قنبلة هيدروجين ،أسلحة ذات قوة تدميرية كبيرة (من أجل ميجاتون في مكافئ تي إن تي) ، يقوم مبدأها على تفاعل الاندماج الحراري النووي للنواة الخفيفة. مصادر طاقة الانفجار هي عمليات مشابهة لتلك التي تحدث في الشمس والنجوم الأخرى.

تفاعلات نووية حرارية.

في أعماق الشمس يحتوي على كمية هائلة من الهيدروجين ، والتي هي في حالة من الضغط العالي جدا في درجة حرارة تقريبا. عند درجات حرارة عالية وكثافة البلازما ، تتعرض نوى الهيدروجين لتصادمات مستمرة مع بعضها البعض ، وبعضها ينتهي باندماجها وفي النهاية تكوين نوى هيليوم أثقل. هذه التفاعلات ، التي تسمى الانصهار الحراري النووي ، مصحوبة بإطلاق كميات هائلة من الطاقة. وفقًا لقوانين الفيزياء ، يعود إطلاق الطاقة أثناء الاندماج الحراري النووي إلى حقيقة أنه مع تكوين نواة أثقل ، يتحول جزء من كتلة النوى الخفيفة التي أصبحت جزءًا منها إلى كمية هائلة من الطاقة. وهذا هو السبب في أن الشمس ، التي تمتلك كتلة هائلة ، في عملية الانصهار الحراري النووي ، تفقد ما يقرب من ذلك. 100 مليار طن من المادة وتحرر الطاقة ، وبفضل ذلك أصبحت الحياة على الأرض ممكنة.

نظائر الهيدروجين.

ذرة الهيدروجين هي أبسط جميع الذرات الموجودة. وتتكون من بروتون واحد ، وهو النواة التي يدور حولها إلكترون واحد. أظهرت الدراسات الدقيقة للمياه (H 2 O) أنه يوجد فيها كمية ضئيلة من الماء "الثقيل" المحتوي على "نظير ثقيل" للهيدروجين - الديوتريوم (2H). تتكون نواة الديوتريوم من بروتون ونيوترون - جسيم محايد ، قريب من الكتلة إلى بروتون.

يوجد نظير ثالث للهيدروجين - التريتيوم ، يحتوي قلبه على بروتون واحد ونيوترونين. التريتيوم غير مستقر ويخضع للإضمحلال الإشعاعي العفوي ، ليصبح نظيراً للهيليوم. تم العثور على آثار التريتيوم في الغلاف الجوي للأرض ، حيث تتشكل نتيجة تفاعل الأشعة الكونية مع جزيئات الغاز التي تشكل الهواء. يتم إنتاج التريتيوم بشكل مصطنع في مفاعل نووي ، يشع نظائر الليثيوم 6 مع تيار من النيوترونات.

تطوير القنبلة الهيدروجينية.

أظهر تحليل نظري أولي أن الاندماج الحراري النووي يتم إنجازه بسهولة أكبر في خليط من الديوتيريوم والتريتيوم. مع أخذها كأساس ، في أوائل خمسينيات القرن العشرين ، بدأ العلماء الأمريكيون مشروعًا لإنشاء قنبلة هيدروجينية (HB). وأجريت الاختبارات الأولى لجهاز نووي نموذجي في موقع إنفيتوك في ربيع عام 1951 ؛ كان الاندماج الحراري النووي جزئيًا فقط. تم تحقيق نجاح كبير في 1 نوفمبر 1951 ، عندما تم اختبار جهاز نووي ضخم ، بقوة انفجار بلغت 8 8 طن متري في مكافئ ثلاثي الأوتيل.

تم تفجير أول قنبلة هيدروجينية في الاتحاد السوفياتي في 12 أغسطس 1953 ، وفي 1 مارس 1954 ، في جزيرة بيكيني ، فجر الأمريكيون قنبلة أكثر قوة (حوالي 15 مليون طن). ومنذ ذلك الحين ، قامت كلتا القوتين بانفجار نماذج محسنة لأسلحة الميغونات.

ورافق الانفجار على Bikini Atoll بالإفراج عنه عدد كبير   المواد المشعة. سقط بعضها على بعد مئات الكيلومترات من موقع الانفجار على سفينة الصيد اليابانية "Happy Dragon" ، بينما غطت الأخرى جزيرة Rongelap. وبما أن الهيليوم المستقر يتشكل نتيجة للاندماج الحراري النووي ، فإن النشاط الإشعاعي في انفجار قنبلة هيدروجينية بحتة يجب ألا يكون أكثر من تفجير نووي ؛ رد فعل نووي. ومع ذلك ، في الحالة قيد النظر ، اختلف التداعيات المتوقعة والفعلية بشكل كبير في الكمية والتركيب.

آلية عمل القنبلة الهيدروجينية.

يمكن تمثيل تسلسل العمليات التي تحدث أثناء انفجار قنبلة هيدروجينية على النحو التالي. أولاً ، ينفجر البادئ الحراري النووي (وهو قنبلة ذرية صغيرة) داخل قذيفة HB ، مما يؤدي إلى وميض نيوتروني وارتفاع درجة الحرارة المطلوبة لبدء الاندماج الحراري النووي. النيوترونات تقصف بطانة الليثيوم ديوتريدي - مركب ديوتيريوم - الليثيوم (يتم استخدام نظير الليثيوم مع عدد كبير من 6). ينقسم الليثيوم 6 تحت تأثير النيوترونات إلى هيليوم وتريتيوم. وهكذا ، فإن الصمامات الذرية تخلق المواد اللازمة للتوليف مباشرة في القنبلة الأكثر قدرة.

