu i zasugerował użycie 6 Li, ale tylko dlatego, że jego reakcja z wodorem powinna dać więcej energii. Aby wybrać inne paliwo do reakcji, potrzebne były dane dotyczące efektywnych przekrojów dla reakcji termojądrowych, których oczywiście żołnierz poborowy nie posiadał.
Załóżmy, że Olegowi Ławrentiewowi znów dopisze szczęście: odgadł właściwą reakcję. Niestety, nawet to nie uczyniłoby go autorem odkrycia. Opisany powyżej projekt bomby był opracowywany do tego czasu przez ponad półtora roku. Oczywiście, ponieważ wszystkie prace były otoczone całkowitą tajemnicą, nie mógł o nich wiedzieć. Ponadto projekt bomby to nie tylko rozmieszczenie ładunków wybuchowych, to także mnóstwo obliczeń i subtelności konstrukcyjnych. Autor wniosku nie mógł ich spełnić.
Muszę powiedzieć, że całkowita nieznajomość zasad fizyki przyszłej bomby była wówczas typowa dla ludzi znacznie bardziej kompetentnych. Wiele lat później Ławrientiew przypomniał epizod, który przydarzył mu się nieco później, już w czasach studenckich. Prorektor Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego, który czytał studentom fizykę, z jakiegoś powodu podjął się opowiedzieć o bombie wodorowej, która jego zdaniem była systemem spryskiwania terytorium wroga ciekłym wodorem. I co? Zamrażanie wrogów to słodka rzecz. Student Ławrientiew, który go słuchał, który wiedział trochę więcej o bombie, mimowolnie wybuchnął bezstronną oceną tego, co usłyszał, ale nic nie mogło odpowiedzieć na zjadliwą uwagę sąsiada, który to usłyszał. Nie mów jej wszystkich szczegółów, które zna.
Powyższe najwyraźniej wyjaśnia, dlaczego projekt bomby Ławrentiewa został zapomniany niemal natychmiast po jego napisaniu. Autor wykazał się niezwykłymi zdolnościami, ale to wszystko. Projekt reaktora termojądrowego miał inny los.
Projekt przyszłego reaktora w 1950 roku jego autor uważał za dość prosty. W komorze roboczej zostaną umieszczone dwie koncentryczne (jedna w drugiej) elektrody. Wewnętrzna wykonana jest w formie siatki, jej geometria jest obliczona w taki sposób, aby jak najbardziej zminimalizować kontakt z plazmą. Do elektrod przykładane jest stałe napięcie rzędu 0,5–1 megawolta, przy czym elektroda wewnętrzna (siatka) jest biegunem ujemnym, a elektroda zewnętrzna biegunem dodatnim. Sama reakcja zachodzi w środku instalacji, a dodatnio naładowane jony (głównie produkty reakcji) wylatując przez siatkę, przemieszczając się dalej, pokonują opór pola elektrycznego, co ostatecznie zawraca większość z nich. Energia wydatkowana przez nie na pokonanie pola to nasz zysk, który stosunkowo łatwo „usunąć” z instalacji.
Ponownie proponuje się reakcję litu z wodorem jako główny proces, który ponownie nie jest odpowiedni z tych samych powodów, ale nie jest to niezwykłe. Oleg Lavrentiev był pierwszą osobą, która wpadła na pomysł izolowania plazmy za pomocą Niektóre pola. Nawet to, że w jego propozycji ta rola jest, ogólnie rzecz biorąc, drugorzędna – główną funkcją pola elektrycznego jest pozyskiwanie energii cząstek emitowanych ze strefy reakcji – nie zmienia wcale znaczenia tego faktu.
Jak później wielokrotnie powtarzał Andriej Dmitriewicz Sacharow, to list od sierżanta z Sachalina jako pierwszy doprowadził go do pomysłu wykorzystania pola do ograniczenia plazmy w reaktorze termojądrowym. To prawda, że Sacharow i jego koledzy woleli użyć innego pola - magnetycznego. Tymczasem w recenzji napisał, że proponowany projekt jest najprawdopodobniej nierealny, ze względu na niemożność wykonania elektrody siatkowej, która wytrzymałaby pracę w takich warunkach. A autora wciąż trzeba zachęcać do naukowej odwagi.
Wkrótce po przesłaniu propozycji Oleg Ławrentiew zostaje zdemobilizowany z wojska, wyjeżdża do Moskwy i zostaje studentem pierwszego roku na Wydziale Fizyki Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego. Dostępne źródła podają (jego słowami), że zrobił to całkowicie na własną rękę, bez patronatu jakichkolwiek władz.
„Instancje” poszły jednak za jego losem. We wrześniu Ławrientiew spotkał się z I.D. Serbinem, urzędnikiem KC WKPB i adresatem jego listów z Sachalinu. W swoim imieniu ponownie opisuje swoją wizję problemu, bardziej szczegółowo.
Na samym początku następnego, w 1951 r., student pierwszego roku Ławrientiew został wezwany do ministra oprzyrządowania ZSRR Machniewa, gdzie spotkał się z samym ministrem i jego recenzentem A.D. Sacharowem. Należy zauważyć, że wydział kierowany przez Machniewa miał dość abstrakcyjne podejście do przyrządów pomiarowych, jego prawdziwym celem było zapewnienie programu nuklearnego ZSRR. Sam Makhnev był sekretarzem Komitetu Specjalnego, którego przewodniczącym był wówczas wszechpotężny L.P. Beria. Nasz uczeń spotkał się z nim kilka dni później. Sacharow ponownie był obecny na spotkaniu, ale o jego roli w nim prawie nic nie można powiedzieć.
Według wspomnień O.A. Ławrentiewa przygotowywał się do poinformowania wysokiego rangą szefa o bombie i reaktorze, ale Beria nie wydawał się tym zainteresowany. Rozmowa dotyczyła samego gościa, jego osiągnięć, planów i bliskich. „To były panny młode” - podsumował Oleg Aleksandrowicz. - Chciał, jak zrozumiałem, spojrzeć na mnie i być może na Sacharowa, jakimi jesteśmy ludźmi. Najwyraźniej opinia okazała się pozytywna.
Wynik „smotrina” był niezwykły jak na odpust sowieckiego studenta pierwszego roku. Oleg Lavrentiev otrzymał stypendium osobiste, osobny pokój (choć mały - 14 m2) przeznaczono na mieszkanie, dwóch osobistych nauczycieli fizyki i matematyki. Był zwolniony z czesnego. Wreszcie zorganizowano dostawę niezbędnej literatury.
Wkrótce doszło do znajomości z przywódcami technicznymi radzieckiego programu atomowego B.L. Vannikovem, N.I. Pavlovem i I.V. Kurczatowem. Wczorajszy sierżant, który przez lata służby nie widział ani jednego generała nawet z daleka, teraz rozmawiał na równi z dwoma jednocześnie: Wannikowem i Pawłowem. To prawda, że \u200b\u200bpytania zadawał głównie Kurczatow.
Jest bardzo prawdopodobne, że nawet zbyt dużą wagę przykładano posłusznie do propozycji Ławrentiewa po jego znajomości z Berii. W Archiwum Prezydenta Federacji Rosyjskiej znajduje się skierowana do Berii i podpisana przez trzech wyżej wymienionych rozmówców propozycja utworzenia „małej grupy teoretycznej” do obliczania pomysłów O. Ławrientiewa. Czy taka grupa powstała, a jeśli tak, to z jakim skutkiem, na razie nie wiadomo.
Wejście do Instytutu Kurczatowa. Fotografia współczesna. / © Wikimedia
W maju nasz bohater otrzymał przepustkę do LIPAN - Laboratorium Przyrządów Pomiarowych Akademii Nauk, obecnie Instytutu. Kurczatow. Dziwna nazwa tamtych czasów była także hołdem dla ogólnej tajemnicy. Oleg został wyznaczony na stażystę w dziale aparatury elektrycznej z zadaniem zapoznania się z trwającymi pracami nad MTR (magnetyczny reaktor termojądrowy). Podobnie jak na uniwersytecie, do gościa specjalnego dołączony był osobisty przewodnik „specjalista od wyładowań gazowych, towarzyszu. Andrianow ”- to memorandum skierowane do Berii.
Współpraca z LIPANem okazała się już dość napięta. Projektowali obiekt z uwięzieniem plazmy przez pole magnetyczne, które później stało się tokamakiem, a Ławrientiew chciał pracować nad zmodyfikowaną wersją pułapki elektromagnetycznej, sięgającą czasów jego myśli na Sachalinie. Pod koniec 1951 r. w LIPANIE odbyła się szczegółowa dyskusja nad jego projektem. Przeciwnicy nie znaleźli w nim żadnych błędów i ogólnie uznali pracę za poprawną, ale odmówili jej realizacji, decydując się na „skoncentrowanie sił na głównym kierunku”. W 1952 roku Ławrientiew przygotowuje nowy projekt z udoskonalonymi parametrami plazmy.
