Die schädlichen Faktoren der Explosion der Wasserstoffbombe. Wasserstoffbombe


  Am 16. Januar 1963 sagte Nikita Chruschtschow inmitten des Kalten Krieges der Welt, die Sowjetunion besitze in ihrem Arsenal eine neue Massenvernichtungswaffe - eine Wasserstoffbombe.
  Anderthalb Jahre zuvor hatte die UdSSR die stärkste Explosion einer Wasserstoffbombe der Welt ausgelöst - eine Ladung mit einer Kapazität von über 50 Megatonnen wurde auf Novaya Zemlya gesprengt. In vielerlei Hinsicht war es genau diese Aussage des sowjetischen Führers, die die Welt auf die Gefahr einer weiteren Eskalation des nuklearen Wettrüstens aufmerksam machte: Am 5. August 1963 wurde in Moskau eine Vereinbarung zum Verbot von Atomwaffentests in der Atmosphäre, im Weltraum und unter Wasser unterzeichnet.

Geschichte der Schöpfung

Die theoretische Möglichkeit, Energie durch thermonukleare Fusion zu gewinnen, war schon vor dem Zweiten Weltkrieg bekannt, aber der Krieg und das anschließende Wettrüsten stellten die Frage nach der Schaffung eines technischen Geräts für die praktische Umsetzung dieser Reaktion. Es ist bekannt, dass in Deutschland im Jahr 1944 Arbeiten zur Einleitung der thermonuklearen Fusion durch Komprimieren von Kernbrennstoff mit konventionellen Sprengladungen durchgeführt wurden. Diese waren jedoch nicht erfolgreich, da sie nicht die erforderlichen Temperaturen und Drücke erlangten. Die Vereinigten Staaten und die UdSSR entwickeln seit den 40er Jahren thermonukleare Waffen und testen fast gleichzeitig die ersten thermonuklearen Geräte in den frühen 50er Jahren. Im Jahr 1952 führten die Vereinigten Staaten auf dem Atoll von Eniwetok eine Sprengladung von 10,4 Megatonnen aus (was 450-mal mehr ist als eine auf Nagasaki abgeworfene Bombe), und 1953 wurde ein Gerät mit einer Kapazität von 400 Kilotonnen in der UdSSR getestet.
Die Designs der ersten thermonuklearen Geräte waren für den Einsatz im realen Einsatz schlecht geeignet. Bei dem Gerät, das 1952 von den USA getestet wurde, handelte es sich zum Beispiel um eine Bodenkonstruktion mit einer Höhe von 2 Etagen und einem Gewicht von über 80 Tonnen. Darin lagert flüssiger thermonuklearer Brennstoff mit Hilfe eines riesigen Kühlaggregats. Daher wurde in Zukunft eine Massenproduktion thermonuklearer Waffen mit Festbrennstoff - Lithium-6-Deuterid - durchgeführt. 1954 testeten die Vereinigten Staaten ein darauf basierendes Gerät auf dem Bikini-Atoll, und 1955 wurde auf dem Testgelände Semipalatinsk eine neue sowjetische thermonukleare Bombe getestet. Im Jahr 1957 wurden in Großbritannien Wasserstoffbombentests durchgeführt. Im Oktober 1961 wurde in der UdSSR auf Novaya Zemlya eine thermonukleare Bombe mit 58 Megatonnen gesprengt - die mächtigste Bombe, die jemals von der Menschheit getestet wurde und die als Zarenbombe in die Geschichte eingegangen ist.

  Die Weiterentwicklung zielte darauf ab, die Größe der Konstruktion von Wasserstoffbomben zu reduzieren, um sicherzustellen, dass sie mit ballistischen Raketen zum Ziel gebracht werden. Bereits in den 60er Jahren konnte die Masse der Geräte auf mehrere hundert Kilogramm reduziert werden, und in den 70er Jahren konnten ballistische Raketen gleichzeitig 10 Sprengköpfe mit sich führen - das sind Raketen mit zerlegbaren Sprengköpfen, wobei jedes Teil sein eigenes Ziel treffen kann. Heute verfügen die Vereinigten Staaten, Russland und das Vereinigte Königreich über ein Fusionsarsenal, und thermonukleare Ladungen wurden auch in China (1967) und in Frankreich (1968) getestet.