ثم يبدأ التفاعل الحراري النووي في خليط الديوتيريوم مع التريتيوم ، ترتفع درجة الحرارة داخل القنبلة بسرعة ، والتي تنطوي على المزيد والمزيد من الهيدروجين في التوليف. مع زيادة أخرى في درجة الحرارة ، يمكن أن يبدأ التفاعل بين نوى الديوتيريوم ، وهي خاصية قنبلة هيدروجينية بحتة. جميع ردود الفعل ، بطبيعة الحال ، والمضي قدما بسرعة بحيث ينظر إليها على أنها لحظية.

شعبة ، توليف ، وتقسيم (superbomb).

في الواقع ، في قنبلة ، ينتهي التسلسل الموصوف أعلاه من العمليات في مرحلة تفاعل الديوتيريوم مع التريتيوم. علاوة على ذلك ، اختار مصممو القنابل ألا يستخدموا الاندماج النووي ، ولكن لتقسيمهم. ونتيجة لتوليف نوات الدوتيريوم والتريتيوم ، يتشكل الهيليوم والنيوترونات السريعة ، التي تكون طاقتها كبيرة بما يكفي لتسبب انشطار نواة اليورانيوم 238 (النظير الرئيسي لليورانيوم ، وهو أرخص بكثير من اليورانيوم 235 ، المستخدم في القنابل الذرية التقليدية). تقسيم النيوترونات السريعة ذرات قشرة اليورانيوم من القنبلة الفائقة. إن تقسيم طن واحد من اليورانيوم يولد طاقة تعادل 18 متراً. لا تذهب الطاقة إلى الانفجار والحرارة فقط. يتم تقسيم كل نواة اليورانيوم إلى "شظايا" مشعة للغاية. وتشمل المنتجات الانشطارية 36 مادة كيميائية مختلفة ونحو 200 نظائر مشعة. كل هذا يشكل العواقب الإشعاعية المصاحبة لتفجيرات القنابل الفائقة.

بفضل التصميم الفريد وآلية العمل الموصوفة ، يمكن جعل هذا النوع من الأسلحة قويًا بشكل تعسفي. إنها أرخص بكثير من القنابل الذرية لنفس القوة.

عواقب الانفجار.

موجة الصدمة وتأثير الحرارة.

التأثير المباشر (الأساسي) لانفجار القنبلة العظمى هو ثلاثة أضعاف الطبيعة. أكثر الآثار المباشرة وضوحا هي موجة الصدمة ذات الكثافة الهائلة. ويقل أثره ، اعتماداً على قوة القنبلة ، وارتفاع الانفجار فوق الأرض وطبيعة التضاريس ، مع المسافة من مركز الانفجار. يتم تحديد التأثير الحراري للانفجار من خلال نفس العوامل ، ولكن بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يعتمد على شفافية الهواء - يقلل الضباب بشكل كبير من المسافة التي يمكن أن يسبب فيها السخونة الحرارية حروقًا خطيرة.

وفقا لحسابات ، إذا حدث انفجار في الغلاف الجوي لقنبلة 20 megaton ، فإن الناس سيعيشون 50٪ من الوقت إذا كانوا 1) يختبئون في ملجأ تحت الأرض من الخرسانة المسلحة على مسافة حوالي 8 كيلومترات من مركز الانفجار (EV) ، 2) في المباني الحضرية العادية على مسافة تقريبا . 15 كم من EV ، 3) كانت في منطقة مفتوحة على مسافة تقريبا. 20 كم من EV. في ظروف ضعف الرؤية وعلى مسافة لا تقل عن 25 كم ، إذا كان الجو نظيفًا ، بالنسبة للأشخاص في المناطق المفتوحة ، فإن احتمال البقاء على قيد الحياة يزداد بسرعة مع المسافة من مركز الزلزال ؛ على مسافة 32 كم ، القيمة المحسوبة أكثر من 90٪. فالمنطقة التي يتسبب فيها الإشعاع الخارق الذي ينتج أثناء انفجار يسبب نتيجة قاتلة صغيرة نسبيا حتى في حالة القنبلة الفائقة ذات القدرة العالية.

كرة نارية.

واعتمادًا على تركيبة وكتلة المواد القابلة للاحتراق الداخلة في كرة النار ، يمكن أن تتشكل أعاصير حرائق عملاقة مستدامة ذاتياً وتستمر لعدة ساعات. ومع ذلك ، فإن أخطر العواقب (وإن كانت ثانوية) للانفجار هي التلوث الإشعاعي للبيئة.

في أواخر الثلاثينيات من القرن العشرين ، تم بالفعل اكتشاف أنماط من الانقسام والانحلال في أوروبا ، وتحولت القنبلة الهيدروجينية إلى حقيقة من فئة الخيال. إن تاريخ تطوير الطاقة النووية مثير للاهتمام ولا يزال يمثل منافسة مثيرة بين الإمكانات العلمية للدول: ألمانيا النازية والاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة الأمريكية. القنبلة الأكثر قوة التي حلمت بها أي دولة امتلاكها لم تكن سلاحًا فحسب ، بل إنها أداة سياسية قوية أيضًا. في الواقع ، أصبحت الدولة التي كانت تملكها في ترسانتها ، سلطة مطلقة ويمكنها إملاء قواعدها.