Należy zauważyć, że w tym momencie Ławrientiew uważał, że jego propozycja reaktora również jest spóźniona, a koledzy z LIPAN-u opracowują własny pomysł, który wcześniej samodzielnie przyszedł im do głowy. O tym, że sami koledzy mają inne zdanie, dowiedział się dużo później.
Twój dobroczyńca nie żyje
26 czerwca 1953 r. Beria został aresztowany i wkrótce rozstrzelany. Teraz można tylko zgadywać, czy miał jakieś konkretne plany wobec Olega Ławrientiewa, ale utrata tak wpływowego patrona miała bardzo namacalny wpływ na jego losy.
Na uniwersytecie nie tylko przestali dawać mi zwiększone stypendium, ale także „okazali” czesne za ostatni rok, właściwie pozostawiając mnie bez środków do życia - powiedział wiele lat później Oleg Aleksandrowicz. - Udałem się na spotkanie z nowym dziekanem iw kompletnym zamieszaniu usłyszałem: „Twój dobroczyńca nie żyje. Co chcesz? Jednocześnie cofnięto mi wstęp do LIPANu i straciłem stałą przepustkę do laboratorium, gdzie zgodnie z wcześniejszą umową miałem odbyć praktykę licencjacką, a następnie pracować. Jeśli stypendium zostało później przywrócone, to nigdy nie zostałem przyjęty do instytutu.
Po studiach Ławrientiew nigdy nie został zatrudniony w LIPANIE, jedynym miejscu w ZSRR, gdzie wówczas praktykowano syntezę termojądrową. Teraz niemożliwe, a nawet bezcelowe, jest próba zrozumienia, czy winna jest reputacja „człowieka Berii”, jakieś osobiste trudności, czy coś innego.
Nasz bohater udał się do Charkowa, gdzie w KIPT właśnie powstawał Zakład Badań Plazmy. Tam skupił się na swoim ulubionym temacie – elektromagnetycznych pułapkach plazmowych. W 1958 roku uruchomiono instalację C1, która ostatecznie pokazała zasadność pomysłu. Następna dekada upłynęła pod znakiem budowy kilku kolejnych instalacji, po których idee Ławrentiewa zaczęto traktować poważnie w świecie naukowym.
Instytut Fizyki i Technologii w Charkowie, współczesne zdjęcie
W latach siedemdziesiątych miała zbudować i uruchomić dużą instalację Jowisza, która docelowo miała stać się pełnoprawnym konkurentem zbudowanych na innych zasadach tokamaków i stellaratorów. Niestety w trakcie projektowania nowości sytuacja wokół uległa zmianie. Aby zaoszczędzić pieniądze, instalację zmniejszono o połowę. Wymagane było przeprojektowanie projektu i obliczeń. Do czasu ukończenia technika musiała zostać zmniejszona o kolejną jedną trzecią - i oczywiście wszystko musiało zostać ponownie przeliczone. W końcu uruchomiona próbka była dość wydajna, ale oczywiście daleko jej do pełnej skali.
Oleg Aleksandrowicz Ławrentiew do końca swoich dni (zmarł w 2011 r.) Kontynuował aktywną pracę badawczą, dużo publikował i ogólnie odnosił sukcesy jako naukowiec. Ale główna idea jego życia do tej pory pozostała niezweryfikowana.
Treść artykułu
BOMBA WODNA, broń o wielkiej sile rażenia (rzędu megaton w ekwiwalencie TNT), której zasada działania oparta jest na termojądrowej reakcji syntezy lekkich jąder. Źródłem energii wybuchu są procesy podobne do zachodzących na Słońcu i innych gwiazdach.
reakcje termojądrowe.
We wnętrzu Słońca znajduje się gigantyczna ilość wodoru, który znajduje się w stanie bardzo dużej kompresji w temperaturze ok. 15 000 000 K. W tak wysokiej temperaturze i gęstości plazmy jądra wodoru doświadczają ciągłych zderzeń, z których część kończy się ich łączeniem i ostatecznie utworzeniem cięższych jąder helu. Takim reakcjom, zwanym fuzją termojądrową, towarzyszy uwolnienie ogromnej ilości energii. Zgodnie z prawami fizyki uwalnianie energii podczas syntezy termojądrowej wynika z faktu, że gdy powstaje cięższe jądro, część masy lekkich jąder zawartych w jego składzie jest przekształcana w kolosalną ilość energii. Dlatego Słońce, mając gigantyczną masę, traci ok. 100 miliardów ton materii i uwalnia energię, dzięki której życie na Ziemi stało się możliwe.
Izotopy wodoru.
Atom wodoru jest najprostszym ze wszystkich istniejących atomów. Składa się z jednego protonu, który jest jej jądrem, wokół którego krąży pojedynczy elektron. Dokładne badania wody (H 2 O) wykazały, że zawiera ona znikome ilości „ciężkiej” wody zawierającej „ciężki izotop” wodoru – deuter (2 H). Jądro deuteru składa się z protonu i neutronu, neutralnej cząstki o masie zbliżonej do protonu.
Istnieje trzeci izotop wodoru, tryt, który zawiera jeden proton i dwa neutrony w swoim jądrze. Tryt jest niestabilny i ulega spontanicznemu rozpadowi radioaktywnemu, zamieniając się w izotop helu. Ślady trytu znaleziono w ziemskiej atmosferze, gdzie powstaje on w wyniku oddziaływania promieni kosmicznych z cząsteczkami gazu tworzącego powietrze. Tryt otrzymuje się sztucznie w reaktorze jądrowym przez napromieniowanie izotopu litu-6 strumieniem neutronów.
Rozwój bomby wodorowej.
Wstępna analiza teoretyczna wykazała, że fuzję termojądrową najłatwiej przeprowadzić w mieszaninie deuteru i trytu. Biorąc to za podstawę, amerykańscy naukowcy na początku lat pięćdziesiątych rozpoczęli realizację projektu stworzenia bomby wodorowej (HB). Pierwsze testy modelowego urządzenia jądrowego przeprowadzono na poligonie Eniwetok wiosną 1951 roku; fuzja termojądrowa była tylko częściowa. Znaczący sukces osiągnięto 1 listopada 1951 r. podczas testowania masywnego urządzenia jądrowego, którego siła wybuchu wynosiła 4 x 8 Mt w ekwiwalencie trotylu.
Pierwsza powietrzna bomba wodorowa została zdetonowana w ZSRR 12 sierpnia 1953 r., a 1 marca 1954 r. Amerykanie zdetonowali mocniejszą (około 15 Mt) bombę powietrzną na atolu Bikini. Od tego czasu obie mocarstwa detonują zaawansowaną broń megatonową.
Wybuchowi na atolu Bikini towarzyszyło uwolnienie dużej ilości substancji radioaktywnych. Niektóre z nich spadły setki kilometrów od miejsca eksplozji na japoński statek rybacki Lucky Dragon, inne przykryły wyspę Rongelap. Ponieważ fuzja termojądrowa wytwarza stabilny hel, radioaktywność podczas eksplozji bomby czysto wodorowej nie powinna być większa niż radioaktywność detonatora atomowego w reakcji termojądrowej. Jednak w rozpatrywanym przypadku przewidywany i rzeczywisty opad radioaktywny różnił się znacznie pod względem ilości i składu.
Mechanizm działania bomby wodorowej.
Kolejność procesów zachodzących podczas wybuchu bomby wodorowej można przedstawić w następujący sposób. Po pierwsze, ładunek inicjatora reakcji termojądrowej (mała bomba atomowa) wewnątrz powłoki HB eksploduje, powodując błysk neutronowy i wytwarzając wysoką temperaturę niezbędną do zainicjowania syntezy termojądrowej. Neutrony bombardują wkład wykonany z deuterku litu, związku deuteru z litem (wykorzystywany jest izotop litu o liczbie masowej 6). Lit-6 jest rozszczepiany przez neutrony na hel i tryt. W ten sposób lont atomowy tworzy materiały niezbędne do syntezy bezpośrednio w samej bombie.
Następnie w mieszaninie deuteru i trytu rozpoczyna się reakcja termojądrowa, temperatura wewnątrz bomby gwałtownie wzrasta, angażując coraz więcej wodoru w fuzję. Przy dalszym wzroście temperatury mogłaby rozpocząć się reakcja między jądrami deuteru, charakterystyczna dla bomby czysto wodorowej. Wszystkie reakcje oczywiście przebiegają tak szybko, że odbierane są jako natychmiastowe.
Podział, synteza, podział (superbomba).