Das Prinzip der Wasserstoffbombe

Die Wirkung der Wasserstoffbombe beruht auf der Verwendung von Energie, die während der Reaktion der thermonuklearen Fusion von Lichtkernen freigesetzt wird. Es ist diese Reaktion, die im Inneren der Sterne stattfindet, wo Wasserstoffkerne unter der Wirkung von ultrahohen Temperaturen und gigantischem Druck kollidieren und in schwerere Heliumkerne übergehen. Während der Reaktion wird ein Teil der Masse der Wasserstoffkerne in eine große Menge an Energie umgewandelt - dank dieser stoßen die Sterne ständig eine riesige Menge an Energie aus. Wissenschaftler kopierten diese Reaktion mit Wasserstoffisotopen - Deuterium und Tritium -, die den Namen "Wasserstoffbombe" gaben. Anfangs wurden flüssige Isotope von Wasserstoff verwendet, um Ladungen herzustellen, und später wurden Lithium-6-Deuterid, eine feste Substanz, eine Deuteriumverbindung und ein Lithiumisotop verwendet.

Lithium-6-Deuterid ist der Hauptbestandteil der Wasserstoffbombe, einem thermonuklearen Brennstoff. Dort ist bereits Deuterium eingelagert, und Lithiumisotop dient als Rohstoff für die Bildung von Tritium. Um die Reaktion der thermonuklearen Fusion zu starten, ist es erforderlich, eine hohe Temperatur und einen hohen Druck zu erzeugen und Tritium aus Lithium-6 zu isolieren. Diese Bedingungen sehen wie folgt vor.



Die Explosion der Explosion des AN602 unmittelbar nach der Trennung der Schockwelle. Zu diesem Zeitpunkt betrug der Durchmesser des Balls etwa 5,5 km und stieg nach wenigen Sekunden auf 10 km an.

Die Behälterhülle für thermonuklearen Brennstoff besteht aus Uran-238 und Kunststoff, neben dem Behälter befindet sich eine konventionelle Kernladung von mehreren Kilotonnen, die als Auslöser oder Wasserstoffbomben-Initiatorladung bezeichnet wird. Während der Explosion des Plutonium-Ladungsinitiators unter Einwirkung einer starken Röntgenstrahlung wird die Hülle des Behälters zu einem Plasma, das sich tausende Male zusammenzieht, was den notwendigen hohen Druck und eine riesige Temperatur erzeugt. Zur gleichen Zeit interagieren Neutronen, die von Plutonium emittiert werden, mit Lithium-6, um Tritium zu bilden. Die Deuterium- und Tritiumkerne interagieren unter der Einwirkung von ultrahoher Temperatur und Druck, was zu einer thermonuklearen Explosion führt.



Das durch den Blitz einer Explosion ausgestrahlte Licht kann Verbrennungen dritten Grades in einer Entfernung von bis zu hundert Kilometern verursachen. Dieses Foto wurde aus einer Entfernung von 160 km aufgenommen.
  Wenn Sie mehrere Schichten aus Uran-238- und Lithium-6-Deuterid herstellen, erhöht jede von ihnen ihre Kraft zur Bombenexplosion - das heißt, mit diesem "Puff" können Sie die Explosionskraft nahezu unbegrenzt steigern. Aus diesem Grund kann eine Wasserstoffbombe aus nahezu jeder Macht hergestellt werden, und sie ist viel billiger als eine herkömmliche Atombombe derselben Macht.