لها تاريخها الخاص في الخلق ، والذي كان مبنياً على القوانين الفيزيائية ، وهي العملية النووية الحرارية. في البداية ، كان يطلق عليها بشكل خاطئ ذرية ، وكانت الأمية هي المسؤولة عن ذلك. في عام 1938 ، عمل العالم بيت ، الذي أصبح فيما بعد الحائز على جائزة نوبل ، على مصدر صناعي للطاقة - تقسيم اليورانيوم. هذه المرة كانت ذروة النشاط العلمي للعديد من الفيزيائيين ، وكان هناك رأي في ذلك أن الأسرار العلمية لا يجب أن توجد على الإطلاق ، لأن قوانين العلم كانت في الأصل دولية.

نظريا ، تم اختراع القنبلة الهيدروجينية ، ولكن الآن بمساعدة المصممين ، كان عليها الحصول على أشكال فنية. بقي فقط لحزمه في وعاء معين واختبار القوة. هناك اثنان من العلماء الذين سوف ترتبط أسماءهم إلى الأبد بخلق هذا السلاح القوي: في الولايات المتحدة الأمريكية - وفي الاتحاد السوفييتي - أندريه ساخاروف.

مرة أخرى في عام 1942 ، بدأ الفيزيائي إدوارد تيلر العمل على مشكلة حرارية نووية في الولايات المتحدة. بأمر من هاري ترومان ، في ذلك الوقت كان رئيس الولايات المتحدة ، أفضل علماء البلاد يعمل على هذه المشكلة ، أنشأوا سلاح تدمير جديد جوهريًا. علاوة على ذلك ، كان أمر الحكومة على قنبلة بسعة لا تقل عن مليون طن من مادة تي إن تي. قنبلة هيدروجينية   تم إنشاء Teller وأظهر الإنسانية في هيروشيما وناغازاكي قدراتها غير محدودة ، ولكن المدمرة.

أسقطت قنبلة على هيروشيما وزنها 4.5 طن بمحتوى يورانيوم 100 كجم. هذا الانفجار يقابل ما يقرب من 12500 طن من مادة تي ان تي. ومحت ناغازاكي قنبلة بلوتونيوم من نفس الكتلة ، لكنها تعادل بالفعل 20 ألف طن من مادة تي إن تي.

قدم الأكاديمي السوفياتي المستقبلي A. ساخاروف في عام 1948 ، استنادا إلى بحثه ، بناء قنبلة هيدروجينية تحت اسم RDS-6. ذهب بحثه على طول فرعين: الأول كان يحمل اسم "النفخة" (RDS-6s) ، وكانت ميزته هي الشحنة الذرية ، التي كانت محاطة بطبقات من العناصر الثقيلة والخفيفة. الفرع الثاني هو "الأنابيب" أو (RDS-6t) ، حيث كانت قنبلة البلوتونيوم في الديوتريوم السائل. في وقت لاحق ، تم إجراء اكتشاف مهم للغاية ، والتي أثبتت أن اتجاه "الأنابيب" هو طريق مسدود.

إن مبدأ تشغيل القنبلة الهيدروجينية هو كما يلي: أولاً ، تنفجر الشحنة التي تبدأ التفاعل الحراري النووي داخل غلاف HB ، نتيجةً لوجود فلاش نيوتروني. في هذه الحالة ، تكون العملية مصحوبة بالإفراج عن درجة حرارة عالية ، وهو أمر ضروري لمزيد من النيوترونات التي تبدأ في قذف بطانة الليثيوم ديوتيد ، وبدورها ، تحت الإجراء المباشر للنيوترونات ، تنقسم إلى عنصرين: التريتيوم والهيليوم. تستخدم الصمامات الذرية المكونات اللازمة لمسار التركيب في قنبلة تم تفعيلها بالفعل. هنا هو مثل هذا المبدأ الصعب للقنبلة الهيدروجينية. بعد هذا الإجراء الأولي يبدأ مباشرة في خليط من الديوتيريوم والتريتيوم. في هذا الوقت ، تزداد درجة الحرارة في القنبلة أكثر وأكثر ، وتشارك كمية متزايدة من الهيدروجين في التوليف. إذا كنت تتبع الدورة الزمنية لهذه التفاعلات ، فيمكن وصف سرعة عملها على أنها لحظية.

في وقت لاحق ، بدأ العلماء في استخدام لا الانصهار من النوى ، ولكن تقسيمها. عند تقسيم طن واحد من اليورانيوم ، يتم إنشاء طاقة تعادل 18 مليون طن. مثل هذه القنبلة لديها قوة هائلة. أقوى قنبلة صنعتها البشرية تنتمي إلى اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. حتى أنها دخلت في موسوعة غينيس للأرقام القياسية. كانت موجة الانفجار لديها تساوي 57 (تقريباً) من الميغاتون من مادة TNT. تم تفجيره في عام 1961 في منطقة الأرخبيل الأرض الجديدة.

القوة المدمرة التي لا تنجح في منع الانفجار. ما هي أقوى قنبلة في العالم؟ للإجابة على هذا السؤال ، تحتاج إلى فهم ميزات بعض القنابل.

ما هي القنبلة؟

تعمل محطات الطاقة النووية على مبدأ إطلاق وتكبيل الطاقة النووية. هذه العملية يتم التحكم فيها بالضرورة. الطاقة المحررة تذهب إلى الكهرباء. تؤدي القنبلة الذرية إلى حقيقة أن التفاعل المتسلسل يحدث ، وهو خارج عن السيطرة تماما ، وأن كمية هائلة من الطاقة تتسبب في تدمير رهيب. إن اليورانيوم والبلوتونيوم ليسا عناصر غير ضارة في الجدول الدوري ؛ فهي تؤدي إلى كوارث عالمية.