W rzeczywistości w bombie sekwencja procesów opisanych powyżej kończy się na etapie reakcji deuteru z trytem. Co więcej, projektanci bomb woleli używać nie syntezy jąder, ale ich rozszczepienia. W wyniku fuzji jąder deuteru i trytu powstaje hel i neutrony prędkie, których energia jest na tyle duża, że może spowodować rozszczepienie jąder uranu-238 (głównego izotopu uranu, znacznie tańszego niż uran-235 stosowany w konwencjonalnych bombach atomowych). Szybkie neutrony rozszczepiają atomy uranowej powłoki superbomby. Rozszczepienie jednej tony uranu tworzy energię równoważną 18 Mt. Energia idzie nie tylko na eksplozję i wydzielanie ciepła. Każde jądro uranu jest podzielone na dwa wysoce radioaktywne „fragmenty”. Produkty rozszczepienia obejmują 36 różnych pierwiastków chemicznych i prawie 200 izotopów promieniotwórczych. Wszystko to składa się na opad radioaktywny, który towarzyszy eksplozjom superbomb.
Ze względu na unikalną konstrukcję i opisany mechanizm działania, broń tego typu może być tak potężna, jak sobie tego życzysz. Jest znacznie tańszy niż bomby atomowe o tej samej mocy.
Konsekwencje wybuchu.
Fala uderzeniowa i efekt termiczny.
Bezpośredni (pierwotny) wpływ eksplozji superbomby jest trojaki. Najbardziej oczywistym z bezpośrednich skutków jest fala uderzeniowa o ogromnej intensywności. Siła jego uderzenia, w zależności od mocy bomby, wysokości wybuchu nad ziemią i charakteru terenu, maleje wraz z odległością od epicentrum wybuchu. Efekt termiczny wybuchu zależy od tych samych czynników, ale dodatkowo zależy również od przezroczystości powietrza - mgła znacznie zmniejsza odległość, z której błysk termiczny może spowodować poważne oparzenia.
Według obliczeń w przypadku wybuchu w atmosferze 20-megatonowej bomby ludzie przeżyją w 50% przypadków, jeśli 1) schronią się w podziemnym schronie żelbetowym w odległości około 8 km od epicentrum wybuchu (EW), 2) znajdują się w zwykłych budynkach miejskich w odległości ok. . 15 km od EW, 3) znajdowały się na otwartej przestrzeni w odległości ok. 20 km od EV. W warunkach słabej widoczności iw odległości co najmniej 25 km, jeśli atmosfera jest czysta, dla ludzi na terenach otwartych prawdopodobieństwo przeżycia gwałtownie wzrasta wraz z odległością od epicentrum; w odległości 32 km jego obliczona wartość wynosi ponad 90%. Obszar, w którym przenikliwe promieniowanie, które występuje podczas eksplozji, powoduje śmiertelne skutki, jest stosunkowo niewielki, nawet w przypadku superbomby o wysokiej wydajności.
Kula ognia.
W zależności od składu i masy materiału palnego zawartego w kuli ognia, mogą tworzyć się gigantyczne, samowystarczalne burze ogniowe, szalejące przez wiele godzin. Jednak najgroźniejszą (choć drugorzędną) konsekwencją wybuchu jest radioaktywne skażenie środowiska.
Opad.
Jak powstają.
Kiedy bomba eksploduje, powstała kula ognia jest wypełniona ogromną ilością radioaktywnych cząstek. Zazwyczaj cząstki te są tak małe, że gdy już dostaną się do górnych warstw atmosfery, mogą tam pozostawać przez długi czas. Ale jeśli kula ognia zetknie się z powierzchnią Ziemi i wszystkim, co się na niej znajduje, zamienia się w rozpalony do czerwoności pył i popiół i wciąga je w ogniste tornado. W wirze płomienia mieszają się i wiążą z radioaktywnymi cząsteczkami. Pył radioaktywny, z wyjątkiem największego, nie osiada natychmiast. Drobniejszy pył jest unoszony przez powstałą chmurę eksplozji i stopniowo opada, gdy porusza się z wiatrem. Bezpośrednio w miejscu wybuchu opad radioaktywny może być niezwykle intensywny - głównie gruboziarnisty pył osadza się na ziemi. Setki kilometrów od miejsca wybuchu i na większych odległościach na ziemię spadają małe, ale wciąż widoczne cząsteczki popiołu. Często tworzą śnieżną osłonę, śmiertelną dla każdego, kto znajdzie się w pobliżu. Nawet mniejsze i niewidoczne cząstki, zanim opadną na ziemię, mogą wędrować w atmosferze miesiącami, a nawet latami, wielokrotnie obiegając kulę ziemską. Do czasu wypadnięcia ich radioaktywność jest znacznie osłabiona. Najbardziej niebezpieczne jest promieniowanie strontu-90, którego okres półtrwania wynosi 28 lat. Jego upadek jest wyraźnie obserwowany na całym świecie. Osiadając na liściach i trawie, wchodzi do łańcuchów pokarmowych, w tym do ludzi. W rezultacie w kościach mieszkańców większości krajów stwierdza się zauważalne, choć jeszcze nie groźne, ilości strontu-90. Nagromadzenie strontu-90 w kościach człowieka jest w dłuższej perspektywie bardzo niebezpieczne, gdyż prowadzi do powstawania złośliwych guzów kości.
Długotrwałe skażenie terenu opadem radioaktywnym.
W przypadku działań wojennych użycie bomby wodorowej doprowadzi do natychmiastowego skażenia radioaktywnego terytorium w promieniu ok. 100 km od epicentrum wybuchu. W przypadku wybuchu superbomby skażony zostanie obszar dziesiątek tysięcy kilometrów kwadratowych. Tak ogromny obszar zniszczenia pojedynczą bombą sprawia, że jest to zupełnie nowy rodzaj broni. Nawet jeśli superbomba nie trafi w cel, tj. nie uderzy w obiekt ze skutkami szokowo-termicznymi, przenikające promieniowanie i opad promieniotwórczy towarzyszący eksplozji sprawią, że otaczający teren nie będzie nadawał się do zamieszkania. Takie opady mogą trwać wiele dni, tygodni, a nawet miesięcy. W zależności od ich liczby intensywność promieniowania może osiągnąć zabójczy poziom. Stosunkowo niewielka liczba superbomb wystarczy, aby całkowicie pokryć duży kraj warstwą radioaktywnego pyłu, śmiercionośnej dla wszystkich żywych istot. W ten sposób stworzenie superbomby zapoczątkowało erę, w której stało się możliwe uczynienie całych kontynentów niezdatnymi do zamieszkania. Nawet długo po ustaniu bezpośredniego narażenia na opad radioaktywny nadal istnieje niebezpieczeństwo związane z wysoką radiotoksycznością izotopów, takich jak stront-90. W przypadku żywności uprawianej na glebach zanieczyszczonych tym izotopem radioaktywność dostanie się do organizmu człowieka.
Pod koniec lat 30. ubiegłego wieku w Europie odkryto już prawidłowości rozszczepienia i rozpadu, a bomba wodorowa z science fiction stała się rzeczywistością. Historia rozwoju energetyki jądrowej jest interesująca i nadal stanowi pasjonującą rywalizację potencjału naukowego krajów: nazistowskich Niemiec, ZSRR i USA. Najpotężniejsza bomba, o jakiej marzyło każde państwo, była nie tylko bronią, ale także potężnym narzędziem politycznym. Kraj, który miał go w swoim arsenale, faktycznie stał się wszechmocny i mógł dyktować własne zasady.
Bomba wodorowa ma swoją własną historię powstania, która opiera się na prawach fizycznych, a mianowicie na procesie termojądrowym. Początkowo błędnie nazywano ją atomową, a winą był analfabetyzm. W naukowcu Bethe, który później został laureatem Nagrody Nobla, pracował nad sztucznym źródłem energii - rozszczepieniem uranu. Ten czas był szczytem aktywności naukowej wielu fizyków, a wśród nich panowała taka opinia, że \u200b\u200btajemnice naukowe w ogóle nie powinny istnieć, ponieważ początkowo prawa nauki są międzynarodowe.
Teoretycznie bomba wodorowa została już wynaleziona, ale teraz, przy pomocy projektantów, musiała przybrać formy techniczne. Pozostało tylko spakować go do określonej skorupy i przetestować pod kątem mocy. Jest dwóch naukowców, których nazwiska na zawsze będą kojarzone z tworzeniem tej potężnej broni: w USA jest to Edward Teller, aw ZSRR Andriej Sacharow.
W Stanach Zjednoczonych fizyk zaczął badać problem termojądrowy już w 1942 roku. Na polecenie Harry'ego Trumana, ówczesnego prezydenta Stanów Zjednoczonych, najlepsi naukowcy w kraju pracowali nad tym problemem, stworzyli całkowicie nową broń zniszczenia. Co więcej, zamówienie rządu dotyczyło bomby o pojemności co najmniej miliona ton trotylu. Bomba wodorowa została stworzona przez Tellera i pokazała ludzkości w Hiroszimie i Nagasaki jej nieograniczone, ale niszczycielskie zdolności.