Die durch die Explosion verursachte seismische Welle umrundete den Globus dreimal. Die Höhe des Pilzpilzes hat 67 Kilometer erreicht und der Durchmesser seiner "Kappe" beträgt 95 km. Die Schallwelle erreichte Dickson Island, 800 km vom Testgelände entfernt.

Test der Wasserstoffbombe RDS-6S, 1953

BERICHT

Wasserstoffbombe

Geprüfter Lehrer:

Kuzmina L.G.

Zusammengestellt von:

Medov M.M.

schüler 9 "b"

MOU SOSH №10

HYDROGEN BOMB, eine Waffe mit großer Zerstörungskraft (in der Größenordnung von Megatonnen in TNT-Äquivalenten), deren Prinzip auf der Reaktion der thermonuklearen Fusion von Lichtkernen beruht. Die Quellen der Explosionsenergie sind Prozesse, die denen der Sonne und anderer Sterne ähneln.

1961 wurde die stärkste Explosion der Wasserstoffbombe durchgeführt.

Am Morgen des 30. Oktober um 11 Uhr 32 Minuten über Novaya Zemlya in der Nähe von Guba Mityushi in einer Höhe von 4000 m über der Landoberfläche wurde eine Wasserstoffbombe mit einer Kapazität von 50 Millionen Tonnen Trotyl gesprengt.

Die Sowjetunion testete das stärkste thermonukleare Gerät der Geschichte. Selbst in der "halben" Version (und die maximale Leistung einer solchen Bombe beträgt 100 Megatonnen), übertraf die Explosionsenergie das Zehnfache der Gesamtstärke aller Sprengstoffe, die von allen Kriegsparteien im Zweiten Weltkrieg verwendet wurden (einschließlich Atombomben, die auf Hiroshima und Nagasaki abgeworfen wurden). Die Schockwelle der Explosion umrundete dreimal den Globus, das erste Mal nach 36 Stunden und 27 Minuten.

Der Lichtblitz war so hell, dass er trotz der Bewölkung sogar vom Kommandoposten im Dorf Belushya Guba (fast 200 km vom Epizentrum der Explosion entfernt) sichtbar war. Die Pilzwolke ist auf eine Höhe von 67 km angewachsen. Zum Zeitpunkt der Explosion, während die Bombe an einem riesigen Fallschirm langsam von einer Höhe von 10.500 bis zum geschätzten Punkt der Detonation herabstürzte, befand sich das Trägerflugzeug Tu-95 mit der Besatzung und seinem Kommandanten Major Andrei Egorovich Durnovtsev bereits in der sicheren Zone. Der Kommandant kehrte von einem Oberstleutnant, einem Helden der Sowjetunion, zu seinem Flugplatz zurück. In einem verlassenen Dorf - 400 km vom Epizentrum entfernt - wurden Holzhäuser abgerissen und Steinhäuser von Dächern, Fenstern und Türen beraubt. Die Bedingungen für den Durchtritt von Funkwellen änderten sich für viele hundert Kilometer von der Deponie infolge einer fast einstündigen Explosion, und die Funkkommunikation wurde eingestellt.

Die Bombe wurde von VB entwickelt Adamsky, Yu.N. Smirnov, A.D. Sacharow, Yu.N. Babaev und Yu.A. Trutnev (für den Sacharow die dritte Medaille des Helden der sozialistischen Arbeit verliehen wurde). Die Masse des „Geräts“ betrug 26 Tonnen, für den Transport und den Abwurf wurde ein speziell modifizierter strategischer Bomber Tu-95 eingesetzt.

Die „Superbomb“, wie sie von A. Sakharov genannt wurde, passte nicht in das Bombenabteil des Flugzeugs (die Länge betrug 8 Meter und der Durchmesser betrug etwa 2 Meter), so dass der Rumpf ohne Antrieb abgeschnitten wurde und der spezielle Hebemechanismus und die spezielle Vorrichtung zum Anbringen der Bombe montiert wurden. während des Fluges stand sie immer noch mehr als zur Hälfte vor. Der gesamte Rumpf des Flugzeugs, auch die Flügel seiner Propeller, war mit einer speziellen weißen Farbe überzogen, die vor einem Lichtblitz während einer Explosion schützt. Dieselbe Farbe wurde mit der Karosserie des begleitenden Flugzeuglabors bedeckt.