القنبلة الذرية

لفهم ما هي أقوى قنبلة ذرية على كوكب الأرض ، تعلم المزيد عن كل شيء. ترتبط الهيدروجين والقنابل الذرية بالطاقة الذرية. إذا جمعت بين قطعتين من اليورانيوم ، لكن كل كتلة سيكون لها كتلة أقل من الحرجة ، فإن هذا "الاتحاد" سوف يتجاوز بكثير الكتلة الحرجة. ويشارك كل نيوترون في التفاعل المتسلسل ، لأنه يقسم النواة ويطلق نيوترونات أخرى من 3 إلى 3 نيوترين ، مما يسبب تفاعلات جديدة للضمحلال.

قوة النيوترون خارجة تماما عن السيطرة على الإنسان. في أقل من ثانية ، لا تتسبب مئات المليارات من حالات التفسخ التي تم تكوينها حديثًا في إطلاق كمية هائلة من الطاقة فحسب ، بل تصبح أيضًا مصدرًا للإشعاع الأقوى. يغطي هذا المطر المشع الأرض والحقول والنباتات وجميع الكائنات الحية بطبقة سميكة. إذا تحدثنا عن الكوارث في هيروشيما ، يمكنك أن ترى أن 1 غرام تسبب في 200 ألف حالة وفاة.

مبدأ التشغيل ومزايا القنبلة الفراغية

ويعتقد أن القنبلة الفراغية ، التي أحدثتها أحدث التقنيات ، يمكن أن تتنافس مع القنبلة النووية. والحقيقة هي أنه بدلاً من مادة تي إن تي ، يتم استخدام مادة غازية هنا ، وهي أقوى بعدة عشرات من المرات. قنبلة جوية عالية القوة هي أقوى قنبلة فراغية في العالم لا تنتمي إلى أسلحة نووية. يمكن أن تدمر العدو ، ولكن في الوقت نفسه لن تعاني المنازل والمعدات ، ولن تكون هناك منتجات تسوس.

ما هو مبدأ عملها؟ مباشرة بعد أن ينفجر من مهاجم ، يتم تشغيل مفجر على مسافة معينة من الأرض. دمر الهيكل ورش سحابة ضخمة. عندما يختلط مع الأكسجين ، فإنه يبدأ في اختراق أي مكان - في المنازل ، والمخابئ ، والملاجئ. ينتج عن حرق الأوكسجين فراغًا في كل مكان. عندما يتم إسقاط هذه القنبلة ، يتم إنتاج موجة أسرع من الصوت ويتم تشكيل درجة حرارة عالية جدا.

اختلاف التفجير القنبلة الأمريكية من الروسية

الاختلافات هي أن هذا الأخير يمكن أن يدمر العدو ، حتى في المخبأ ، بمساعدة رأس حربي مناسب. أثناء انفجار في الهواء ، يسقط الرأس الحربي ويضرب الأرض بقوة ، ويختبئ على عمق 30 متراً. بعد الانفجار ، يتم تشكيل سحابة ، والتي ، في الحجم المتزايد ، يمكن أن تخترق الملاجئ وتنفجر هناك. إن الرؤوس الحربية الأمريكية محشوة بـ TNT العادي ، وبالتالي فهي تدمر المباني. قنبلة فراغية تدمر جسمًا معينًا ، نظرًا لأن قطرها أصغر. لا يهم أي قنبلة هي الأقوى - أي واحد منهم يوجه ضربة مدمرة غير متوافقة لجميع الكائنات الحية.

قنبلة هيدروجينية

قنبلة هيدروجينية - مخيف آخر سلاح نووي. إن تركيبة اليورانيوم والبلوتونيوم لا تولد الطاقة فحسب ، بل الحرارة أيضا ، التي ترتفع إلى مليون درجة. تتجمع نظائر الهيدروجين لتشكل نواة الهيليوم ، مما يخلق مصدراً للطاقة الضخمة. أقوى قنبلة هيدروجينية هي حقيقة لا يمكن إنكارها. يكفي فقط أن نتصور أن انفجارها يساوي تفجيرات 3000 قنبلة ذرية في هيروشيما. في كل من الولايات المتحدة و الاتحاد السوفياتي السابق   يمكنك الاعتماد على 40 ألف قنبلة من الطاقة المختلفة - النووية والهيدروجينية.

إن انفجار مثل هذه الذخيرة يشبه العمليات التي تتم ملاحظتها داخل الشمس والنجوم. قامت النيوترونات السريعة بسرعة كبيرة بتقسيم قذائف اليورانيوم للقنبلة نفسها. لا يتم إطلاق الحرارة فحسب ، ولكن أيضا تداعيات إشعاعية. يتكون من ما يصل إلى 200 نظائر. إن إنتاج مثل هذه الأسلحة النووية أرخص من الذرة ، ويمكن تعزيز تشغيلها عدة مرات. هذه هي أقوى قنبلة انفجرت في الاتحاد السوفيتي في 12 أغسطس 1953.

آثار الانفجار

نتيجة انفجار قنبلة الهيدروجين ثلاثية في طبيعتها. أول شيء يحدث - هناك موجة انفجار قوية. تعتمد قوته على ارتفاع الانفجار ونوع التضاريس ، بالإضافة إلى درجة شفافية الهواء. يمكن أن تتشكل أعاصير حرائق كبيرة لا تهدأ لعدة ساعات. ومع ذلك فإن النتيجة الثانوية والأخطر التي يمكن أن تسببها أقوى قنبلة نووية حرارية هي الإشعاع الإشعاعي وتلوث المنطقة المحيطة بها لفترة طويلة.