Na Hiroszimę zrzucono bombę, która ważyła 4,5 tony i zawierała 100 kg uranu. Ta eksplozja odpowiadała prawie 12 500 tonom trotylu. Japońskie miasto Nagasaki zostało zniszczone przez bombę plutonową o tej samej masie, ale odpowiadającej 20 000 ton trotylu.
Przyszły radziecki akademik A. Sacharow w 1948 roku na podstawie swoich badań przedstawił projekt bomby wodorowej pod nazwą RDS-6. Jego badania przebiegały w dwóch kierunkach: pierwszy nazywał się „puff” (RDS-6s), a jego cechą był ładunek atomowy, który był otoczony warstwami ciężkich i lekkich pierwiastków. Drugie odgałęzienie to „rura” czyli (RDS-6t), w której bomba plutonowa znajdowała się w ciekłym deuterze. Następnie dokonano bardzo ważnego odkrycia, które dowiodło, że kierunek „rury” jest ślepą uliczką.
Zasada działania bomby wodorowej jest następująca: najpierw wewnątrz powłoki HB eksploduje ładunek, który jest inicjatorem reakcji termojądrowej, w wyniku czego następuje błysk neutronowy. W tym przypadku procesowi towarzyszy uwolnienie wysokiej temperatury, która jest potrzebna, aby kolejne neutrony zaczęły bombardować wkład z deuterku litu, a ten z kolei pod bezpośrednim działaniem neutronów rozpada się na dwa pierwiastki: tryt i hel. Zastosowany lont atomowy tworzy składniki niezbędne do przeprowadzenia syntezy w już aktywowanej bombie. Oto taka trudna zasada działania bomby wodorowej. Po tej czynności wstępnej bezpośrednio w mieszaninie deuteru i trytu rozpoczyna się reakcja termojądrowa. W tym czasie temperatura w bombie coraz bardziej wzrasta, a w syntezie bierze udział coraz więcej wodoru. Jeśli śledzić czas tych reakcji, to szybkość ich działania można scharakteryzować jako natychmiastową.
Następnie naukowcy zaczęli wykorzystywać nie syntezę jąder, ale ich rozszczepienie. Rozszczepienie jednej tony uranu wytwarza energię równoważną 18 Mt. Ta bomba ma ogromną moc. Najpotężniejsza bomba stworzona przez ludzkość należała do ZSRR. Dostała się nawet do Księgi Rekordów Guinnessa. Jego fala uderzeniowa była równa 57 (w przybliżeniu) megatonom substancji TNT. Został wysadzony w powietrze w 1961 roku na terenie archipelagu Nowa Ziemia.
30 października 1961 r. ZSRR zdetonował najpotężniejszą bombę w historii świata: 58-megatonowa bomba wodorowa („Car Bomba”) została zdetonowana na poligonie testowym na wyspie Nowa Ziemia. Nikita Chruszczow żartował, że pierwotnie 100-megatonowa bomba miała zostać zdetonowana, ale ładunek został zmniejszony, by nie wybić wszystkich okien w Moskwie.
Wybuch AN602 zgodnie z klasyfikacją był niskim wybuchem powietrza o bardzo dużej mocy. Jego wyniki były imponujące:
- Ognista kula eksplozji osiągnęła promień około 4,6 km. Teoretycznie mógł wyrosnąć na powierzchnię ziemi, ale przeszkodziła temu odbita fala uderzeniowa, która zmiażdżyła i wyrzuciła piłkę z ziemi.
- Promieniowanie świetlne może potencjalnie powodować oparzenia trzeciego stopnia z odległości do 100 kilometrów.
- Jonizacja atmosfery spowodowała zakłócenia radiowe nawet setki kilometrów od miejsca badań przez około 40 minut
- Namacalna fala sejsmiczna powstała w wyniku eksplozji trzykrotnie okrążyła kulę ziemską.
- Świadkowie odczuli uderzenie i byli w stanie opisać eksplozję w odległości tysiąca kilometrów od jej centrum.
- Eksplozja grzyba jądrowego wzrosła do wysokości 67 kilometrów; średnica jego dwupoziomowego „kapelusza” osiągnęła (w pobliżu górnego poziomu) 95 kilometrów.
- Fala dźwiękowa wygenerowana przez eksplozję dotarła na wyspę Dixon w odległości około 800 kilometrów. Źródła nie informują jednak o żadnym zniszczeniu lub uszkodzeniu budowli, nawet w tych położonych znacznie bliżej (280 km) składowiska, w osadzie typu miejskiego Amderma i osadzie Belushya Guba.
- Skażenie radioaktywne pola doświadczalnego o promieniu 2-3 km w rejonie epicentrum wynosiło nie więcej niż 1 mR/h, testerzy pojawili się na miejscu epicentrum 2 godziny po wybuchu. Skażenie radioaktywne stanowiło niewielkie lub żadne zagrożenie dla uczestników testu
Wszystkie wybuchy jądrowe wyprodukowane przez kraje świata w jednym filmie:
Twórca bomby atomowej, Robert Oppenheimer, powiedział w dniu pierwszego testu swojego dziecka: „Gdyby setki tysięcy słońc wschodziło jednocześnie na niebie, ich światło można by porównać z blaskiem emanującym od Najwyższego Pana. ..Jestem Śmiercią, wielkim niszczycielem światów, niosącym śmierć wszystkim żywym istotom”. Słowa te były cytatem z Bhagavad Gity, którą amerykański fizyk przeczytał w oryginale.
Fotografowie z Lookout Mountain stoją po pas w kurzu wzniesionym przez falę uderzeniową po wybuchu nuklearnym (zdjęcie z 1953 r.).
Nazwa wyzwania: Parasol
Data: 8 czerwca 1958
Moc: 8 kiloton
Podczas operacji Hardtack miała miejsce podwodna eksplozja nuklearna. Jako cele wykorzystano wycofane ze służby statki.
Nazwa testu: Chama (w ramach projektu Dominic)
Data: 18 października 1962
Lokalizacja: Wyspa Johnstona
Pojemność: 1,59 megaton
Nazwa testu: Dąb
Data: 28 czerwca 1958
Lokalizacja: Laguna Eniwetok na Oceanie Spokojnym
Pojemność: 8,9 megaton
Projekt Upshot-Knothole, test Annie. Data: 17 marca 1953; projekt: Upshot-Knothole; test: Ania; Lokalizacja: Knothole, poligon Nevada, sektor 4; moc: 16kt. (Zdjęcie: Wikicommons)
Nazwa wyzwania: Castle Bravo
Data: 1 marca 1954
Lokalizacja: Atol Bikini
Rodzaj wybuchu: na powierzchni
Pojemność: 15 megaton
Eksplozja bomby wodorowej Castle Bravo była najpotężniejszą eksplozją, jaką kiedykolwiek przeprowadziły Stany Zjednoczone. Siła wybuchu okazała się znacznie większa niż początkowe prognozy 4-6 megaton.
Nazwa wyzwania: Zamek Romeo
Data: 26 marca 1954
Lokalizacja: Na barce w Bravo Crater, atol Bikini
Rodzaj wybuchu: na powierzchni
Pojemność: 11 megaton
Siła wybuchu okazała się 3-krotnie większa od pierwotnych prognoz. Romeo był pierwszym testem wykonanym na barce.
Projekt Dominic, Testuj Azteków
Nazwa próby: Priscilla (w ramach serii próbnej Plumbbob)
Data: 1957
Moc: 37 kiloton
Tak właśnie wygląda proces uwalniania ogromnej ilości energii promieniowania i energii cieplnej podczas eksplozji atomowej w powietrzu nad pustynią. Tutaj wciąż można zobaczyć sprzęt wojskowy, który za chwilę zostanie zniszczony przez falę uderzeniową, odciśniętą w postaci korony, która otaczała epicentrum wybuchu. Możesz zobaczyć, jak fala uderzeniowa odbiła się od powierzchni ziemi i wkrótce połączy się z kulą ognia.
Nazwa testu: Grable (w ramach operacji Upshot Knothole)
Data: 25 maja 1953 r
Lokalizacja: poligon jądrowy w Nevadzie
Moc: 15 kiloton
Na poligonie testowym na pustyni Nevada fotografowie z Lookout Mountain Center w 1953 roku wykonali zdjęcie niezwykłego zjawiska (pierścień ognia w grzybie nuklearnym po wybuchu pocisku z działa nuklearnego), którego natura od dawna zaprząta umysły naukowców.