Die Ergebnisse der Ladungsexplosion, die im Westen den Namen "Tsar Bomb" erhielt, waren beeindruckend:

* Der nukleare "Pilz" der Explosion stieg auf eine Höhe von 64 km; der Durchmesser seiner Kappe erreichte 40 Kilometer.

Der Feuerballstoß erreichte den Boden und erreichte fast die Höhe des Bombenabwurfs (dh der Radius des Feuerballs der Explosion betrug etwa 4,5 Kilometer).

* Die Strahlung verursacht Verbrennungen dritten Grades in einer Entfernung von bis zu hundert Kilometern.

* Die Schockwelle, die aus der Explosion resultierte, umrundete dreimal den Globus.

* Die Ionisierung der Atmosphäre verursachte selbst in Hunderten von Kilometern Entfernung eine Stunde lang Funkstörungen.

* Zeugen spürten die Auswirkungen und konnten die Explosion in einer Entfernung von tausend Kilometern Entfernung vom Epizentrum beschreiben. Auch die Schockwelle behielt in einem Abstand von tausend Kilometern Entfernung zum Epizentrum eine zerstörerische Kraft bei.

* Die Schallwelle erreichte Dickson Island, wo die Fenster in den Häusern von einer Druckwelle weggeblasen wurden.

Das politische Ergebnis dieses Tests war die Demonstration der uneingeschränkten Macht von Massenvernichtungswaffen durch die Sowjetunion - die maximale Megatonnage der damals getesteten Bomben waren die Vereinigten Staaten viermal kleiner als die der Zarenbombe. Tatsächlich wird die Leistungssteigerung der Wasserstoffbombe durch einfaches Erhöhen der Masse des Arbeitsmaterials erreicht, so dass grundsätzlich keine Faktoren die Erzeugung einer 100-Megatonnen- oder 500-Megatonnen-Wasserstoffbombe behindern. (Tatsächlich war die Zarenbombe für ein Äquivalent von 100 Megatonnen ausgelegt; die geplante Kraft der Explosion wurde laut Chruschtschow halbiert: "Um nicht alle Fenster in Moskau zu zerbrechen"). Mit diesem Test hat die Sowjetunion die Fähigkeit demonstriert, eine Wasserstoffbombe jeglicher Macht und Mittel zur Abgabe der Bombe bis zur Detonation zu schaffen.

Die Folgen der Explosion.

Stoßwelle und Wärmeeffekt. Die direkte (primäre) Wirkung der Superbombenexplosion ist dreifach. Die offensichtlichsten direkten Auswirkungen sind die Schockwelle von enormer Intensität. Je nach der Stärke der Bombe, der Höhe der Explosion über dem Boden und der Beschaffenheit des Bodens nimmt ihre Wirkung mit der Entfernung vom Epizentrum der Explosion ab. Der thermische Effekt einer Explosion wird von den gleichen Faktoren bestimmt, hängt aber auch von der Luftdurchlässigkeit ab. Der Nebel verringert drastisch die Entfernung, in der der Hitzeblitz schwere Verbrennungen verursachen kann.

Berechnungen zufolge wird eine Explosion in der Atmosphäre einer 20-Megatonnen-Bombe die Menschen in 50% der Fälle zum Leben erwecken

2) befinden sich in gewöhnlichen städtischen Gebäuden im Abstand von ca. 15 km von EV,

3) waren im Freien in einem Abstand von ca. 20 km von der EV.