البقايا المشعة بعد انفجار قنبلة الهيدروجين

أثناء الإنفجار ، تحتوي كرة النار على العديد من الجسيمات المشعة الصغيرة جداً التي تبقى في طبقة الغلاف الجوي للأرض وتبقى هناك لفترة طويلة. في اتصال مع الأرض ، تخلق كرة النار هذه غبارًا أحمر حارًا يتكون من جزيئات الاضمحلال. أولا يستقر واحد كبير ، ثم واحد أخف ، والذي يحمل مئات الكيلومترات من الرياح. يمكن رؤية هذه الجسيمات بالعين المجردة ، على سبيل المثال ، يمكن رؤية مثل هذا الغبار على الثلج. إنه قاتل إذا كان شخص ما قريبًا. يمكن أن تكون أصغر الجسيمات في الغلاف الجوي لسنوات عديدة وهكذا "السفر" ، تحلق حول الكوكب بأكمله عدة مرات. إشعاعها الإشعاعي سيصبح أضعف في الوقت الذي تسقط فيه كترسيب.

إن انفجارها يمكن أن يمحو موسكو من على وجه الأرض في غضون ثوان. كان مركز المدينة يتبخر بسهولة بالمعنى الحرفي للكلمة ، وكل شيء آخر يمكن أن يتحول إلى أصغر الأنقاض. أقوى قنبلة في العالم سوف تمحى نيويورك مع كل ناطحات السحاب. بعده كان سيبقى فوهة ناعمة ذابت 20 كم. مع مثل هذا الانفجار ، لم يكن من الممكن الهروب من خلال الذهاب إلى أسفل المترو. وسيتم تدمير المنطقة بأكملها داخل دائرة نصف قطرها 700 كيلومتر وإصابتها بجزيئات مشعة.

انفجار "القنبلة القيادية" - أن تكون أو لا تكون؟

في صيف عام 1961 ، قرر العلماء اختبار ومراقبة الانفجار. كان من المفترض أن تنفجر أقوى قنبلة في العالم في موقع الاختبار الواقع في شمال روسيا. مساحة ضخمة من مكب النفايات تحتل كامل أراضي جزيرة Novaya Zemlya. كان مقياس الهزيمة 1000 كيلومتر. مع الانفجار ، يمكن أن تبقى مثل هذه المراكز الصناعية مثل فوركوتا ودودنكا ونوريلسك. استولى العلماء ، بعد استيعابهم لحجم الكارثة ، على رؤوسهم وأدركوا أن الاختبار قد ألغي.

أماكن لاختبار الشهير ولا يصدق قنبلة قوية   لم يكن هناك مكان في العالم ، بقيت القارة القطبية الجنوبية وحدها. لكن في القارة الجليدية فشلت في إجراء تفجير ، لأن الإقليم يعتبر دوليًا والحصول على إذن لمثل هذه الاختبارات هو ببساطة غير واقعي. اضطررت لتقليل شحن هذه القنبلة مرتين. ومع ذلك ، تم تفجير القنبلة في 30 أكتوبر 1961 في نفس المكان - على جزيرة Novaya Zemlya (على ارتفاع حوالي 4 كيلومترات). خلال الانفجار ، لوحظ وجود فطر هائل ضخم ، ارتفع على ارتفاع 67 كلم ، ودارت موجة الصدمة حول الكوكب ثلاث مرات. بالمناسبة ، في متحف Arzamas-16 ، في مدينة ساروف ، يمكنك مشاهدة الأخبار من الانفجار في الرحلات ، على الرغم من أنهم يدعون أن هذا المشهد ليس لضعاف القلوب.

قنبلة هيدروجينية

أسلحة حرارية نووية   - نوع أسلحة الدمار الشامل ، التي تستند قوتها التدميرية على استخدام طاقة تفاعل التوليف النووي للعناصر الضوئية في أثقلها (على سبيل المثال ، تخليق نواتين من ذرات الديوتيريوم (الهيدروجين الثقيل) في نواة واحدة من ذرة الهيليوم) ، والتي يتم فيها إطلاق كمية هائلة من الطاقة. بوجود نفس العوامل المدمرة مثل الأسلحة النووية ، تمتلك الأسلحة النووية الحرارية قوة انفجار أكبر بكثير. من الناحية النظرية ، يقتصر فقط على عدد المكونات المتاحة. تجدر الإشارة إلى أن التلوث الإشعاعي الناجم عن انفجار حراري نووي هو أضعف بكثير من التلوث الذري ، خاصة فيما يتعلق بقوة الانفجار. وقد أعطى هذا سبب استدعاء الأسلحة الحرارية النووية "نظيفة". هذا المصطلح ، الذي ظهر في الأدب الإنجليزي ، في نهاية السبعينيات كان خارج الاستخدام.

وصف عام

يمكن بناء جهاز التفجير الحراري ، كما هو الحال مع استخدام الدوتريوم السائل ، والغاز المضغوط. لكن المظهر أسلحة حرارية نووية   أصبح ممكنا فقط بسبب متنوعة هيدريد الليثيوم - الليثيوم - 6 deuteride. هذا المركب هو نظير كثيف للهيدروجين - الديوتريوم ونظائر الليثيوم مع عدد هائل من 6.