Projekt Upshot-Knothole, test Rake'a. W ramach tego testu zdetonowano 15-kilotonową bombę atomową, wystrzeloną z armaty atomowej kal. 280 mm. Test odbył się 25 maja 1953 roku na poligonie w Nevadzie. (Zdjęcie: National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office)
Chmura w kształcie grzyba powstała w wyniku eksplozji atomowej testu Truckee przeprowadzonego w ramach Projektu Dominic.
Pogromca projektów, pies testowy.
Projekt „Dominik”, test „Tako”. Próba: Tak; data: 10 czerwca 1962; projekt: Dominik; położenie: 32 km na południe od Wyspy Bożego Narodzenia; typ testu: B-52, atmosferyczny, wysokość - 2,5 m; moc: 3,0 t; rodzaj ładunku: atomowy. (Wikicommons)
Nazwa testu: TAK
Data: 10 czerwca 1962
Lokalizacja: Wyspa Bożego Narodzenia
Moc: 3 megatony
Przetestuj „Licorn” w Polinezji Francuskiej. Obraz nr 1. (Pierre J./Armia Francuska)
Nazwa testu: „Jednorożec” (fr. Licorne)
Data: 3 lipca 1970 r
Lokalizacja: atol w Polinezji Francuskiej
Moc: 914 kiloton
Przetestuj „Licorn” w Polinezji Francuskiej. Obraz nr 2. (Zdjęcie: Pierre J./Armia Francuska)
Przetestuj „Licorn” w Polinezji Francuskiej. Obraz nr 3. (Zdjęcie: Pierre J./Armia Francuska)
W witrynach testowych często pracują całe zespoły fotografów, aby uzyskać dobre zdjęcia. Na zdjęciu: próbny wybuch jądrowy na pustyni Nevada. Po prawej widać pióropusze pocisków, których naukowcy używają do określenia charakterystyki fali uderzeniowej.
Przetestuj „Licorn” w Polinezji Francuskiej. Obraz nr 4. (Zdjęcie: Pierre J./Armia Francuska)
Projekt Castle, przetestuj Romeo. (Zdjęcie: zvis.com)
Projekt Hardtack, test parasolowy. Wyzwanie: Parasol; data: 8 czerwca 1958; projekt: Hardtack I; Lokalizacja: Laguna atolu Eniwetok rodzaj testu: pod wodą, głębokość 45 m; moc: 8kt; rodzaj ładunku: atomowy.
Projekt Redwing, test Seminole. (Zdjęcie: Archiwum Broni Jądrowej)
Test Riyi. Próba atmosferyczna bomby atomowej w Polinezji Francuskiej w sierpniu 1971 r. W ramach tego testu, który odbył się 14 sierpnia 1971 r., zdetonowano głowicę termojądrową o kryptonimie „Riya” o mocy 1000 kt. Do eksplozji doszło na terenie atolu Mururoa. To zdjęcie zostało zrobione z odległości 60 km od zera. Zdjęcie: Pierre J.
Chmura grzybowa z wybuchu nuklearnego nad Hiroszimą (po lewej) i Nagasaki (po prawej). W końcowej fazie II wojny światowej Stany Zjednoczone przeprowadziły dwa ataki atomowe na Hiroszimę i Nagasaki. Pierwszy wybuch nastąpił 6 sierpnia 1945 r., a drugi 9 sierpnia 1945 r. Był to jedyny przypadek użycia broni jądrowej do celów wojskowych. Na rozkaz prezydenta Trumana 6 sierpnia 1945 r. armia amerykańska zrzuciła bombę atomową „Baby” na Hiroszimę, a następnie 9 sierpnia nastąpiła eksplozja nuklearna bomby „Fat Man” na Nagasaki. Od 90 000 do 166 000 ludzi zginęło w Hiroszimie w ciągu 2-4 miesięcy po wybuchu nuklearnym, a od 60 000 do 80 000 w Nagasaki (zdjęcie: Wikicommons)
Projekt Upshot-Knothole. Wysypisko w Nevadzie, 17 marca 1953 r. Fala uderzeniowa całkowicie zniszczyła Budynek nr 1, znajdujący się w odległości 1,05 km od znaku zerowego. Różnica czasu między pierwszym a drugim strzałem wynosi 21/3 sekundy. Aparat umieszczono w etui ochronnym o grubości ścianki 5 cm Jedynym źródłem światła w tym przypadku był błysk jądrowy. (Zdjęcie: National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office)
Strażnik Projektu, 1951. Nazwa testu jest nieznana. (Zdjęcie: National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office)
Próba Trójcy.
Trinity była kryptonimem pierwszej próby jądrowej. Test ten został przeprowadzony przez armię Stanów Zjednoczonych 16 lipca 1945 r. na obszarze około 56 kilometrów na południowy wschód od Socorro w stanie Nowy Meksyk, na poligonie rakietowym White Sands. Do testu użyto bomby plutonowej typu implozji, nazywanej „Rzecz”. Po detonacji nastąpiła eksplozja o mocy odpowiadającej 20 kilotonom trotylu. Datę tego testu uważa się za początek ery atomowej. (Zdjęcie: Wikicommons)
Nazwa wyzwania: Mike
Data: 31 października 1952 r
Lokalizacja: wyspa Elugelab („Flora”), atol Eneweita
Moc: 10,4 megaton
Urządzenie zdetonowane w teście Mike'a, nazwane „kiełbasą”, było pierwszą prawdziwą bombą „wodorową” klasy megaton. Chmura grzybowa osiągnęła wysokość 41 km przy średnicy 96 km.
Eksplozja „MET”, przeprowadzona w ramach operacji „Teepot”. Warto zauważyć, że moc eksplozji MET była porównywalna z bombą plutonową Fat Man zrzuconą na Nagasaki. 15 kwietnia 1955, 22 ct. (media wiki)
Jedną z najpotężniejszych eksplozji termojądrowej bomby wodorowej na koncie Stanów Zjednoczonych jest Operacja Castle Bravo. Moc ładowania wynosiła 10 megaton. Eksplozja miała miejsce 1 marca 1954 roku na atolu Bikini na Wyspach Marshalla. (media wiki)
Operacja Castle Romeo to jedna z najpotężniejszych eksplozji bomb termojądrowych przeprowadzonych przez Stany Zjednoczone. Atol Bikini, 27 marca 1954, 11 megaton. (media wiki)
Eksplozja Bakera, ukazująca białą powierzchnię wody zakłóconą przez falę uderzeniową powietrza i wierzchołek wydrążonej kolumny aerozolu, która utworzyła półkulistą chmurę Wilsona. W tle wybrzeże atolu Bikini, lipiec 1946 r. (media wiki)
Eksplozja amerykańskiej bomby termojądrowej (wodorowej) „Mike” o mocy 10,4 megaton. 1 listopada 1952 (media wiki)
Operacja Greenhouse to piąta seria amerykańskich prób jądrowych i druga z nich w 1951 roku. Podczas operacji przetestowano projekty ładunków jądrowych z wykorzystaniem fuzji termojądrowej w celu zwiększenia wydajności energetycznej. Ponadto zbadano wpływ wybuchu na konstrukcje, w tym budynki mieszkalne, budynki fabryczne i bunkry. Operacja została przeprowadzona na poligonie jądrowym na Pacyfiku. Wszystkie urządzenia zostały wysadzone w powietrze na wysokich metalowych wieżach, symulując eksplozję powietrzną. Eksplozja „George”, 225 kiloton, 9 maja 1951 r. (media wiki)
Chmura w kształcie grzyba, która ma kolumnę wody zamiast nogi pyłu. Po prawej stronie widać dziurę w filarze: pancernik Arkansas zablokował rozpryski. Test „Baker”, pojemność ładunku - 23 kiloton trotylu, 25 lipca 1946 r. (media wiki)
200-metrowa chmura nad terytorium Frenchman Flat po eksplozji MET w ramach operacji Tipot, 15 kwietnia 1955 r., 22 kt. Ten pocisk miał rdzeń z rzadkiego uranu-233. (media wiki)
Krater powstał, gdy fala uderzeniowa o mocy 100 kiloton została uderzona pod pustynią 635 stóp 6 lipca 1962 r., Wypierając 12 milionów ton ziemi. 
Czas: 0s. Odległość: 0m. Zainicjowanie eksplozji detonatora jądrowego.
Czas: 0,0000001c. Odległość: 0m Temperatura: do 100 milionów °C. Początek i przebieg reakcji jądrowych i termojądrowych w ładunku. Wraz z wybuchem detonator jądrowy stwarza warunki do rozpoczęcia reakcji termojądrowych: strefa spalania termojądrowego przechodzi przez falę uderzeniową w substancji ładunkowej z prędkością około 5000 km / s (106 - 107 m / s) Około 90% neutronów uwolnionych podczas reakcji zostaje pochłoniętych przez substancję bomby, pozostałe 10% wylatuje.