Bei schlechten Sichtverhältnissen und in einer Entfernung von mindestens 25 km steigt bei einer sauberen Atmosphäre bei Menschen in offenen Bereichen die Überlebenswahrscheinlichkeit mit der Entfernung vom Epizentrum rasch an; In einer Entfernung von 32 km liegt der berechnete Wert bei über 90%. Die Fläche, an der durchdringende Strahlung, die während einer Explosion erzeugt wird, ein tödliches Ergebnis hervorruft, ist selbst bei einer Hochleistungs-Superbombe relativ klein.

Radioaktiver Fallout

Wie sind sie gebildet Wenn eine Bombe explodiert, ist der resultierende Feuerball mit einer großen Menge radioaktiver Partikel gefüllt. In der Regel sind diese Partikel so klein, dass sie in der oberen Atmosphäre lange verbleiben können. Wenn der Feuerball jedoch die Oberfläche der Erde berührt, wird alles, was sich darauf befindet, zu rotglühendem Staub und Asche und zieht sie in einen Feuersturm. In einem Flammenwirbel werden sie gemischt und an radioaktive Partikel gebunden. Radioaktiver Staub setzt sich bis auf den größten nicht sofort ab. Der feinere Staub wird von der durch die Explosion entstandenen Wolke mitgerissen und fällt allmählich ab, wenn sie sich im Wind bewegt. Direkt am Ort der Explosion kann der radioaktive Niederschlag extrem intensiv sein - im Grunde ist es großer Staub, der sich am Boden absetzt. Hunderte von Kilometern vom Explosionsort entfernt und auf weiter Entfernung fallen kleine Ascheteilchen auf die Erde. Oft bilden sie eine schneeartige Decke, die für alle in der Nähe tödlich ist. Noch kleinere und unsichtbare Teilchen können, bevor sie sich auf der Erde ansiedeln, für Monate oder sogar Jahre in der Atmosphäre wandern und sich oft um den Globus biegen. Wenn sie herausfallen, ist ihre Radioaktivität erheblich geschwächt. Die gefährlichste Strahlung ist Strontium-90 mit einer Halbwertzeit von 28 Jahren. Sein Niederschlag ist überall auf der Welt eindeutig zu beobachten. Sie siedeln sich an Laub und Gras an und fallen in Nahrungsketten, einschließlich Menschen. In den Knochen der Bewohner der meisten Länder wurden auffällige, jedoch noch nicht gefährliche Mengen von Strontium-90 gefunden. Die Anhäufung von Strontium-90 in menschlichen Knochen ist auf lange Sicht sehr gefährlich, da sie zur Bildung maligner Knochen-Tumoren führt.

Wasserstoffbombe

HYDROGEN BOMB, eine Waffe mit großer Zerstörungskraft (in der Größenordnung von Megatonnen in TNT-Äquivalenten), deren Prinzip auf der Reaktion der thermonuklearen Fusion von Lichtkernen beruht. Die Quellen der Explosionsenergie sind Prozesse, die denen der Sonne und anderer Sterne ähneln.

1961 wurde die stärkste Explosion der Wasserstoffbombe durchgeführt.

Am Morgen des 30. Oktober um 11 Uhr 32 Minuten über Novaya Zemlya in der Nähe von Guba Mityushi in einer Höhe von 4000 m über der Landoberfläche wurde eine Wasserstoffbombe mit einer Kapazität von 50 Millionen Tonnen Trotyl gesprengt.

Die Sowjetunion testete das stärkste thermonukleare Gerät der Geschichte. Selbst in der "halben" Version (und die maximale Leistung einer solchen Bombe beträgt 100 Megatonnen), übertraf die Explosionsenergie das Zehnfache der Gesamtstärke aller Sprengstoffe, die von allen Kriegsparteien im Zweiten Weltkrieg verwendet wurden (einschließlich Atombomben, die auf Hiroshima und Nagasaki abgeworfen wurden). Die Schockwelle der Explosion umrundete dreimal den Globus, das erste Mal nach 36 Stunden und 27 Minuten.

Der Lichtblitz war so hell, dass er trotz der Bewölkung sogar vom Kommandoposten im Dorf Belushya Guba (fast 200 km vom Epizentrum der Explosion entfernt) sichtbar war. Die Pilzwolke ist auf eine Höhe von 67 km angewachsen. Zum Zeitpunkt der Explosion, während die Bombe an einem riesigen Fallschirm langsam von einer Höhe von 10.500 bis zum geschätzten Punkt der Detonation fiel, befand sich das Trägerflugzeug Tu-95 mit der Besatzung und seinem Kommandanten Major Andrei Egorovich Durnovtsev bereits in der sicheren Zone. Der Kommandant kehrte von einem Oberstleutnant, einem Helden der Sowjetunion, zu seinem Flugplatz zurück. In einem verlassenen Dorf - 400 km vom Epizentrum entfernt - wurden Holzhäuser abgerissen und Steinhäuser von Dächern, Fenstern und Türen beraubt. Die Bedingungen für den Durchtritt von Funkwellen änderten sich für viele hundert Kilometer von der Deponie infolge einer fast einstündigen Explosion, und die Funkkommunikation wurde eingestellt.

Die Bombe wurde von VB entwickelt Adamsky, Yu.N. Smirnov, A.D. Sacharow, Yu.N. Babaev und Yu.A. Trutnev (für den Sacharow die dritte Medaille des Helden der sozialistischen Arbeit verliehen wurde). Die Masse des „Geräts“ betrug 26 Tonnen, für den Transport und den Abwurf wurde ein speziell modifizierter strategischer Bomber Tu-95 eingesetzt.

Die „Superbomb“, wie sie von A. Sakharov genannt wurde, passte nicht in das Bombenabteil des Flugzeugs (die Länge betrug 8 Meter und der Durchmesser betrug etwa 2 Meter), so dass der Rumpf ohne Antrieb abgeschnitten wurde und der spezielle Hebemechanismus und die spezielle Vorrichtung zum Anbringen der Bombe montiert wurden. während des Fluges stand sie immer noch mehr als zur Hälfte vor. Der gesamte Rumpf des Flugzeugs, auch die Flügel seiner Propeller, war mit einer speziellen weißen Farbe überzogen, die vor einem Lichtblitz während einer Explosion schützt. Dieselbe Farbe wurde mit der Karosserie des begleitenden Flugzeuglabors bedeckt.

Die Ergebnisse der Ladungsexplosion, die im Westen den Namen "Tsar Bomb" erhielt, waren beeindruckend:

* Der nukleare "Pilz" der Explosion stieg auf eine Höhe von 64 km; der Durchmesser seiner Kappe erreichte 40 Kilometer.

Der Feuerballstoß erreichte den Boden und erreichte fast die Höhe des Bombenabwurfs (dh der Radius des Feuerballs der Explosion betrug etwa 4,5 Kilometer).

* Die Strahlung verursacht Verbrennungen dritten Grades in einer Entfernung von bis zu hundert Kilometern.

* Auf dem Höhepunkt der Strahlungsemission erreichte eine Explosion eine Sonnenleistung von 1%.

* Die Schockwelle, die aus der Explosion resultierte, umrundete dreimal den Globus.

* Die Ionisierung der Atmosphäre verursachte selbst in Hunderten von Kilometern Entfernung eine Stunde lang Funkstörungen.

* Zeugen spürten die Auswirkungen und konnten die Explosion in einer Entfernung von tausend Kilometern Entfernung vom Epizentrum beschreiben. Auch die Schockwelle behielt in einem Abstand von tausend Kilometern Entfernung zum Epizentrum eine zerstörerische Kraft bei.

* Die Schallwelle erreichte Dickson Island, wo die Fenster in den Häusern von einer Druckwelle weggeblasen wurden.

Das politische Ergebnis dieses Tests war die Demonstration der uneingeschränkten Macht von Massenvernichtungswaffen durch die Sowjetunion - die maximale Megatonnage der damals getesteten Bomben waren die Vereinigten Staaten viermal kleiner als die der Zarenbombe. Tatsächlich wird die Leistungssteigerung der Wasserstoffbombe durch einfaches Erhöhen der Masse des Arbeitsmaterials erreicht, so dass grundsätzlich keine Faktoren die Erzeugung einer 100-Megatonnen- oder 500-Megatonnen-Wasserstoffbombe behindern. (Tatsächlich war die Zarenbombe für ein Äquivalent von 100 Megatonnen ausgelegt; die geplante Kraft der Explosion wurde laut Chruschtschow halbiert: "Um nicht alle Fenster in Moskau zu zerbrechen"). Mit diesem Test hat die Sowjetunion die Fähigkeit demonstriert, eine Wasserstoffbombe jeglicher Macht und Mittel zur Abgabe der Bombe bis zur Detonation zu schaffen.

Thermonukleare Reaktionen. In den Tiefen der Sonne befindet sich eine große Menge Wasserstoff, der sich bei einer Temperatur von ca. 15.000.000 K. Bei so hohen Temperaturen und Plasmadichten erleiden die Wasserstoffkerne ständige Kollisionen miteinander, von denen einige mit ihrer Verschmelzung enden und letztendlich die Bildung schwererer Heliumkerne enden. Solche Reaktionen, die als thermonukleare Fusion bezeichnet werden, werden von der Freisetzung enormer Mengen an Energie begleitet. Nach den Gesetzen der Physik beruht die Energiefreisetzung während der Kernfusion auf der Tatsache, dass sich mit der Bildung eines schwereren Kerns ein Teil der Masse der leichten Kerne, die Teil davon geworden sind, in eine enorme Menge an Energie verwandelt. Deshalb verliert die Sonne, die eine gigantische Masse hat, im Prozess der thermonuklearen Fusion täglich etwa 10 Sekunden. 100 Milliarden Tonnen Materie und setzen Energie frei, dank der das Leben auf der Erde möglich geworden ist.

Wasserstoffisotope.  Das Wasserstoffatom ist das einfachste aller vorhandenen Atome. Es besteht aus einem einzigen Proton, dem Kern, um den sich ein einzelnes Elektron dreht. Sorgfältige Untersuchungen von Wasser (H 2 O) haben gezeigt, dass sich in unbedeutender Menge "schweres" Wasser befindet, das "schwere Isotope" von Wasserstoff - Deuterium (2 H) enthält. Der Deuteriumkern besteht aus einem Proton und einem Neutron - einem neutralen Teilchen, das in der Masse einem Proton ähnelt.

Es gibt ein drittes Isotop von Wasserstoff - Tritium, dessen Kern ein Proton und zwei Neutronen enthält. Tritium ist instabil und unterliegt einem spontanen radioaktiven Zerfall, der zu einem Heliumisotop wird. Spuren von Tritium wurden in der Erdatmosphäre gefunden, wo es durch die Wechselwirkung der kosmischen Strahlung mit den Luftmolekülen der Luft gebildet wird. Tritium wird künstlich in einem Kernreaktor hergestellt und bestrahlt das Isotop Lithium-6 mit einem Strom von Neutronen.

Entwicklung der Wasserstoffbombe.  Eine vorläufige theoretische Analyse zeigte, dass die thermonukleare Fusion in einer Mischung aus Deuterium und Tritium am einfachsten ist. Auf dieser Grundlage gründeten US-Wissenschaftler Anfang der fünfziger Jahre ein Projekt zur Schaffung einer Wasserstoffbombe (HB). Die ersten Tests eines Nuklearmodells wurden im Frühjahr 1951 auf dem Testgelände von Eniwetok durchgeführt. Die thermonukleare Fusion war nur teilweise. Ein bedeutender Erfolg wurde am 1. November 1951 erzielt, als ein massives Nukleargerät mit einer Explosionskraft von 4 getestet wurde. 8 MT in TNT-Äquivalent.

Die erste Wasserstoffbombe wurde am 12. August 1953 in der UdSSR detoniert, und am 1. März 1954 sprengten die Amerikaner im Bikini-Atoll eine mächtigere Bombe (etwa 15 Tonnen). Seitdem haben beide Mächte Explosionen von verbesserten Modellen von Megatonnenwaffen durchgeführt.

Die Explosion auf dem Bikini-Atoll ging einher mit der Freisetzung großer Mengen radioaktiver Substanzen. Einige von ihnen fielen hunderte von Kilometern vom Explosionsort des japanischen Fischereifahrzeugs „Happy Dragon“, während die anderen Rongelap Island bedeckten. Da durch thermonukleare Fusion stabiles Helium gebildet wird, sollte die Radioaktivität bei der Explosion einer reinen Wasserstoffbombe nicht mehr als die eines Atomdetonators einer thermonuklearen Reaktion sein. In dem betrachteten Fall unterschieden sich die vorhergesagten und tatsächlichen Auswirkungen jedoch in Menge und Zusammensetzung erheblich.

Der Wirkungsmechanismus der Wasserstoffbombe. Die Abfolge der Prozesse, die während der Explosion einer Wasserstoffbombe ablaufen, kann wie folgt dargestellt werden. Zunächst explodiert ein thermonuklearer Fusionsladungsinitiator (eine kleine Atombombe) in der HB-Hülle, was zu einem Neutronenblitz und der hohen Temperatur führt, die zum Initiieren der thermonuklearen Fusion erforderlich ist. Neutronen bombardieren einen Liner aus Lithium-Deuterid - einer Verbindung von Deuterium mit Lithium (ein Lithium-Isotop mit einer Massennummer von 6 wird verwendet). Lithium-6 spaltet sich unter der Wirkung von Neutronen in Helium und Tritium auf. Somit erzeugt die atomare Sicherung die für die Synthese notwendigen Materialien direkt in der am stärksten angetriebenen Bombe.

Dann beginnt die thermonukleare Reaktion in der Mischung von Deuterium mit Tritium, die Temperatur im Inneren der Bombe steigt schnell an, wobei immer mehr Wasserstoff in die Synthese einbezogen wird. Mit einer weiteren Temperaturerhöhung könnte die Reaktion einer für Wasserstoffbombe charakteristischen Deuteriumkerne beginnen. Alle Reaktionen verlaufen natürlich so schnell, dass sie als unmittelbar wahrgenommen werden.

Division, Synthese, Division (Superbomb). Tatsächlich endet in einer Bombe die oben beschriebene Abfolge von Prozessen im Stadium der Reaktion von Deuterium mit Tritium. Des Weiteren entschieden sich die Bombenentwerfer nicht für die Kernfusion, sondern für deren Trennung. Als Ergebnis der Synthese von Deuterium- und Tritiumkernen werden Helium und schnelle Neutronen gebildet, deren Energie groß genug ist, um eine Spaltung von Uran-238-Kernen (das Hauptisotop von Uran, viel billiger als in herkömmlichen Atombomben verwendetes Uran-235) zu verursachen. Schnelle Neutronen spalten die Atome der Uranhülle einer Superbombe. Durch das Aufteilen einer Tonne Uran wird eine Energie erzeugt, die 18 Mt entspricht. Energie geht nicht nur zur Explosion und Wärme. Jeder Urankern wird in zwei hochradioaktive "Fragmente" gespalten. Die Spaltprodukte umfassen 36 verschiedene chemische Elemente und fast 200 radioaktive Isotope. All dies stellt den radioaktiven Niederschlag dar, der die Bombenanschläge der Superbomben begleitet.

Dank des einzigartigen Designs und des beschriebenen Wirkmechanismus kann dieser Waffentyp beliebig mächtig gemacht werden. Es ist viel billiger als Atombomben derselben Macht.