الليثيوم - 6 ديوتريد هو مادة صلبة تسمح لك بتخزين الديوتيريوم (الحالة الطبيعية التي يكون فيها الغاز الطبيعي في الظروف العادية) في درجات حرارة موجبة ، وبالإضافة إلى ذلك ، مكونه الثاني ، الليثيوم 6 ، هو المادة الخام لإنتاج أكثر نظائر الهيدروجين ناقصًا ، التريتيوم. في الواقع ، 6 Li هو المصدر الصناعي الوحيد للحصول على التريتيوم:

في الذخائر النووية النووية الأمريكية في وقت مبكر ، كان يستخدم أيضا ديوتيد الليثيوم الطبيعي ، يحتوي أساسا على نظير الليثيوم مع عدد كبير من 7. كما أنه يعمل كمصدر للتريتيوم ، ولكن لهذا يجب أن يكون للنيوترونات المشاركة في التفاعل طاقة من 10 MeV وأعلى.

من أجل خلق النيوترونات ودرجة الحرارة اللازمة لبدء تفاعل نووي حراري (حوالي 50 مليون درجة) ، تنفجر قنبلة ذرية صغيرة لأول مرة في قنبلة هيدروجينية. ويرافق الانفجار ارتفاع حاد في درجة الحرارة ، والإشعاع الكهرومغناطيسي ، فضلا عن ظهور تدفق نيوتروني قوي. نتيجة لتفاعل النيوترونات مع نظير الليثيوم ، يتم تكوين التريتيوم.

وجود الديوتيريوم والتريتيوم في درجات حرارة عالية للانفجار القنبلة الذرية يبدأ تفاعل نووي حراري (234) ، والذي يعطي الإطلاق الرئيسي للطاقة في انفجار قنبلة هيدروجينية (حرارية نووية). إذا كانت حالة القنبلة مصنوعة من اليورانيوم الطبيعي ، فإن النيوترونات السريعة (التي تحمل 70٪ من الطاقة المنطلقة خلال التفاعل (242)) تتسبب في حدوث تفاعل انشطاري غير متسلسل سلسلة جديدة فيه. هناك مرحلة ثالثة من انفجار قنبلة هيدروجينية. خلق بالمثل انفجار حراري نووي   قوة غير محدودة عمليا.

عامل إضافي ضار هو الإشعاع النيوتروني الذي يحدث في وقت انفجار قنبلة الهيدروجين.

جهاز الذخيرة النووية الحرارية

توجد ذخائر حرارية نووية كما في شكل قنابل جوية ( هيدروجين   أو قنبلة نووية حرارية) ، والرؤوس الحربية للقذائف البالستية والرحلات البحرية.

تاريخ

الاتحاد السوفييتي

كان المشروع السوفييتي الأول لجهاز الانصهار يشبه كعكة الطبقة ، التي حصل معها على الاسم الرمزي "Puff". تم تطوير المشروع في عام 1949 (حتى قبل اختبار أول السوفيت قنبلة نووية) Andrei Sakharov و Vitaly Ginzburg وكان لهما تهم مختلفة عن نظام Teller-Ulam المنفصل. في المقابل ، طبقات من المواد الانشطارية تتناوب مع طبقات من الوقود التخليقي - ديوتيد الليثيوم الممزوج بالتريتيوم ("فكرة ساخاروف الأولى"). إن شحنة التوليف ، التي تقع حول شحنة القسمة ، زادت بشكل غير فعال من القوة الكلية للجهاز (يمكن للأجهزة الحديثة مثل Teller-Ulam أن تعطي عامل تكاثر يصل إلى 30 مرة). وبالإضافة إلى ذلك ، كانت مناطق رسوم الانشطار والتخليق تتخللها متفجرات تقليدية ، هي البادئ في التفاعل الانشطاري الأساسي ، مما أدى إلى زيادة الكتلة المطلوبة من المتفجرات التقليدية. تم اختبار الجهاز الأول من نوع "Sloyka" في عام 1953 ، بعد أن تلقى الاسم في الغرب "Jo-4" (أول السوفياتي اختبارات نووية   تلقى أسماء رمز من جوزيف جوزيف (جوزيف) ستالين لقب أمريكي "العم جو"). كانت قوة الانفجار تعادل 400 كيلو طن بكفاءة 15-20٪ فقط. وأظهرت الحسابات أن انتشار المواد غير المتفاعلة يمنع زيادة الطاقة التي تزيد على 750 كيلو طن.

بعد أن أجرت الولايات المتحدة اختبار Ivy Mike في نوفمبر 1952 ، والذي أثبت إمكانية إنشاء قنابل megaton ، بدأ الاتحاد السوفييتي في تطوير مشروع آخر. وكما ذكر أندريه ساخاروف في مذكراته ، فإن "الفكرة الثانية" قد تقدمت بها جينزبورغ في نوفمبر 1948 واقترحت استخدام الليثيوم ديوتيد في قنبلة ، والتي ، عندما يتم تشعيعها بالنيوترونات ، تشكل التريتيوم وتطلق الدوتريوم.

في نهاية عام 1953 ، اقترح الفيزيائي فيكتور دافدينكو على ترتيب الرسوم الأولية (القسمة) والثانوية (التوليف) في مجلدات منفصلة ، وبالتالي تكرار نظام تيلر أولام. الخطوة الكبيرة التالية تم اقتراحها وتطويرها من قبل ساخاروف وياكوف زلدوفيتش في ربيع عام 1954. كان يعتزم استخدام الأشعة السينية من تفاعل الانشطارية لضغط الليثيوم ديوتريد قبل التوليف ("الانفجار الإشعاعي"). تم اختبار "فكرة ثالثة" ساخاروف خلال اختبارات RDS-37 بسعة 1.6 ميغاطن في نوفمبر 1955. وأكد مزيد من تطوير هذه الفكرة عدم وجود قيود أساسية على قوة الرسوم الحرارية النووية.