Czas: 10-7c. Odległość: 0m. Do 80% lub więcej energii reagenta jest przekształcane i uwalniane w postaci miękkiego promieniowania rentgenowskiego i twardego promieniowania UV o dużej energii. Promienie rentgenowskie tworzą falę ciepła, która podgrzewa bombę, ucieka i zaczyna ogrzewać otaczające powietrze.
Czas:< 10−7c. Расстояние: 2м Temperatura: 30 milionów°C. Koniec reakcji, początek ekspansji substancji bomby. Bomba natychmiast znika z pola widzenia, a na jej miejscu pojawia się jasna świetlista kula (kula ognia), maskująca rozprzestrzenianie się ładunku. Tempo wzrostu kuli w pierwszych metrach jest bliskie prędkości światła. Gęstość substancji spada tutaj do 1% gęstości otaczającego powietrza w ciągu 0,01 sekundy; temperatura spada do 7-8 tys. °C w ciągu 2,6 sekundy, utrzymuje się przez ~5 sekund i dalej spada wraz ze wznoszeniem się ognistej kuli; ciśnienie po 2-3 sekundach spada do nieco poniżej atmosferycznego.
Czas: 1,1x10−7c. Odległość: 10m Temperatura: 6 milionów °C. Rozszerzenie widzialnej kuli do ~10 m jest spowodowane świeceniem zjonizowanego powietrza pod promieniowaniem rentgenowskim reakcji jądrowych, a następnie poprzez dyfuzję radiacyjną samego ogrzanego powietrza. Energia kwantów promieniowania opuszczających ładunek termojądrowy jest taka, że ich swobodna droga przed wychwyceniem przez cząstki powietrza jest rzędu 10 m i jest początkowo porównywalna z wielkością kuli; fotony szybko obiegają całą kulę, uśredniając jej temperaturę i wylatują z niej z prędkością światła, jonizując coraz więcej warstw powietrza, stąd ta sama temperatura i tempo wzrostu bliskie światłu. Co więcej, od wychwytu do wychwytu fotony tracą energię, a długość ich drogi zmniejsza się, wzrost kuli spowalnia.
Czas: 1,4x10−7c. Dystans: 16m Temperatura: 4 miliony °C. Na ogół od 10−7 do 0,08 sekundy następuje pierwsza faza jarzenia kuli z gwałtownym spadkiem temperatury i wydzielaniem ~1% energii promieniowania, głównie w postaci promieni UV i najjaśniejszych promieniowanie świetlne, które może uszkodzić wzrok dalekiego obserwatora bez powstawania oparzeń skóry. Oświetlenie powierzchni ziemi w tych momentach na odległościach do kilkudziesięciu kilometrów może być sto lub więcej razy większe niż słońce.
Czas: 1,7x10-7c. Dystans: 21m Temperatura: 3 miliony °C. Opary bomby w postaci maczug, gęstych grudek i strumieni plazmy, niczym tłok, sprężają powietrze przed sobą i tworzą wewnątrz kuli falę uderzeniową - wstrząs wewnętrzny, który różni się od konwencjonalnej fali uderzeniowej nieadiabatycznym, prawie właściwości izotermiczne i przy tych samych ciśnieniach kilkukrotnie większa gęstość: sprężone z uderzeniem powietrze natychmiast wypromieniowuje większość energii przez kulę, która wciąż jest przezroczysta dla promieniowania.
Na pierwszych kilkudziesięciu metrach otaczające obiekty, zanim trafi w nie ognista kula, ze względu na zbyt dużą prędkość, nie mają czasu na jakąkolwiek reakcję - nawet praktycznie się nie nagrzewają, a po wejściu do kuli pod wpływem promieniowania strumienia natychmiast odparowują.
Temperatura: 2 miliony °C. Prędkość 1000 km/s. Wraz ze wzrostem kuli i spadkiem temperatury energia i gęstość strumienia fotonów maleje, a ich zasięg (rzędu metra) nie jest już wystarczający dla prędkości zbliżonych do światła rozszerzania się frontu ognia. Ogrzana objętość powietrza zaczęła się rozszerzać i ze środka wybuchu tworzy się strumień jego cząstek. Fala termiczna w nieruchomym powietrzu na granicy kuli zwalnia. Rozprężające się ogrzane powietrze wewnątrz kuli zderza się z powietrzem nieruchomym w pobliżu jej granicy i gdzieś od 36-37 m pojawia się fala wzrostu gęstości - przyszła zewnętrzna fala uderzeniowa powietrza; wcześniej fala nie miała czasu się pojawić z powodu ogromnego tempa wzrostu kuli światła.
Czas: 0,000001 s. Dystans: 34m Temperatura: 2 miliony °C. Wstrząs wewnętrzny i opary bomby znajdują się w warstwie 8-12 m od miejsca wybuchu, szczyt ciśnienia do 17 000 MPa w odległości 10,5 m, gęstość ~4 razy większa od gęstości powietrza, prędkość ~ 100 km/s. Obszar gorącego powietrza: ciśnienie na granicy 2.500 MPa, wewnątrz obszaru do 5000 MPa, prędkość cząstek do 16 km/s. Substancja oparów bomby zaczyna pozostawać w tyle za wewnętrzną. skakać, ponieważ coraz więcej powietrza w nim bierze udział w ruchu. Gęste skrzepy i strumienie utrzymują prędkość.
Czas: 0,000034c. Dystans: 42m Temperatura: 1 milion °C. Warunki w epicentrum wybuchu pierwszej radzieckiej bomby wodorowej (400 kt na wysokości 30 m), która utworzyła krater o średnicy około 50 m i głębokości 8 m. W odległości 15 m od epicentrum lub 5-6 m od podstawy wieży z ładunkiem znajdował się żelbetowy schron o ścianach o grubości 2 m. Do umieszczenia aparatury naukowej na wierzchu przykryto dużym nasypem ziemi o grubości 8 m , zostało zniszczone.
Temperatura: 600 tys.°C. Od tego momentu charakter fali uderzeniowej przestaje być zależny od warunków początkowych wybuchu jądrowego i zbliża się do typowego dla silnego wybuchu w powietrzu, tj. takie parametry fal można było zaobserwować przy wybuchu dużej masy konwencjonalnych materiałów wybuchowych.
Czas: 0,0036 s. Dystans: 60m Temperatura: 600 tysięcy ° C. Wstrząs wewnętrzny, po przejściu całej sfery izotermicznej, dogania i łączy się z szokiem zewnętrznym, zwiększając jego gęstość i tworząc tzw. silny skok to pojedyncze czoło fali uderzeniowej. Gęstość materii w kuli spada do 1/3 atmosferycznego.
Czas: 0,014c. Dystans: 110m Temperatura: 400 tys.°C. Podobna fala uderzeniowa w epicentrum wybuchu pierwszej radzieckiej bomby atomowej o mocy 22 kt na wysokości 30 m spowodowała przesunięcie sejsmiczne, które zniszczyło imitację tuneli metra z różnego rodzaju mocowaniami na głębokościach 10 i 20 m 30 m, zwierzęta w tunelach na głębokościach 10, 20 i 30 m padły. Na powierzchni pojawiło się niepozorne zagłębienie w kształcie talerza o średnicy około 100 m. Podobne warunki panowały w epicentrum eksplozji Trinity o mocy 21 kt na wysokości 30 m utworzył się lej o średnicy 80 m i głębokości 2 m.
Czas: 0,004 s. Dystans: 135m
Temperatura: 300 tys.°C. Maksymalna wysokość wybuchu powietrza wynosi 1 Mt, aby utworzyć zauważalny lejek w ziemi. Przód fali uderzeniowej jest zakrzywiony przez uderzenia skrzepów oparów bomby:
Czas: 0,007 s. Dystans: 190m Temperatura: 200k°C. Na gładkim i jakby błyszczącym froncie oud. fale tworzą duże pęcherze i jasne plamy (kula wydaje się wrzeć). Gęstość materii w kuli izotermicznej o średnicy ~150 m spada poniżej 10% gęstości atmosferycznej.
Niemasywne obiekty wyparowują kilka metrów przed nadejściem ognia. kule („Sztuczki z liną”); ciało ludzkie od strony wybuchu będzie miało czas na zwęglenie, a całkowicie odparuje już wraz z nadejściem fali uderzeniowej.
Czas: 0,01 s. Dystans: 214m Temperatura: 200k°C. Podobna powietrzna fala uderzeniowa pierwszej radzieckiej bomby atomowej w odległości 60 m (52 m od epicentrum) zniszczyła końce pni prowadzących do symulowanych tuneli metra pod epicentrum (patrz wyżej). Każda głowica była potężną żelbetową kazamatą, przykrytą niewielkim ziemnym nasypem. Fragmenty głów wpadły do pni, te ostatnie zostały następnie zmiażdżone przez falę sejsmiczną.
Czas: 0,015 s. Dystans: 250m Temperatura: 170 tys.°C. Fala uderzeniowa silnie niszczy skały. Prędkość fali uderzeniowej jest większa niż prędkość dźwięku w metalu: teoretyczna wytrzymałość na rozciąganie drzwi wejściowych do schronu; zbiornik zapada się i wypala.
Czas: 0,028c. Dystans: 320m Temperatura: 110 tys.°C. Osoba jest rozpraszana przez strumień plazmy (prędkość fali uderzeniowej = prędkość dźwięku w kościach, ciało zapada się w pył i natychmiast się wypala). Całkowite zniszczenie najtrwalszych konstrukcji naziemnych.
Czas: 0,073c. Dystans: 400m Temperatura: 80 tys.°C. Nieregularności na kuli znikają. Gęstość substancji spada w centrum do prawie 1%, a na krawędziach izoterm. kule o średnicy ~320 m do 2% atmosfery.Na tej odległości w ciągu 1,5 s nagrzewa się do 30 000 °C i spada do 7000 °C, ~5 s utrzymuje się w temperaturze ~6500 °C i spada w ciągu 10-20 s gdy kula ognia idzie w górę.
Czas: 0,079c. Dystans: 435m Temperatura: 110 tys.°C. Całkowite zniszczenie autostrad z nawierzchnią asfaltową i betonową Minimalna temperatura promieniowania fali uderzeniowej, koniec I fazy jarzenia. Obliczono, że schron typu podziemnego, wyłożony żeliwnymi rurami i monolitycznym żelbetem, zakopany na głębokości 18 m, jest w stanie wytrzymać eksplozję (40 kt) na wysokości 30 m w minimalnej odległości 150 m (ciśnienie fali uderzeniowej rzędu 5 MPa) bez zniszczenia, 38 kt RDS-2 w odległości 235 m (ciśnienie ~1,5 MPa), uległ niewielkim deformacjom i uszkodzeniom. Przy temperaturach na froncie sprężania poniżej 80 tys.°C nowe cząsteczki NO2 już się nie pojawiają, warstwa dwutlenku azotu stopniowo zanika i przestaje zasłaniać promieniowanie wewnętrzne. Kula uderzeniowa stopniowo staje się przezroczysta i przez nią, jak przez przyciemnione szkło, przez pewien czas widoczne są maczugi oparów bomby i sfera izotermiczna; ogólnie rzecz biorąc, ognista kula jest podobna do fajerwerków. Następnie, wraz ze wzrostem przezroczystości, wzrasta intensywność promieniowania, a szczegóły rozbłyskującej kuli stają się niejako niewidoczne. Proces ten przypomina koniec ery rekombinacji i narodziny światła we Wszechświecie kilkaset tysięcy lat po Wielkim Wybuchu.
Czas: 0,1 s. Dystans: 530m Temperatura: 70 tys.C. Oddzielenie i przesunięcie czoła fali uderzeniowej od granicy ognistej kuli, jej tempo wzrostu zauważalnie spada. Rozpoczyna się druga faza jarzenia, mniej intensywna, ale o dwa rzędy wielkości dłuższa, z uwolnieniem 99% energii promieniowania wybuchu, głównie w widmie widzialnym i IR. Na pierwszych setkach metrów osoba nie ma czasu zobaczyć eksplozji i umiera bez cierpienia (czas reakcji wzrokowej osoby wynosi 0,1 - 0,3 s, czas reakcji na oparzenie 0,15 - 0,2 s).
Czas: 0,15 s. Dystans: 580m Temperatura: 65k°C. Promieniowanie ~100 000 Gy. Po człowieku pozostają zwęglone fragmenty kości (prędkość fali uderzeniowej jest rzędu prędkości dźwięku w tkankach miękkich: przez ciało przechodzi wstrząs hydrodynamiczny niszczący komórki i tkanki).
Czas: 0,25 s. Dystans: 630m Temperatura: 50 tys.°C. Promieniowanie przenikające ~40 000 Gy. Osoba zamienia się w zwęglone szczątki: fala uderzeniowa powoduje traumatyczne amputacjea pojawiające się w ułamku sekundy. ognista kula zwęgla szczątki. Całkowite zniszczenie czołgu. Całkowite zniszczenie podziemnych linii kablowych, wodociągów, gazociągów, kanałów ściekowych, studzienek. Zniszczenie podziemnych rur żelbetowych o średnicy 1,5 m, o grubości ścianki 0,2 m. Zniszczenie zapory łukowej betonowej HPP. Silne zniszczenia wieloletnich umocnień żelbetowych. Niewielkie uszkodzenia podziemnych konstrukcji metra.
Czas: 0,4 s. Dystans: 800m Temperatura: 40 tys.C. Ogrzewanie przedmiotów do 3000°C. Promieniowanie przenikliwe ~20 000 Gy. Całkowite zniszczenie wszystkich konstrukcji ochronnych obrony cywilnej (schrony) zniszczenie urządzeń ochronnych wejść do metra. Zniszczenie betonowej zapory grawitacyjnej elektrowni wodnej Bunkry stają się niezdolne do walki na odległość 250 m.
Czas: 0,73 c. Dystans: 1200m Temperatura: 17 tys.°C. Promieniowanie ~5000 Gy. Na wysokości wybuchu 1200 m nagrzewanie powietrza powierzchniowego w epicentrum przed nadejściem uderzeń. fale do 900°C. Człowiek - 100% śmierć od działania fali uderzeniowej. Zniszczenie schronów o ciśnieniu 200 kPa (typ A-III lub klasa 3). Całkowite zniszczenie bunkrów żelbetowych typu prefabrykowanego w odległości 500 m w warunkach wybuchu gruntu. Całkowite zniszczenie torów kolejowych. Maksymalna jasność drugiej fazy świecenia kuli do tego czasu uwalniała ~20% energii świetlnej
Czas: 1,4c. Dystans: 1600m Temperatura: 12k°C. Ogrzewanie przedmiotów do 200°C. Promieniowanie 500 gr. Liczne oparzenia 3-4 stopnie do 60-90% powierzchni ciała, ciężki uraz popromienny połączony z innymi urazami, śmiertelność natychmiastowa lub do 100% w pierwszej dobie. Czołg zostaje odrzucony ~10 m do tyłu i uszkodzony. Całkowite zniszczenie mostów metalowych i żelbetowych o rozpiętości 30-50 m.
Czas: 1,6 s. Dystans: 1750m Temperatura: 10 tys.°C. Promieniowanie ok. 70 gr. Załoga czołgu umiera w ciągu 2-3 tygodni na wyjątkowo ciężką chorobę popromienną. Całkowite zniszczenie budynków betonowych, żelbetowych monolitycznych (niskich) i odpornych na wstrząsy sejsmiczne 0,2 MPa, schronów wbudowanych i wolnostojących o ciśnieniu 100 kPa (typ A-IV lub klasa 4), schronów w piwnicach budynków wielorodzinnych budynki piętrowe.
Czas: 1,9 c. Dystans: 1900m Temperatura: 9 tysięcy ° C Niebezpieczne uszkodzenie osoby przez falę uderzeniową i odrzucenie do 300 m przy prędkości początkowej do 400 km / h, z czego 100-150 m (0,3-0,5 toru) to lot swobodny , a reszta dystansu to liczne rykoszety o ziemię. Promieniowanie około 50 Gy jest błyskawiczną postacią choroby popromiennej [, 100% śmiertelności w ciągu 6-9 dni. Zniszczenie schronów zabudowanych zaprojektowanych na 50 kPa. Silne zniszczenie budynków odpornych na trzęsienia ziemi. Ciśnienie 0,12 MPa i więcej - cała gęsta i rozrzedzona zabudowa miejska zamienia się w stałe blokady (poszczególne blokady łączą się w jedną ciągłą blokadę), wysokość blokad może wynosić 3-4 m. Ognista kula w tym czasie osiąga maksymalny rozmiar (D ~ 2 km), zostaje zmiażdżony od dołu przez falę uderzeniową odbitą od ziemi i zaczyna się podnosić; izotermiczna kula w nim zapada się, tworząc szybki przepływ w górę w epicentrum - przyszłej nodze grzyba.
Czas: 2,6 c. Dystans: 2200m Temperatura: 7,5 tys.C. Poważne obrażenia osoby przez falę uderzeniową. Promieniowanie ~ 10 Gy - wyjątkowo ciężka ostra choroba popromienna, zgodnie z kombinacją obrażeń, 100% śmiertelność w ciągu 1-2 tygodni. Bezpieczny pobyt w zbiorniku, w ufortyfikowanej piwnicy ze stropem żelbetowym oraz w większości schronów G. O. Zniszczenie ciężarówek. 0,1 MPa - ciśnienie projektowe fali uderzeniowej do projektowania konstrukcji i urządzeń ochronnych konstrukcji podziemnych linii płytkiego metra.
Czas: 3,8 c. Dystans: 2800m Temperatura: 7,5 tys.C. Promieniowanie 1 Gy - w pokojowych warunkach i na czas leczenia, niegroźne obrażenia popromienne, ale przy niehigienicznych warunkach i dużym stresie fizycznym i psychicznym towarzyszącym katastrofie, brakowi opieki medycznej, odżywiania i normalnego wypoczynku, nawet połowa ofiar umiera tylko od promieniowania i współistniejących chorób, a od wielkości szkód (plus urazy i oparzenia) znacznie więcej. Ciśnienie poniżej 0,1 MPa - obszary miejskie z gęstą zabudową zamieniają się w solidne zatory. Całkowite wyburzenie piwnic bez wzmocnienia konstrukcji 0,075 MPa. Średnie zniszczenie budynków odpornych na trzęsienia ziemi wynosi 0,08-0,12 MPa. Poważne uszkodzenia prefabrykowanych żelbetowych bunkrów. detonacja pirotechniczna środki techniczne.
Czas: 6c. Dystans: 3600m Temperatura: 4,5 tys.C. Średnie obrażenia wyrządzone osobie przez falę uderzeniową. Promieniowanie ~0,05 Gy - dawka nie jest niebezpieczna. Ludzie i przedmioty pozostawiają „cienie” na chodniku. Całkowite zniszczenie administracyjnych wielokondygnacyjnych budynków szkieletowych (biurowych) (0,05-0,06 MPa), schronów najprostszego typu; silne i całkowite zniszczenie masywnych konstrukcji przemysłowych. Prawie cała zabudowa miejska została zniszczona wraz z powstaniem lokalnych blokad (jeden dom - jedna blokada). Całkowite zniszczenie samochodów, całkowite zniszczenie lasu. Impuls elektromagnetyczny ~3 kV/m uderza w niewrażliwe urządzenia elektryczne. Zniszczenie jest podobne do trzęsienia ziemi o sile 10 punktów. Kula zamieniła się w ognistą kopułę, jak bańka unosząca się w górę, ciągnąc słup dymu i pyłu z powierzchni ziemi: charakterystyczny wybuchowy grzyb rośnie z początkową prędkością pionową do 500 km/h. Prędkość wiatru w pobliżu powierzchni do epicentrum wynosi około 100 km/h.
Czas: 10c. Dystans: 6400m Temperatura: 2k°C. Koniec efektywnego czasu drugiej fazy żarzenia, uwolniono ~80% całkowitej energii promieniowania świetlnego. Pozostałe 20% jest bezpiecznie oświetlone przez około minutę z ciągłym spadkiem intensywności, stopniowo gubiąc się w kłębach chmury. Zniszczenie schronów najprostszego typu (0,035-0,05 MPa). Na pierwszych kilometrach osoba nie usłyszy ryku eksplozji z powodu uszkodzenia słuchu przez falę uderzeniową. Odrzucenie człowieka przez falę uderzeniową o długości ~20 m przy prędkości początkowej ~30 km/h. Całkowite zniszczenie wielopiętrowych domów murowanych, domów panelowych, poważne zniszczenie magazynów, umiarkowane zniszczenie szkieletowych budynków administracyjnych. Zniszczenie jest podobne do trzęsienia ziemi o sile 8 punktów. Bezpieczny w prawie każdej piwnicy.
Blask ognistej kopuły przestaje być groźny, zamienia się w ognistą chmurę, która w miarę wznoszenia się zwiększa swoją objętość; rozżarzone gazy w chmurze zaczynają obracać się w wirze w kształcie torusa; gorące produkty wybuchu zlokalizowane są w górnej części chmury. Strumień zapylonego powietrza w kolumnie porusza się dwa razy szybciej niż „grzyb” się unosi, wyprzedza chmurę, przechodzi przez nią, rozchodzi się i niejako nawija na nią, jak na cewce w kształcie pierścienia.
Czas: 15c. Dystans: 7500m. Lekkie uszkodzenie osoby przez falę uderzeniową. Oparzenia trzeciego stopnia na odsłoniętych częściach ciała. Całkowite zniszczenie domów drewnianych, silne zniszczenie murowanych budynków wielokondygnacyjnych 0,02-0,03 MPa, średnie zniszczenie murowanych magazynów, wielokondygnacyjnych budynków żelbetowych, domów panelowych; słabe zniszczenia budynków administracyjnych 0,02-0,03 MPa, masywne budynki przemysłowe. Pożary samochodów. Zniszczenie jest podobne do trzęsienia ziemi o sile 6 stopni, huraganu o sile 12 stopni. do 39 m/s. „Grzyb” wyrósł do 3 km powyżej centrum wybuchu (rzeczywista wysokość grzyba jest większa o wysokość wybuchu głowicy o około 1,5 km), ma „osłonę” kondensatu pary wodnej w strumień ciepłego powietrza, który jest wciągany jak wachlarz przez chmurę do zimnych górnych warstw atmosfery.
Czas: 35c. Dystans: 14 km. Oparzenia drugiego stopnia. Papier się zapala, ciemna plandeka. Strefa ciągłych pożarów, w obszarach gęstej palnej zabudowy, możliwa burza ogniowa, tornado (Hiroszima, „Operacja Gomora”). Słabe zniszczenie budynków panelowych. Likwidacja samolotów i rakiet. Zniszczenia są podobne do trzęsienia ziemi o sile 4-5 punktów, burzy o sile 9-11 punktów V = 21 - 28,5 m/s. "Grzyb" urósł do ~5 km ognista chmura świeci coraz słabiej.
Czas: 1 min. Dystans: 22 km. Oparzenia pierwszego stopnia - śmierć jest możliwa w stroju plażowym. Zniszczenie wzmocnionego oszklenia. Wyrywanie dużych drzew. Strefa pojedynczych pożarów „Grzyb” wzniósł się na 7,5 km, chmura przestała emitować światło i ma teraz czerwonawy odcień ze względu na zawarte w niej tlenki azotu, które będą ostro wyróżniać się na tle innych chmur.
Czas: 1,5 minuty. Dystans: 35 km. Maksymalny promień zniszczenia niezabezpieczonego wrażliwego sprzętu elektrycznego przez impuls elektromagnetyczny. Prawie wszystkie zwykłe i część szyb zbrojonych w oknach zostały stłuczone - faktycznie w mroźną zimę plus możliwość skaleczenia przez latające odłamki. „Grzyb” wspiął się na 10 km, prędkość wznoszenia ~ 220 km/h. Powyżej tropopauzy chmura rozwija się głównie na szerokość.
Czas: 4 min. Dystans: 85 km. Rozbłysk jest jak duże, nienaturalnie jasne słońce w pobliżu horyzontu, może spowodować oparzenia siatkówki, przypływ ciepła do twarzy. Fala uderzeniowa, która nadeszła po 4 minutach, wciąż może powalić człowieka i wybić pojedyncze szyby w oknach. „Grzybek” pokonał ponad 16 km, prędkość wznoszenia ~140 km/h
Czas: 8 minut. Dystans: 145 km. Błysk nie jest widoczny za horyzontem, ale widoczna jest silna poświata i ognista chmura. Całkowita wysokość „grzyba” wynosi do 24 km, chmura ma 9 km wysokości i 20-30 km średnicy, a szeroką częścią „opiera się” na tropopauzie. Chmura w kształcie grzyba urosła do maksymalnych rozmiarów i jest obserwowana przez około godzinę lub dłużej, dopóki nie zostanie rozwiana przez wiatr i zmieszana ze zwykłym zachmurzeniem. Opady o stosunkowo dużych cząstkach wypadają z chmury w ciągu 10-20 godzin, tworząc ślad radioaktywny.
Czas: 5,5-13 godzin Dystans: 300-500 km. Daleka granica strefy umiarkowanej infekcji (strefa A). Poziom promieniowania na zewnętrznej granicy strefy wynosi 0,08 Gy/h; całkowita dawka promieniowania 0,4-4 Gy.
Czas: ~10 miesięcy. Efektywny czas połowicznego rozpadu substancji radioaktywnych osadza się w niższych warstwach tropikalnej stratosfery (do 21 km), opad występuje również głównie na średnich szerokościach geograficznych na tej samej półkuli, na której nastąpił wybuch.
Pomnik pierwszej próby bomby atomowej Trinity. Pomnik ten został wzniesiony w White Sands w 1965 roku, 20 lat po teście Trójcy Świętej. Tablica pamiątkowa pomnika głosi: „W tym miejscu 16 lipca 1945 r. odbyła się pierwsza na świecie próba bomby atomowej”. Kolejna tablica poniżej wskazuje, że miejsce to zostało uznane za narodowy zabytek historyczny. (Zdjęcie: Wikicommons)