وقد أظهر الاتحاد السوفييتي هذا الأمر بإجراء اختبارات في أكتوبر 1961 ، عندما تم تفجير قنبلة 50 ميجا طن ، تم تسليمها بواسطة قاذفة Tu-95 ، في نوفايا زيمليا. بلغت كفاءة الجهاز 97٪ تقريبًا ، وتم تصميمها في البداية بسعة 100 ميغاطن ، والتي تم تخفيضها لاحقًا بقرار قوي من إدارة المشروع بمقدار النصف. كان أقوى جهاز حراري نووي تم تطويره واختباره على الأرض. قوي جدا أن استخدامه العملي كسلاح فقد كل المعنى ، حتى مع الأخذ في الاعتبار أنه قد تم اختباره بالفعل في شكل قنبلة منتهية.

الولايات المتحدة

اقترح انريكو فيرمي فكرة الاندماج النووي الناجم عن الشحنة الذرية إلى زميله إدوارد تيلر في عام 1941 ، في بداية مشروع مانهاتن. خلال مشروعه في مانهاتن ، كرس تيلير الكثير من عمله لتصميم قنبلة تركيبية ، مما أهمل القنبلة الذرية نفسها. تركيزه على الصعوبات وموقف "داعية الشيطان" في مناقشة المشاكل أجبر أوبنهايمر على قيادة تيلير وغيرها من الفيزيائيين "المشكلة" على انحيازهم.

أولى الخطوات المهمة والمفاهيمية لتنفيذ المشروع التجميعي قام بها موظف تيلير ستانيسلاف أولام. لبدء الاندماج الحراري النووي ، اقترح أولام لضغط الوقود النووي الحراري قبل تسخينه ، وذلك باستخدام عوامل التفاعل الانشطاري الأساسي ، وكذلك لوضع تهمة حراري نووي منفصلة عن المكون النووي الأساسي للقنبلة. جعلت هذه المقترحات من الممكن ترجمة تطوير الأسلحة النووية الحرارية إلى مستوى عملي. على هذا الأساس ، اقترح تيلير أن الأشعة السينية وأشعة غاما الناتجة عن انفجار أولي يمكن أن ينقلان طاقة كافية إلى مكون ثانوي موجود في قشرة شائعة مع قشرة أساسية من أجل تحقيق الانفجار (الانضغاط) الكافي والشروع في تفاعل نووي حراري. في وقت لاحق Teller ، ناقش أنصاره والخصوم مساهمته Ulam في النظرية الكامنة وراء هذه الآلية.

دائمًا ما تؤدي الطموحات الجيوسياسية للقوى الكبرى إلى سباق تسلح. لقد أعطى تطوير التكنولوجيات العسكرية الجديدة مزايا هذا البلد أو ذاك على حساب الآخرين. لذلك اقترب الجنس البشري من القفزات والسرعات من ظهور سلاح فظيع - قنبلة نووية. من أي تاريخ ذهب تقرير العصر الذري ، كم عدد الدول على كوكبنا تمتلك إمكانات نووية وما هو الفرق الأساسي بين قنبلة هيدروجينية وقنبلة ذرية؟ يمكنك العثور على الإجابة على هذه الأسئلة وغيرها من خلال قراءة هذه المقالة.

ما الفرق بين القنبلة الهيدروجينية والقنبلة النووية؟

أي سلاح نووي على أساس التفاعل intranuclearوقوتها قادرة على تدمير كل من عدد كبير من الوحدات السكنية والمعدات ، وجميع أنواع المباني والهياكل. النظر في تصنيف الرؤوس الحربية النووية الموجودة في الخدمة في بعض البلدان:

• قنبلة نووية (ذرية).في عملية التفاعل النووي وتقسيم البلوتونيوم واليورانيوم ، هناك إطلاق للطاقة ذات أبعاد هائلة. عادة في رأس حربي واحد من شحنتين من البلوتونيوم من نفس الكتلة ، والتي تنفجر من بعضها البعض.
• هيدروجين (حراري نووي) قنبلة.يتم إطلاق الطاقة على أساس توليفة نوى الهيدروجين (ومن هنا جاءت التسمية). كثافة الموجة الصدمية ومقدار الطاقة المفرج عنها تتفوق على ذرة واحدة عدة مرات.

ما هو أكثر قوة: قنبلة نووية أو هيدروجينية؟

في حين حير العلماء حول كيفية استخدام الطاقة الذرية التي تم الحصول عليها في عملية تخليق الهيدروجين النووي لأغراض سلمية ، فقد أجرى الجيش بالفعل أكثر من اثني عشر اختبارًا. اتضح ذلك تهمة في عدة ميغاطن من القنبلة الهيدروجينية أقوى من ذرية ألف مرة. من الصعب أن نتخيل ماذا سيحدث لهيروشيما (وبالطبع إلى اليابان نفسها) إذا كان الهيدروجين موجودًا في القنبلة التي يبلغ طولها 20 كيلوطنًا.

النظر في قوة مدمرة قوية ، والتي يتم الحصول عليها من انفجار قنبلة هيدروجينية من 50 ميغاطن:

• كرة نارية: قطر 4.5 - 5 كيلومترات في القطر.
• موجة صوتية: يمكن سماع الانفجار من على بعد 800 كيلومتر.
• طاقة: من الطاقة التي تم إطلاقها ، يمكن للشخص أن يصاب بحروق في الجلد ، من مركز الانفجار الذي يصل إلى 100 كيلومتر.
• فطر نوويج: الارتفاع أكثر من 70 كم في الارتفاع ، نصف قطر الغطاء حوالي 50 كم.

لم تنفجر القنابل الذرية لهذه القوة. هناك مؤشرات على القنبلة التي أسقطت على هيروشيما في عام 1945 ، ولكن حجمها أقل بكثير من تصريف الهيدروجين الموصوف أعلاه:

• كرة نارية: قطرها حوالي 300 متر.
• فطر نوويA: ارتفاع 12 كم ، نصف قطر الغطاء حوالي 5 كم.
• طاقة: بلغت درجة الحرارة في مركز الانفجار 3000 درجة مئوية.

الآن في الخدمة القوى النووية   يقفون القنابل الهيدروجينية بالضبط. بالإضافة إلى ذلك ، فهم متقدمون في خصائصهم " الاخوة الصغيرة"، هم أرخص بكثير لتصنيع.

مبدأ القنبلة الهيدروجينية

سنخطو خطوة بخطوة ، خطوات تفعيل القنبلة الهيدروجينية:

1. تفجير تهمة. التهمة في قذيفة خاصة. بعد التفجير ، يتم إطلاق النيوترونات ويتم إنشاء درجة حرارة عالية ، وهي مطلوبة لبدء الاندماج النووي في الشحنة الرئيسية.
2. انقسام الليثيوم. تحت تأثير النيوترونات ، ينقسم الليثيوم إلى هيليوم وتريتيوم.
3. الاندماج الحراري. التريتيوم والهيليوم يؤديان إلى تفاعل حراري نووي ، ونتيجة لذلك يدخل الهيدروجين العملية ، وتزداد درجة الحرارة داخل الشحنة على الفور. يحدث انفجار حراري نووي.

مبدأ القنبلة الذرية

1. تفجير تهمة. تحتوي القنبلة على العديد من النظائر (اليورانيوم ، البلوتونيوم ، الخ) ، التي تتحلل وتفجر حقل النيوترون.
2. عملية الانهيار. تدمير ذرة واحدة ، الشروع في تفكك العديد من الذرات. هناك عملية سلسلة تنطوي على تدمير عدد كبير من النوى.
3. رد فعل نووي. في وقت قصير جدا ، تشكل كل أجزاء القنبلة وحدة واحدة ، وتبدأ كتلة الشحنة في تجاوز الكتلة الحرجة. يتم تحرير كمية ضخمة من الطاقة ، يحدث بعدها انفجار.

خطر الحرب النووية

مرة أخرى في منتصف القرن الماضي ، خطر حرب نووية   كان من غير المحتمل. في ترسانتها أسلحة ذرية   كان دولتين - الاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة الأمريكية. لقد فهم قادة القوتين العظميين بشكل جيد خطر استخدام أسلحة الدمار الشامل ، وكان سباق التسلح على الأرجح بمثابة مواجهة "منافسة".

بالتأكيد كانت هناك لحظات متوترة فيما يتعلق بالسلطات ، لكن الحس السليم كان دائمًا له الأولوية على الطموحات.

تغير الوضع في نهاية القرن العشرين. ليس فقط البلدان المتقدمة في أوروبا الغربية ، ولكن أيضا ممثلي آسيا استولت على "النادي النووي".

ولكن ، كما تعلم على الأرجح ، " النادي النووي"يتكون من 10 دول. يعتبر بشكل غير رسمي ذلك الرؤوس الحربية النووية   لديها إسرائيل وربما إيران. على الرغم من أن الأخيرة ، بعد فرض عقوبات اقتصادية عليها ، تخلت عن تطوير البرنامج النووي.

بعد ظهور القنبلة الذرية الأولى ، بدأ علماء الاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة بالتفكير في الأسلحة التي لا تتحمل مثل هذا الدمار الكبير وتلوث أراضي العدو ، ولكن تصرفت بشكل هادف على جسم الإنسان. كان هناك فكرة عن صنع قنبلة نيوترونية.

مبدأ التشغيل هو التفاعل من تدفق النيوترون مع اللحم الحي والمعدات العسكرية. وتدمر النظائر المشعة البشر على الفور ، وتصبح الدبابات وناقلو الأسلحة وغيرها من الأسلحة مصدرا للإشعاع القوي لفترة قصيرة.

تنفجر القنبلة النيوترونية على مسافة 200 متر إلى مستوى الأرض ، وهي فعالة بشكل خاص في هجوم دبابة العدو. درع من المعدات العسكرية بسماكة 250 ملم ، يمكن أن تقلل من عمل قنبلة نووية في بعض الأحيان ، ولكن عاجزة ضد إشعاع غاما من قنبلة نيوترونية. النظر في تصرفات قذيفة النيوترون بسعة تصل إلى 1 كيلو طن لكل طاقم من الدبابة:

كما تفهم ، فإن الفرق بين القنبلة الهيدروجينية والقنبلة الذرية هائلة. الفرق في التفاعل الانشطاري النووي بين هذه التهم قنبلة هيدروجينية مدمرة ذرية مئات المرات.

عند استخدام قنبلة حرارية نووية من 1 ميغاطن ، سيتم تدمير كل شيء داخل دائرة نصف قطرها 10 كيلومترات. لن تعاني فقط المباني والمعدات ، بل كل الكائنات الحية.

يجب على رؤساء الدول النووية أن تضع ذلك في اعتبارها ، وأن تستخدم التهديد "النووي" كأداة رادعة ، وليس كأسلحة هجومية.

فيديو حول الاختلافات بين القنبلة الذرية والهيدروجينية

سيصف هذا الفيديو بالتفصيل وخطوة خطوة مبدأ القنبلة الذرية ، وكذلك الاختلافات الرئيسية من الهيدروجين واحد: