Konsekwencje użycia bomby wodorowej. Twórcy bomby wodorowej. testy bomby wodorowej w ZSRR, USA, KRLD. Car Bomba

Na świecie istnieje wiele różnych klubów politycznych. G7, obecnie G20, BRICS, SCO, NATO, w pewnym stopniu Unia Europejska. Żaden z tych klubów nie może jednak pochwalić się wyjątkową funkcją – możliwością zniszczenia świata, jaki znamy. Podobne możliwości ma „klub nuklearny”.

Obecnie 9 krajów posiada broń nuklearną:

Rosja;
Wielka Brytania;
Francja;
Indie
Pakistan;
Izrael;
KRLD.

Kraje są klasyfikowane pod względem posiadania broni nuklearnej w swoim arsenale. Gdyby zestawienie ułożyć według liczby głowic, na pierwszym miejscu znalazłaby się Rosja ze swoimi 8 tysiącami jednostek, z czego 1600 może już teraz zostać wystrzelonych. Stany są tylko 700 jednostek w tyle, ale mają na koncie o 320 ładunków więcej. „Klub nuklearny” to pojęcie czysto względne, tak naprawdę klubu nie ma. Istnieje szereg porozumień między krajami w sprawie nierozprzestrzeniania i redukcji zapasów broni jądrowej.

Jak wiemy, pierwsze testy bomby atomowej Stany Zjednoczone przeprowadziły już w 1945 roku. Broń ta została przetestowana w warunkach „polowych” II wojny światowej na mieszkańcach japońskich miast Hiroszima i Nagasaki. Działają na zasadzie podziału. Podczas eksplozji następuje reakcja łańcuchowa, która powoduje rozszczepienie jąder na dwie części i towarzyszące temu wyzwolenie energii. W tej reakcji wykorzystuje się głównie uran i pluton. Z tymi elementami kojarzone są nasze wyobrażenia o tym, z czego są wykonane. bomby nuklearne. Ponieważ uran występuje w przyrodzie jedynie jako mieszanina trzech izotopów, z których tylko jeden jest w stanie podtrzymać taką reakcję, konieczne jest wzbogacanie uranu. Alternatywą jest pluton-239, który nie występuje naturalnie i musi być wytwarzany z uranu.

Jeśli w bombie uranowej zachodzi reakcja rozszczepienia, wówczas w bombie wodorowej zachodzi reakcja syntezy jądrowej - na tym polega istota tego, czym bomba wodorowa różni się od bomby atomowej. Wszyscy wiemy, że słońce daje nam światło, ciepło i można powiedzieć, że życie. Te same procesy, które zachodzą na słońcu, mogą łatwo zniszczyć miasta i kraje. Eksplozja bomba wodorowa powstają w wyniku reakcji syntezy lekkich jąder, tzw. fuzji termojądrowej. Ten „cud” jest możliwy dzięki izotopom wodoru – deuterowi i trytowi. Właśnie dlatego bombę nazywa się bombą wodorową. Nazwę „bomba termojądrowa” można również rozpoznać po reakcji leżącej u podstaw tej broni.

Po tym jak świat zobaczył niszczycielska siła broni nuklearnej, w sierpniu 1945 roku ZSRR rozpoczął wyścig, który trwał aż do jego upadku. USA jako pierwsze stworzyły, przetestowały i wykorzystały broń nuklearna, jako pierwsi zdetonowali bombę wodorową, ale ZSRR można przypisać pierwszą produkcję kompaktowej bomby wodorowej, którą można dostarczyć wrogowi na zwykłym Tu-16. Pierwsza amerykańska bomba miała wielkość trzypiętrowego domu; bomba wodorowa tej wielkości byłaby mało użyteczna. Sowieci otrzymali taką broń już w 1952 r., natomiast pierwszą „odpowiednią” bombę w Stanach Zjednoczonych przyjęto dopiero w 1954 r. Jeśli spojrzymy wstecz i przeanalizujemy eksplozje w Nagasaki i Hiroszimie, można dojść do wniosku, że nie były one tak potężne . W sumie dwie bomby zniszczyły oba miasta i zabiły, według różnych źródeł, aż 220 000 ludzi. Bombardowanie dywanowe Tokio mogłoby zabić 150–200 000 ludzi dziennie, nawet bez użycia broni nuklearnej. Wynika to z małej mocy pierwszych bomb – zaledwie kilkudziesięciu kiloton trotylu. Bomby wodorowe testowano w celu pokonania 1 megatony lub więcej.

Pierwsza radziecka bomba została przetestowana z deklaracją 3 Mt, ale ostatecznie przetestowano 1,6 Mt.

Najpotężniejsza bomba wodorowa została przetestowana przez Sowietów w 1961 roku. Jego pojemność sięgała 58-75 Mt, przy deklarowanych 51 Mt. „Car” pogrążył świat w lekkim szoku, w dosłownym tego słowa znaczeniu. Fala uderzeniowa okrążyła planetę trzykrotnie. Na poligonie ( Nowa Ziemia) nie pozostała ani jedna górka, eksplozję słychać było w odległości 800 km. Kula ognia osiągnęła średnicę prawie 5 km, „grzyb” urósł o 67 km, a średnica jego kapelusza wyniosła prawie 100 km. Konsekwencje takiej eksplozji w duże miasto Trudne do wyobrażenia. Zdaniem wielu ekspertów to właśnie próba bomby wodorowej o takiej mocy (Stany posiadały wówczas bomby czterokrotnie słabsze) stała się pierwszym krokiem w kierunku podpisania różnych traktatów zakazujących broni jądrowej, jej testowania i ograniczania produkcji. Po raz pierwszy świat zaczął myśleć o własnym bezpieczeństwie, które było naprawdę zagrożone.

Jak wspomniano wcześniej, zasada działania bomby wodorowej opiera się na reakcji termojądrowej. Fuzja termojądrowa to proces fuzji dwóch jąder w jedno, z utworzeniem trzeciego pierwiastka, uwolnieniem czwartego i energią. Siły odpychające jądra są ogromne, dlatego aby atomy zbliżyły się na tyle, aby mogły się połączyć, temperatura musi być po prostu ogromna. Naukowcy od stuleci zastanawiają się nad zimną syntezą termojądrową, próbując, że tak powiem, w idealnym przypadku przywrócić temperaturę syntezy do temperatury pokojowej. W takim przypadku ludzkość będzie miała dostęp do energii przyszłości. Jeśli chodzi o obecną reakcję termojądrową, aby ją rozpocząć, nadal trzeba zapalić miniaturowe słońce tutaj na Ziemi - bomby zwykle wykorzystują ładunek uranu lub plutonu do rozpoczęcia syntezy.

Oprócz opisanych powyżej konsekwencji użycia bomby o mocy kilkudziesięciu megaton, bomba wodorowa, jak każda broń nuklearna, niesie ze sobą szereg konsekwencji jej użycia. Niektórzy ludzie wierzą, że bomba wodorowa jest „czystszą bronią” niż bomba konwencjonalna. Być może ma to coś wspólnego z nazwą. Ludzie słysząc słowo „woda” myślą, że ma to coś wspólnego z wodą i wodorem, dlatego konsekwencje nie są tak straszne. W rzeczywistości tak nie jest, ponieważ działanie bomby wodorowej opiera się na substancjach skrajnie radioaktywnych. Teoretycznie możliwe jest wykonanie bomby bez ładunku uranu, jest to jednak niepraktyczne ze względu na złożoność procesu, dlatego czystą reakcję termojądrową „rozcieńcza się” uranem w celu zwiększenia mocy. Jednocześnie ilość opadu radioaktywnego wzrasta do 1000%. Wszystko, co wpadnie kula ognia, ulegną zniszczeniu, strefa w promieniu dotkniętego zagrożenia stanie się niezdatna do zamieszkania dla ludzi przez dziesięciolecia. Opad radioaktywny może zaszkodzić zdrowiu ludzi oddalonych o setki i tysiące kilometrów. Konkretne liczby i obszar infekcji można obliczyć, znając siłę ładunku.

Jednak zniszczenie miast nie jest najgorszą rzeczą, jaka może się wydarzyć „dzięki” broni masowego rażenia. Po wojna atomowaświat nie zostanie całkowicie zniszczony. Na planecie pozostaną tysiące główne miasta, miliardy ludzi i tylko niewielki procent terytoriów utraci status „nadających się do zamieszkania”. W dłuższej perspektywie cały świat będzie zagrożony w wyniku tzw. „zimy nuklearnej”. Detonacja arsenału nuklearnego „klubu” może spowodować uwolnienie do atmosfery wystarczającej ilości substancji (pyłu, sadzy, dymu), aby „zmniejszyć” jasność słońca. Całun, który mógłby rozprzestrzenić się na całą planetę, zniszczyłby plony na kilka lat, powodując głód i nieunikniony spadek populacji. Był już w historii „rok bez lata” po dużej erupcji wulkanu w 1816 r., zatem zima nuklearna wydaje się bardziej niż możliwa. Ponownie, w zależności od przebiegu wojny, możemy uzyskać następujące typy globalna zmiana klimat:

ochłodzenie o 1 stopień pozostanie niezauważone;
jesień nuklearna - możliwe jest ochłodzenie o 2-4 stopnie, nieurodzaje i zwiększone powstawanie huraganów;
analogia „roku bez lata” - kiedy temperatura znacznie spadła, o kilka stopni na rok;
mała epoka lodowcowa – temperatury mogą na znaczny okres obniżyć się o 30–40 stopni, czemu będzie towarzyszyć wyludnienie szeregu północnych stref i nieurodzaj;
epoka lodowcowa – rozwój małej epoki lodowcowej, kiedy odbicie światła słonecznego od powierzchni może osiągnąć pewien poziom krytyczny, a temperatura będzie nadal spadać, jedyną różnicą będzie temperatura;
nieodwracalne ochłodzenie to bardzo smutna wersja epoki lodowcowej, która pod wpływem wielu czynników zamieni Ziemię w nową planetę.

Teoria zimy nuklearnej jest nieustannie krytykowana, a jej implikacje wydają się nieco przesadzone. Nie ma jednak powodu wątpić w jego nieunikniony początek w dowolnym momencie. globalny konflikt za pomocą bomb wodorowych.

Zimna wojna już dawno za nami, dlatego nuklearną histerię można zobaczyć jedynie w starych hollywoodzkich filmach oraz na okładkach rzadkich magazynów i komiksów. Mimo to być może jesteśmy u progu, choć małego, ale poważnego konflikt nuklearny. Wszystko to za sprawą miłośnika rakiet i bohatera walki z imperialistycznymi ambicjami USA – Kim Dzong-un. KRLD bomba wodorowa jest nadal obiektem hipotetycznym, o jej istnieniu mówią jedynie pośrednie dowody. Oczywiście rząd Korei Północnej stale informuje, że udało mu się wyprodukować nowe bomby, ale nikt ich jeszcze nie widział na żywo. Naturalnie, Stany i ich sojusznicy - Japonia i Korea Południowa, są nieco bardziej zaniepokojeni obecnością, nawet hipotetyczną, takiej broni w KRLD. Rzeczywistość jest taka ten moment KRLD nie ma wystarczającej technologii, aby skutecznie zaatakować Stany Zjednoczone, co co roku ogłasza całemu światu. Nawet atak na sąsiednią Japonię czy Południe może nie zakończyć się sukcesem, jeśli w ogóle, ale z roku na rok rośnie niebezpieczeństwo nowego konfliktu na Półwyspie Koreańskim.

Ivy Mike – pierwszy test atmosferyczny bomby wodorowej przeprowadzony przez Stany Zjednoczone na atolu Eniwetak 1 listopada 1952 roku.

65 lat temu związek Radziecki eksplodował swoją pierwszą bombę termojądrową. Jak działa ta broń, co potrafi, a czego nie? 12 sierpnia 1953 r. w ZSRR zdetonowano pierwszą „praktyczną” bombę termojądrową. Opowiemy Ci o historii jej powstania i sprawdzimy, czy prawdą jest, że taka amunicja prawie nie zanieczyszcza środowiska, a może zniszczyć świat.

Idea broni termojądrowej, w której jądra atomowe ulegają stopieniu, a nie rozszczepieniu, jak w bombie atomowej, pojawiła się nie później niż w 1941 roku. Przyszło to do głowy fizykom Enrico Fermiemu i Edwardowi Tellerowi. Mniej więcej w tym samym czasie zaangażowali się w Projekt Manhattan i pomogli w tworzeniu bomb zrzuconych na Hiroszimę i Nagasaki. Zaprojektowanie broni termojądrowej okazało się znacznie trudniejsze.

O ile bardziej skomplikowana jest bomba termojądrowa niż bomba atomowa, można z grubsza zrozumieć, że działające elektrownie jądrowe są od dawna powszechne, a działające i praktyczne elektrownie termojądrowe są nadal science fiction.

Aby jądra atomowe mogły się ze sobą stopić, muszą zostać podgrzane do milionów stopni. Amerykanie opatentowali projekt urządzenia, które miałoby to umożliwić w 1946 roku (projekt nieoficjalnie nazwano Super), ale przypomnieli sobie o tym dopiero trzy lata później, kiedy ZSRR pomyślnie przetestował bombę atomową.

Prezydent USA Harry Truman powiedział, że na sowiecki przełom należy odpowiedzieć „tak zwanym wodorem, czyli superbombą”.

Do 1951 roku Amerykanie zmontowali urządzenie i przetestowali je kryptonim"Jerzy". Projekt był torusem – innymi słowy pączkiem – z ciężkimi izotopami wodoru, deuteru i trytu. Wybrano je, ponieważ takie jądra łatwiej się łączą niż zwykłe jądra wodoru. Bezpiecznikiem była bomba atomowa. Eksplozja sprężyła deuter i tryt, połączyły się, dały strumień szybkich neutronów i spowodowały zapalenie płyty uranowej. W konwencjonalnej bombie atomowej nie ulega rozszczepieniu: występują jedynie wolne neutrony, które nie mogą spowodować rozszczepienia stabilnego izotopu uranu. Chociaż energia syntezy jądrowej stanowiła około 10% całkowitej energii eksplozji George'a, „zapłon” uranu-238 pozwolił, aby eksplozja była dwukrotnie silniejsza niż zwykle, do 225 kiloton.

Ze względu na dodatkowy uran eksplozja była dwukrotnie silniejsza niż w przypadku konwencjonalnego bomba atomowa. Jednak synteza termojądrowa odpowiadała tylko za 10% uwolnionej energii: testy wykazały, że jądra wodoru nie zostały wystarczająco mocno skompresowane.

Następnie matematyk Stanisław Ulam zaproponował inne podejście - dwustopniowy bezpiecznik jądrowy. Jego pomysł polegał na umieszczeniu pręta plutonowego w strefie „wodorowej” urządzenia. Eksplozja pierwszego zapalnika „zapaliła” pluton, zderzyły się dwie fale uderzeniowe i dwa strumienie promieni rentgenowskich - ciśnienie i temperatura wzrosły na tyle, że rozpoczęła się synteza termojądrowa. Nowe urządzenie zostało przetestowane na atolu Enewetak w Pacyfik w 1952 r. – siła wybuchowa bomby wynosiła już dziesięć megaton trotylu.

Jednak to urządzenie nie nadawało się również do użytku jako broń wojskowa.

Aby jądra wodoru mogły się stopić, odległość między nimi musi być minimalna, dlatego deuter i tryt zostały schłodzone do stanu ciekłego, prawie do zera absolutnego. Wymagało to ogromnej instalacji kriogenicznej. Drugie urządzenie termojądrowe, zasadniczo powiększona modyfikacja George'a, ważyło 70 ton – nie można go zrzucić z samolotu.

ZSRR zaczął opracowywać bombę termojądrową później: pierwszy projekt zaproponowali radzieccy programiści dopiero w 1949 roku. Miał używać deuterku litu. To jest metal solidny, nie trzeba go upłynniać, dlatego nieporęczna lodówka, jak w wersji amerykańskiej, nie była już potrzebna. Co równie ważne, lit-6, bombardowany neutronami powstałymi w wyniku eksplozji, wytworzył hel i tryt, co dodatkowo upraszcza dalszą syntezę jąder.

Bomba RDS-6 była gotowa w 1953 roku. W przeciwieństwie do amerykańskich i współczesnych urządzeń termojądrowych nie zawierał pręta plutonu. Schemat ten nazywany jest „zaciągnięciem”: warstwy deuterku litu przeplatano warstwami uranu. 12 sierpnia RDS-6 zostały przetestowane na poligonie w Semipałatyńsku.

Siła eksplozji wyniosła 400 kiloton trotylu – 25 razy mniej niż w drugiej próbie Amerykanów. Ale RDS-6 można było zrzucić z powietrza. Ta sama bomba miała zostać użyta w międzykontynentalnych rakietach balistycznych. I już w 1955 r. ZSRR udoskonalił swój pomysł termojądrowy, wyposażając go w pręt plutonowy.

Obecnie praktycznie wszystkie urządzenia termojądrowe – nawet te północnokoreańskie – są skrzyżowaniem wczesnych konstrukcji radzieckich i amerykańskich. Wszyscy używają deuterku litu jako paliwa i zapalają go za pomocą dwustopniowego detonatora jądrowego.

Jak wiadomo z przecieków, nawet najnowocześniejsza amerykańska głowica termojądrowa W88 jest podobna do RDS-6c: warstwy deuterku litu są przeplatane uranem.

Różnica polega na tym, że współczesna amunicja termojądrowa nie jest wielomegatonowymi potworami, jak Car Bomba, ale systemami o wydajności setek kiloton, jak RDS-6. Nikt nie ma w swoim arsenale głowic megatonowych, ponieważ pod względem militarnym tuzin słabszych głowic jest cenniejszych niż jedna silna: pozwala to trafić w większą liczbę celów.

Technicy pracują z amerykańską głowicą termojądrową W80

Czego nie może zrobić bomba termojądrowa

Wodór jest pierwiastkiem niezwykle powszechnym, w atmosferze ziemskiej jest go pod dostatkiem.

Kiedyś krążyły pogłoski, że wystarczająco potężna eksplozja termojądrowa może wywołać reakcję łańcuchową i całe powietrze na naszej planecie spłonie. Ale to jest mit.

Nie tylko gazowy, ale także ciekły wodór nie jest wystarczająco gęsty, aby rozpocząć syntezę termojądrową. Należy go skompresować i ogrzać w wyniku eksplozji nuklearnej, najlepiej ok różne strony, jak to się robi przy zapalarce dwustopniowej. W atmosferze nie ma takich warunków, więc samopodtrzymujące się reakcje syntezy jądrowej są tam niemożliwe.

Nie jest to jedyne błędne przekonanie na temat broni termojądrowej. Często mówi się, że eksplozja jest „czystsza” niż eksplozja nuklearna: mówią, że podczas syntezy jąder wodoru powstaje mniej „fragmentów” – niebezpiecznych, krótkotrwałych jąder atomowych, które powodują skażenie radioaktywne – niż w przypadku rozszczepienia jąder uranu.

To błędne przekonanie opiera się na fakcie, że podczas eksplozji termojądrowej większość energii jest rzekomo uwalniana w wyniku fuzji jąder. To nie prawda. Tak, Car Bomba taka była, ale tylko dlatego, że jej „płaszcz” uranowy został zastąpiony na potrzeby testów ołowiem. Nowoczesne bezpieczniki dwustopniowe powodują znaczne skażenie radioaktywne.

Strefa możliwego całkowitego zniszczenia przez cara Bombę, naniesiona na mapę Paryża. Czerwone kółko to strefa całkowitego zniszczenia (promień 35 km). Żółte kółko ma wielkość kuli ognia (promień 3,5 km).

To prawda, że w micie o „czystej” bombie jest jeszcze ziarno prawdy. Weźmy najlepszą amerykańską głowicę termojądrową W88. Jeśli wybuchnie na optymalnej wysokości nad miastem, obszar poważnych zniszczeń praktycznie zbiegnie się ze strefą uszkodzeń radioaktywnych, niebezpieczną dla życia. Liczba zgonów z powodu choroby popromiennej będzie znikoma: ludzie umrą w wyniku samej eksplozji, a nie promieniowania.

Inny mit głosi, że broń termojądrowa jest w stanie zniszczyć całą ludzką cywilizację, a nawet życie na Ziemi. Jest to również praktycznie wykluczone. Energia eksplozji rozkłada się w trzech wymiarach, dlatego przy tysiąckrotnym wzroście mocy amunicji promień niszczycielskiego działania zwiększa się tylko dziesięciokrotnie - megatonowa głowica bojowa ma promień zniszczenia tylko dziesięciokrotnie większy niż taktyczną, kilotonową głowicę bojową.

66 milionów lat temu uderzenie asteroidy doprowadziło do wyginięcia większości zwierząt i roślin lądowych. Siła uderzenia wyniosła około 100 milionów megaton - to 10 tysięcy razy więcej niż całkowita moc wszystkich arsenałów termojądrowych Ziemi. 790 tysięcy lat temu asteroida zderzyła się z planetą, siła uderzenia wyniosła milion megaton, ale po tym nie pozostały żadne ślady nawet umiarkowanego wymierania (w tym naszego rodzaju Homo). Zarówno życie w ogóle, jak i ludzie są znacznie silniejsi, niż się wydaje.

Prawda o broni termojądrowej nie jest tak popularna jak mity. Dziś jest tak: termojądrowe arsenały kompaktowych głowic średniej wydajności zapewniają kruchą równowagę strategiczną, dzięki której nikt nie może swobodnie prasować innych krajów świata broń atomowa. Strach przed reakcją termojądrową jest więcej niż wystarczającym środkiem odstraszającym.

Energia atomowa wydziela się nie tylko podczas rozszczepienia jąder atomowych ciężkich pierwiastków, ale także podczas łączenia (syntezy) jąder lekkich w cięższe.

Na przykład jądra atomów wodoru łączą się, tworząc jądra atomów helu, a na jednostkę masy paliwa jądrowego uwalnia się więcej energii niż w przypadku rozszczepienia jąder uranu.

Te reakcje syntezy jądrowej, zachodzące w bardzo wysokich temperaturach, mierzonych w dziesiątkach milionów stopni, nazywane są reakcjami termojądrowymi. Nazywa się broń wykorzystującą energię natychmiastowo uwolnioną w wyniku reakcji termojądrowej broń termojądrowa.

Broń termojądrowa, w której jako ładunek (jądrowy materiał wybuchowy) stosuje się izotopy wodoru, często tzw broń wodorową.

Szczególnie skuteczna jest reakcja syntezy izotopów wodoru – deuteru i trytu.

Deuter litowy (związek deuteru i litu) może być również użyty jako ładunek bomby wodorowej.

Deuter, czyli ciężki wodór, występuje naturalnie w śladowych ilościach w ciężkiej wodzie. Zwykła woda zawiera około 0,02% ciężkiej wody jako zanieczyszczenia. Aby otrzymać 1 kg deuteru, należy przetworzyć co najmniej 25 ton wody.

Tryt, czyli superciężki wodór, praktycznie nigdy nie występuje w przyrodzie. Uzyskuje się go sztucznie, np. poprzez napromienianie litu neutronami. Można do tego celu wykorzystać neutrony uwalniane w reaktorach jądrowych.

Praktycznie urządzenie bomba wodorowa można sobie wyobrazić w następujący sposób: obok ładunku wodorowego zawierającego wodór ciężki i superciężki (czyli deuter i tryt) znajdują się dwie półkule uranu lub plutonu (ładunek atomowy) położone w pewnej odległości od siebie.

Aby zbliżyć do siebie te półkule, stosuje się ładunki wykonane z konwencjonalnych materiałów wybuchowych (TNT). Eksplodując jednocześnie, ładunki trotylu przybliżają do siebie półkule ładunku atomowego. W momencie ich połączenia następuje eksplozja, tworząc w ten sposób warunki do reakcji termojądrowej, a w konsekwencji nastąpi eksplozja ładunku wodorowego. Zatem reakcja wybuchu bomby wodorowej przebiega przez dwie fazy: pierwsza faza to rozszczepienie uranu lub plutonu, druga to faza syntezy, podczas której powstają jądra helu i wolne neutrony o wysokiej energii. Obecnie istnieją schematy budowy trójfazowej bomby termojądrowej.

W bombie trójfazowej skorupa wykonana jest z uranu-238 (uranu naturalnego). W tym przypadku reakcja przebiega przez trzy fazy: pierwsza faza rozszczepienia (uran lub pluton do detonacji), druga to reakcja termojądrowa w wodorynie litu, a trzecia faza to reakcja rozszczepienia uranu-238. Rozszczepienie jąder uranu spowodowane jest przez neutrony, które podczas reakcji syntezy uwalniają się w postaci silnego strumienia.

Wykonanie powłoki z uranu-238 umożliwia zwiększenie mocy bomby przy użyciu najbardziej dostępnych surowców atomowych. Według doniesień prasy zagranicznej przetestowano już bomby o wydajności 10–14 mln ton i większej. Staje się oczywiste, że to nie jest granica. Dalsze udoskonalanie broni nuklearnej odbywa się zarówno poprzez tworzenie bomb szczególnie dużej mocy, jak i poprzez opracowywanie nowych konstrukcji, które umożliwiają zmniejszenie masy i kalibru bomb. W szczególności pracują nad stworzeniem bomby opartej w całości na syntezie termojądrowej. W prasie zagranicznej pojawiają się np. doniesienia o możliwości zastosowania nowej metody detonacji bomb termojądrowych, opartej na wykorzystaniu fali uderzeniowej konwencjonalnych materiałów wybuchowych.

Energia wyzwolona podczas eksplozji bomby wodorowej może być tysiące razy większa niż energia eksplozji bomby atomowej. Jednakże promień zniszczenia nie może być tyle razy większy, niż promień zniszczenia wywołany wybuchem bomby atomowej.

Promień działania fali uderzeniowej podczas powietrznego wybuchu bomby wodorowej o ekwiwalencie TNT wynoszącym 10 milionów ton jest w przybliżeniu 8 razy większy niż promień działania fali uderzeniowej powstałej podczas wybuchu bomby atomowej o ekwiwalencie TNT ton, podczas gdy moc bomby jest 500 razy większa, ton, czyli o pierwiastek sześcienny z 500. W związku z tym obszar zniszczenia zwiększa się około 64-krotnie, tj. proporcjonalnie do pierwiastka sześciennego współczynnika wzrostu moc bomby do kwadratu.

Według zagranicznych autorów w wyniku wybuchu nuklearnego o mocy 20 milionów ton obszar całkowitego zniszczenia konwencjonalnych budynki naziemne według amerykańskich ekspertów może sięgać 200 km 2, strefa znacznych zniszczeń wynosi 500 km 2, a częściowych zniszczeń aż 2580 km 2.

Oznacza to, jak konkludują zagraniczni eksperci, że eksplozja jednej bomby o podobnej sile wystarczy, aby zniszczyć nowoczesne duże miasto. Jak wiadomo, okupowana powierzchnia Paryża wynosi 104 km2, Londynu – 300 km2, Chicago – 550 km2, Berlina – 880 km2.

Skala klęski i zniszczenia z wybuch jądrowy o pojemności 20 mln ton można przedstawić schematycznie w następującej postaci:

Obszar śmiertelnych dawek promieniowania początkowego w promieniu do 8 km (na obszarze do 200 km 2);

Obszar uszkodzeń przez promieniowanie świetlne (oparzenia)] w promieniu do 32 km (na obszarze około 3000 km 2).

Uszkodzenia budynków mieszkalnych (rozbite szyby, odpryski tynku itp.) można zaobserwować nawet w odległości do 120 km od miejsca wybuchu.

Podane dane z otwartych źródeł zagranicznych mają charakter orientacyjny, zostały uzyskane podczas testów broni jądrowej o niższej wydajności oraz w drodze obliczeń. Odchylenia od tych danych w tym czy innym kierunku będą zależeć od różne czynniki a przede wszystkim na ukształtowaniu terenu, charakterze zabudowy, warunkach meteorologicznych, szacie roślinnej itp.

Promień obrażeń można w dużym stopniu zmienić, sztucznie tworząc pewne warunki, które zmniejszają wpływ czynników niszczących eksplozję. Można na przykład zmniejszyć szkodliwe działanie promieniowania świetlnego, zmniejszyć obszar, w którym mogą wystąpić oparzenia ludzi i przedmioty, tworząc zasłonę dymną.

Eksperymenty prowadzone w USA mające na celu stworzenie zasłony dymnej dla wybuchów nuklearnych w latach 1954-1955. wykazało, że przy gęstości kurtyny (mgły olejowej) uzyskanej przy zużyciu 440-620 litrów oleju na 1 km 2, wpływ promieniowania świetlnego z wybuchu jądrowego, w zależności od odległości od epicentrum, może zostać osłabiony o 65- 90%.

Inne dymy również osłabiają szkodliwe działanie promieniowania świetlnego, które nie tylko nie jest gorsze, ale w niektórych przypadkach lepsze od mgły olejowej. W szczególności dym przemysłowy, który ogranicza widzialność atmosferyczną, może redukować skutki promieniowania świetlnego w takim samym stopniu jak mgła olejowa.

W dużym stopniu można ograniczyć szkodliwe skutki wybuchów nuklearnych poprzez rozproszoną budowę osiedli, tworzenie obszarów leśnych itp.

Na szczególną uwagę zasługuje gwałtowny spadek promienia zniszczenia ludzi w zależności od użycia określonego sprzętu ochronnego. Wiadomo na przykład, że nawet w stosunkowo niewielkiej odległości od epicentrum wybuchu niezawodną osłoną przed skutkami promieniowania świetlnego i promieniowania przenikliwego jest schron z warstwą ziemnego pokrycia o grubości 1,6 m lub warstwą betonu Grubość 1 m.

Lekkie schronienie zmniejsza promień dotkniętego obszaru sześciokrotnie w porównaniu z otwartą lokalizacją, a dotknięty obszar zmniejsza się dziesiątki razy. Podczas korzystania z zakrytych gniazd promień możliwych obrażeń zmniejsza się 2 razy.

W rezultacie, przy maksymalnym wykorzystaniu wszystkich dostępnych metod i środków ochrony, możliwe jest osiągnięcie znacznej redukcji oddziaływania czynników niszczących broń jądrową, a tym samym ograniczenie ryzyka ludzkiego i straty materialne podczas korzystania z niego.

Mówiąc o skali zniszczeń, jakie mogą wywołać eksplozje broni nuklearnej dużej mocy, należy mieć na uwadze, że szkody będą spowodowane nie tylko działaniem fali uderzeniowej, promieniowaniem świetlnym i promieniowaniem przenikliwym, ale także działanie substancji radioaktywnych opadających na ścieżkę ruchu chmury powstałej podczas eksplozji, w skład której wchodzą nie tylko gazowe produkty wybuchu, ale także cząstki stałe o różnej wielkości, zarówno pod względem masy, jak i wielkości. Zwłaszcza duża liczba Podczas eksplozji naziemnych powstaje radioaktywny pył.

Wysokość chmury i jej wielkość w dużej mierze zależą od siły eksplozji. Według doniesień prasy zagranicznej, podczas testów ładunków jądrowych o pojemności kilku milionów ton trotylu, które Stany Zjednoczone przeprowadziły na Pacyfiku w latach 1952-1954, wierzchołek chmury osiągnął wysokość 30-40 km.

W pierwszych minutach po eksplozji chmura ma kształt kuli i z czasem rozciąga się w kierunku wiatru, osiągając ogromne rozmiary (około 60-70 km).

Około godzinę po wybuchu bomby o ekwiwalencie TNT wynoszącym 20 tysięcy ton objętość chmury osiąga 300 km 3, a po eksplozji bomby o masie 20 milionów ton objętość może osiągnąć 10 tysięcy km 3.

Poruszając się w kierunku przepływu mas powietrza, chmura atomowa może zajmować pas o długości kilkudziesięciu kilometrów.

Z chmury w miarę jej przemieszczania się, po wzniesieniu się do górnych warstw rozrzedzonej atmosfery, w ciągu kilku minut radioaktywny pył zaczyna opadać na ziemię, zanieczyszczając po drodze obszar kilku tysięcy kilometrów kwadratowych.

Najpierw wypadają najcięższe cząsteczki kurzu, które mają czas na opadnięcie w ciągu kilku godzin. Większość grubego pyłu opada w ciągu pierwszych 6-8 godzin po eksplozji.

Około 50% cząstek (największych) pyłu radioaktywnego wypada w ciągu pierwszych 8 godzin po eksplozji. Stratę tę często nazywa się lokalną, w odróżnieniu od ogólnej, rozległą.

Mniejsze cząsteczki pyłu pozostają w powietrzu na różnych wysokościach i opadają na ziemię przez około dwa tygodnie po eksplozji. W tym czasie chmura może kilkakrotnie okrążyć kulę ziemską, zajmując szeroki pas równoległy do szerokości geograficznej, na której nastąpiła eksplozja.

Małe cząstki (do 1 mikrona) pozostają w górnych warstwach atmosfery, są bardziej równomiernie rozmieszczone na kuli ziemskiej i wypadają w ciągu kolejnych lat. Według naukowców opad drobnego radioaktywnego pyłu trwa wszędzie od około dziesięciu lat.

Największym zagrożeniem dla ludności jest pył radioaktywny opadający w pierwszych godzinach po wybuchu, gdyż poziom skażenia radioaktywnego jest tak wysoki, że może spowodować śmiertelne obrażenia ludzi i zwierząt, które znajdą się w obszarze wzdłuż ścieżki chmury radioaktywnej .

Wielkość obszaru i stopień skażenia terenu w wyniku opadu pyłu radioaktywnego zależą w dużej mierze od warunków meteorologicznych, terenu, wysokości wybuchu, wielkości ładunku bombowego, rodzaju gleby itp. Najważniejszym czynnikiem determinującym wielkość obszaru skażenia i jego konfigurację jest kierunek i siła wiatrów panujących w obszarze wybuchu na różnych wysokościach.

Aby określić możliwy kierunek ruchu chmur, należy wiedzieć, w jakim kierunku i z jaką prędkością wieje wiatr na różnych wysokościach, zaczynając od wysokości około 1 km, a kończąc na 25-30 km. W tym celu służba pogodowa musi prowadzić ciągłe obserwacje i pomiary wiatru za pomocą radiosond na różnych wysokościach; Na podstawie uzyskanych danych określ, w jakim kierunku najprawdopodobniej będzie się przemieszczać chmura radioaktywna.

Podczas eksplozji bomby wodorowej przeprowadzonej przez Stany Zjednoczone w 1954 roku na środkowym Pacyfiku (na atolu Bikini) skażony obszar terytorium miał kształt wydłużonej elipsy, która rozciągała się na 350 km z wiatrem i 30 km pod wiatr. Największa szerokość pasa wynosiła około 65 km. Całkowita powierzchnia niebezpieczne zanieczyszczenie osiągnęło około 8 tys. km 2.

Jak wiadomo, w wyniku tej eksplozji japoński statek rybacki Fukuryumaru, znajdujący się wówczas w odległości około 145 km, został skażony radioaktywnym pyłem. 23 rybaków na pokładzie statku zostało rannych, w tym jeden śmiertelnie.

Radioaktywny pył, który spadł po eksplozji 1 marca 1954 r., naraził także 29 amerykańskich pracowników i 239 mieszkańców Wysp Marshalla, wszyscy zostali ranni w odległości ponad 300 km od miejsca wybuchu. Zarażone okazały się także inne statki znajdujące się na Pacyfiku w odległości do 1500 km od Bikini oraz niektóre ryby w pobliżu japońskiego wybrzeża.

Na skażenie atmosfery produktami wybuchu wskazują deszcze, które spadły w maju na wybrzeże Pacyfiku i w Japonii, podczas których wykryto znacznie podwyższoną radioaktywność. Obszary, na których w maju 1954 r. wystąpił opad radioaktywny, obejmują około jednej trzeciej całego terytorium Japonii.

Z powyższych danych dotyczących skali zniszczeń, jakie może wyrządzić ludności wybuch bomb atomowych dużego kalibru, wynika, że ładunki jądrowe dużej mocy (miliony ton trotylu) można uznać za broń radiologiczną, czyli broń, która powoduje większe zniszczenia radioaktywnych produktów wybuchu niż fala uderzeniowa, promieniowanie świetlne i promieniowanie przenikliwe działające w chwili wybuchu.

Dlatego podczas przygotowywania osiedli i obiektów Gospodarka narodowa dla obrony cywilnej konieczne jest zapewnienie wszędzie środków zapewniających ochronę ludności, zwierząt, żywności, paszy i wody przed skażeniem produktami wybuchu ładunków jądrowych, które mogą spaść na drodze chmury radioaktywnej.

Należy mieć na uwadze, że w wyniku opadu substancji radioaktywnych skażona zostanie nie tylko powierzchnia gleby i obiektów, ale także powietrze, roślinność, woda w zbiornikach otwartych itp. Powietrze zostanie skażone zarówno w okresie osadzania się cząstek radioaktywnych oraz w przyszłości, zwłaszcza wzdłuż dróg w czasie ruchu drogowego lub przy wietrznej pogodzie, kiedy osadzone cząsteczki pyłu ponownie uniosą się w powietrze.

W związku z tym niezabezpieczone osoby i zwierzęta mogą zostać narażone na działanie radioaktywnego pyłu, który przedostaje się wraz z powietrzem do układu oddechowego.

Niebezpieczna będzie także żywność i woda skażone radioaktywnym pyłem, które dostaną się do organizmu i mogą spowodować poważne choroby, czasami m.in fatalny. Zatem w obszarze, w którym wypadają substancje radioaktywne powstałe podczas wybuchu jądrowego, ludzie będą narażeni nie tylko na promieniowanie zewnętrzne, ale także przedostanie się do organizmu skażonej żywności, wody czy powietrza. Organizując zabezpieczenie przed uszkodzeniami od produktów wybuchu jądrowego należy wziąć pod uwagę, że stopień skażenia na trasie ruchu chmury maleje wraz z odległością od miejsca wybuchu.

Dlatego niebezpieczeństwo, na jakie narażona jest ludność znajdująca się w obszarze strefy skażenia, nie jest takie samo w różnych odległościach od miejsca wybuchu. Najbardziej niebezpiecznymi obszarami będą obszary w pobliżu miejsca wybuchu oraz obszary położone wzdłuż osi ruchu chmury (środkowa część pasa wzdłuż szlaku ruchu chmury).

Nierówność skażeń radioaktywnych na drodze ruchu chmur jest w pewnym stopniu naturalna. Okoliczność tę należy wziąć pod uwagę przy organizowaniu i przeprowadzaniu działań mających na celu ochronę ludności przed promieniowaniem.

Trzeba też wziąć pod uwagę, że od chwili wybuchu do momentu opadnięcia substancji radioaktywnych z chmury. Czas ten zwiększa się w miarę oddalania się od miejsca wybuchu i może wynosić kilka godzin. Ludność obszarów oddalonych od miejsca wybuchu będzie miała wystarczająco dużo czasu na podjęcie odpowiednich środków ochronnych.

W szczególności pod warunkiem terminowego przygotowania środków ostrzegania i sprawnego działania odpowiednich jednostek obrony cywilnej, powiadomienie ludności o niebezpieczeństwie może nastąpić w ciągu około 2-3 godzin.

W tym czasie, przy wcześniejszym przygotowaniu populacji i wysokim poziomie organizacji, można podjąć szereg działań w celu zapewnienia w miarę niezawodnej ochrony ludzi i zwierząt przed szkodami radioaktywnymi. O wyborze określonych środków i metod ochrony zadecydują specyficzne warunki aktualnej sytuacji. Jednakże ogólne zasady należy określić i odpowiednio wcześniej opracować plany obrony cywilnej.

Można uznać, że w określonych warunkach najbardziej racjonalne powinno być podjęcie przede wszystkim działań ochronnych na miejscu, przy użyciu wszelkich środków i. metody chroniące zarówno przed przedostaniem się substancji radioaktywnych do organizmu, jak i przed promieniowaniem zewnętrznym.

Jak wiadomo, najskuteczniejszym sposobem ochrony przed promieniowaniem zewnętrznym są schrony (dostosowane do wymogów ochrony nuklearnej, a także budynki o masywnych ścianach, wznoszone z materiałów gęstych (cegła, cement, żelbet itp.), m.in. piwnice, ziemianki, piwnice, pomieszczenia zadaszone i zwykłe budynki mieszkalne.

Oceniając właściwości ochronne budynków i budowli, można kierować się następującymi danymi orientacyjnymi: dom drewniany osłabia działanie promieniowania radioaktywnego w zależności od grubości ścian 4-10 razy, dom kamienny - 10-50 razy, piwnice i piwnice w domach drewnianych - 50-100 razy, szczelina z zakładką warstwy ziemi 60-90 cm - 200-300 razy.

W związku z tym plany obrony cywilnej powinny przewidywać, w razie potrzeby, zastosowanie przede wszystkim obiektów o silniejszych środkach ochronnych; po otrzymaniu sygnału o niebezpieczeństwie zagłady ludność ma obowiązek natychmiast schronić się w tych pomieszczeniach i pozostać tam do czasu ogłoszenia dalszych działań.

Długość pobytu osób w pomieszczeniach przeznaczonych na schronienie będzie zależała przede wszystkim od stopnia skażenia terenu, na którym znajduje się osada oraz tempa zmniejszania się w czasie poziomu promieniowania.

I tak np. na obszarach zaludnionych, położonych w znacznej odległości od miejsca wybuchu, gdzie całkowite dawki promieniowania, jakie otrzymają osoby niechronione, mogą w krótkim czasie stać się bezpieczne, wskazane jest, aby ludność przeczekała ten czas w schroniskach.

Na obszarach silnego skażenia promieniotwórczego, gdzie całkowita dawka, jaką mogą otrzymać osoby niechronione, będzie w tych warunkach wysoka, a jej redukcja będzie się wydłużać, długotrwały pobyt osób w schroniskach stanie się utrudniony. Dlatego najbardziej racjonalnym rozwiązaniem na takich terenach jest najpierw schronienie ludności na miejscu, a następnie ewakuacja na tereny niezanieczyszczone. Rozpoczęcie ewakuacji i jej czas trwania będą uzależnione od warunków lokalnych: poziomu skażenia radioaktywnego, obecności Pojazd, szlaki komunikacyjne, porę roku, oddalenie miejsc zakwaterowania ewakuowanych itp.

Zatem obszar skażenia promieniotwórczego według śladu chmury radioaktywnej można warunkowo podzielić na dwie strefy, w których obowiązują różne zasady ochrony ludności.

Do pierwszej strefy zalicza się obszar, na którym poziom promieniowania utrzymuje się na wysokim poziomie przez 5-6 dni po wybuchu i powoli maleje (o około 10-20% dziennie). Ewakuację ludności z takich obszarów można rozpocząć dopiero po obniżeniu poziomu promieniowania do takiego poziomu, że podczas zbierania i przemieszczania się po skażonym terenie ludzie nie otrzymają łącznej dawki większej niż 50 rubli.

Druga strefa obejmuje obszary, w których poziom promieniowania spada w ciągu pierwszych 3-5 dni po eksplozji do 0,1 rentgena/godzinę.

Nie zaleca się ewakuacji ludności z tej strefy, gdyż czas ten można przeczekać w schroniskach.

Skuteczne wdrożenie środków ochrony ludności we wszystkich przypadkach jest nie do pomyślenia bez dokładnego rozpoznania radiacyjnego i monitorowania oraz stałego monitorowania poziomów promieniowania.

Mówiąc o ochronie ludności przed szkodami radioaktywnymi w następstwie ruchu chmury powstałej podczas wybuchu jądrowego, należy pamiętać, że uniknięcie szkód lub osiągnięcie ich ograniczenia możliwe jest jedynie przy jasnej organizacji zestawu działań, do których zaliczają się:

organizacja systemu ostrzegania, który w odpowiednim czasie ostrzega ludność o najbardziej prawdopodobnym kierunku przemieszczania się chmury radioaktywnej i niebezpieczeństwie szkód. W tym celu należy wykorzystać wszystkie dostępne środki komunikacji - telefon, stacje radiowe, telegraf, audycję radiową itp.;
szkolenie jednostek obrony cywilnej do prowadzenia rozpoznania zarówno w miastach, jak i na terenach wiejskich;
ukrywanie ludzi w schronach lub innych pomieszczeniach chroniących przed promieniowaniem radioaktywnym (piwnice, piwnice, szczeliny itp.);
przeprowadzenie ewakuacji ludności i zwierząt z obszaru trwałego skażenia pyłem radioaktywnym;
przygotowanie jednostek i instytucji służby medycznej obrony cywilnej do działań mających na celu udzielenie pomocy poszkodowanym, głównie leczenie, sanityzację, badanie wody i produktów spożywczych pod kątem skażenia substancjami radioaktywnymi;
prowadzenie z wyprzedzeniem działań mających na celu zabezpieczenie produktów spożywczych w magazynach, sieciach handlowych, zakładach gastronomii i wodociągów przed skażeniem pyłem radioaktywnym (uszczelnianie magazynów, przygotowanie pojemników, improwizowane materiały do przykrywania produktów, przygotowanie środków do odkażania żywności i pojemników, wyposażenie przyrządów dozymetrycznych);
prowadzenie działań mających na celu ochronę zwierząt i udzielanie pomocy zwierzętom w przypadku porażki.

Aby zapewnić niezawodną ochronę zwierząt, należy zapewnić ich trzymanie w kołchozach, państwowych gospodarstwach rolnych, w miarę możliwości w małych grupach w zespołach, gospodarstwach lub osady, posiadające miejsca schronienia.

Należy także przewidzieć utworzenie dodatkowych zbiorników lub studni, które mogą stać się zapasowym źródłem zaopatrzenia w wodę w przypadku zanieczyszczenia wody ze źródeł stałych.

Znaczenie zyskują magazyny, w których przechowywana jest pasza, a także budynki inwentarskie, które w miarę możliwości powinny być uszczelnione.

Aby chronić cenne zwierzęta hodowlane, konieczne jest posiadanie środków ochrony osobistej, które można wykonać z dostępnych na miejscu materiałów (opaski na oczy, torby, koce itp.), a także masek przeciwgazowych (jeśli są dostępne).

Aby przeprowadzić dekontaminację pomieszczeń i leczenie weterynaryjne zwierząt, należy wcześniej uwzględnić instalacje do dezynfekcji, opryskiwacze, zraszacze, rozlewacze cieczy oraz inne mechanizmy i pojemniki dostępne w gospodarstwie, za pomocą których przeprowadza się dezynfekcję i leczenie weterynaryjne można wykonać pracę;

Organizacja i przygotowanie formacji i instytucji do prowadzenia prac przy odkażaniu obiektów, terenu, pojazdów, odzieży, sprzętu i innego mienia obrony cywilnej, dla których z wyprzedzeniem podejmuje się działania w celu przystosowania do nich sprzętu komunalnego, maszyn rolniczych, mechanizmów i urządzeń cele. W zależności od dostępności sprzętu należy tworzyć i szkolić odpowiednie formacje - oddziały, zespoły, grupy, jednostki itp.

Obecnie 9 krajów posiada broń nuklearną:

Rosja;
Wielka Brytania;
Francja;
Indie
Pakistan;
Izrael;
KRLD.

Kraje są klasyfikowane pod względem posiadania broni nuklearnej w swoim arsenale. Gdyby zestawienie ułożyć według liczby głowic, na pierwszym miejscu znalazłaby się Rosja ze swoimi 8 tysiącami jednostek, z czego 1600 może już teraz zostać wystrzelonych. Stany są tylko 700 jednostek w tyle, ale mają na koncie o 320 ładunków więcej. „Klub nuklearny” to pojęcie czysto względne, tak naprawdę klubu nie ma. Istnieje szereg porozumień między krajami w sprawie nierozprzestrzeniania i redukcji zapasów broni jądrowej.

Jak wiemy, pierwsze testy bomby atomowej Stany Zjednoczone przeprowadziły już w 1945 roku. Broń ta została przetestowana w warunkach „polowych” II wojny światowej na mieszkańcach japońskich miast Hiroszima i Nagasaki. Działają na zasadzie podziału. Podczas eksplozji następuje reakcja łańcuchowa, która powoduje rozszczepienie jąder na dwie części i towarzyszące temu wyzwolenie energii. W tej reakcji wykorzystuje się głównie uran i pluton. Nasze wyobrażenia o tym, z czego zbudowane są bomby nuklearne, są powiązane z tymi pierwiastkami. Ponieważ uran występuje w przyrodzie jedynie jako mieszanina trzech izotopów, z których tylko jeden jest w stanie podtrzymać taką reakcję, konieczne jest wzbogacanie uranu. Alternatywą jest pluton-239, który nie występuje naturalnie i musi być wytwarzany z uranu.

Jeśli w bombie uranowej zachodzi reakcja rozszczepienia, wówczas w bombie wodorowej zachodzi reakcja syntezy jądrowej - na tym polega istota tego, czym bomba wodorowa różni się od bomby atomowej. Wszyscy wiemy, że słońce daje nam światło, ciepło i można powiedzieć, że życie. Te same procesy, które zachodzą na słońcu, mogą łatwo zniszczyć miasta i kraje. Wybuch bomby wodorowej powstaje w wyniku syntezy lekkich jąder, tzw. fuzji termojądrowej. Ten „cud” jest możliwy dzięki izotopom wodoru – deuterowi i trytowi. Właśnie dlatego bombę nazywa się bombą wodorową. Nazwę „bomba termojądrowa” można również rozpoznać po reakcji leżącej u podstaw tej broni.

Gdy świat ujrzał niszczycielską siłę broni nuklearnej, w sierpniu 1945 roku ZSRR rozpoczął wyścig, który trwał aż do jego upadku. Stany Zjednoczone jako pierwsze stworzyły, przetestowały i zastosowały broń nuklearną, pierwsze zdetonowały bombę wodorową, ale ZSRR można przypisać pierwszą produkcję kompaktowej bomby wodorowej, którą można dostarczyć wrogowi zwykłym Tu -16. Pierwsza amerykańska bomba miała wielkość trzypiętrowego domu; bomba wodorowa tej wielkości byłaby mało użyteczna. Sowieci otrzymali taką broń już w 1952 r., natomiast pierwszą „odpowiednią” bombę w Stanach Zjednoczonych przyjęto dopiero w 1954 r. Jeśli spojrzymy wstecz i przeanalizujemy eksplozje w Nagasaki i Hiroszimie, można dojść do wniosku, że nie były one tak potężne . W sumie dwie bomby zniszczyły oba miasta i zabiły, według różnych źródeł, aż 220 000 ludzi. Bombardowanie dywanowe Tokio mogłoby zabić 150–200 000 ludzi dziennie, nawet bez użycia broni nuklearnej. Wynika to z małej mocy pierwszych bomb – zaledwie kilkudziesięciu kiloton trotylu. Bomby wodorowe testowano w celu pokonania 1 megatony lub więcej.

Pierwsza radziecka bomba została przetestowana z deklaracją 3 Mt, ale ostatecznie przetestowano 1,6 Mt.

Najpotężniejsza bomba wodorowa została przetestowana przez Sowietów w 1961 roku. Jego pojemność sięgała 58-75 Mt, przy deklarowanych 51 Mt. „Car” pogrążył świat w lekkim szoku, w dosłownym tego słowa znaczeniu. Fala uderzeniowa okrążyła planetę trzykrotnie. Na poligonie (Nowaja Ziemia) nie pozostało ani jedno wzgórze, eksplozję słychać było w odległości 800 km. Kula ognia osiągnęła średnicę prawie 5 km, „grzyb” urósł o 67 km, a średnica jego kapelusza wyniosła prawie 100 km. Konsekwencje takiej eksplozji w dużym mieście trudno sobie wyobrazić. Zdaniem wielu ekspertów to właśnie próba bomby wodorowej o takiej mocy (Stany posiadały wówczas bomby czterokrotnie słabsze) stała się pierwszym krokiem w kierunku podpisania różnych traktatów zakazujących broni jądrowej, jej testowania i ograniczania produkcji. Po raz pierwszy świat zaczął myśleć o własnym bezpieczeństwie, które było naprawdę zagrożone.

Oprócz opisanych powyżej konsekwencji użycia bomby o mocy kilkudziesięciu megaton, bomba wodorowa, jak każda broń nuklearna, niesie ze sobą szereg konsekwencji jej użycia. Niektórzy ludzie wierzą, że bomba wodorowa jest „czystszą bronią” niż bomba konwencjonalna. Być może ma to coś wspólnego z nazwą. Ludzie słysząc słowo „woda” myślą, że ma to coś wspólnego z wodą i wodorem, dlatego konsekwencje nie są tak straszne. W rzeczywistości tak nie jest, ponieważ działanie bomby wodorowej opiera się na substancjach skrajnie radioaktywnych. Teoretycznie możliwe jest wykonanie bomby bez ładunku uranu, jest to jednak niepraktyczne ze względu na złożoność procesu, dlatego czystą reakcję termojądrową „rozcieńcza się” uranem w celu zwiększenia mocy. Jednocześnie ilość opadu radioaktywnego wzrasta do 1000%. Wszystko, co wpadnie w kulę ognia, zostanie zniszczone, a obszar w promieniu dotknięcia stanie się niezdatny do zamieszkania przez ludzi przez dziesięciolecia. Opad radioaktywny może zaszkodzić zdrowiu ludzi oddalonych o setki i tysiące kilometrów. Konkretne liczby i obszar infekcji można obliczyć, znając siłę ładunku.

Jednak zniszczenie miast nie jest najgorszą rzeczą, jaka może się wydarzyć „dzięki” broni masowego rażenia. Po wojnie nuklearnej świat nie zostanie całkowicie zniszczony. Tysiące dużych miast, miliardy ludzi pozostaną na planecie, a tylko niewielki procent terytoriów straci status „nadających się do zamieszkania”. W dłuższej perspektywie cały świat będzie zagrożony w wyniku tzw. „zimy nuklearnej”. Detonacja arsenału nuklearnego „klubu” może spowodować uwolnienie do atmosfery wystarczającej ilości substancji (pyłu, sadzy, dymu), aby „zmniejszyć” jasność słońca. Całun, który mógłby rozprzestrzenić się na całą planetę, zniszczyłby plony na kilka lat, powodując głód i nieunikniony spadek populacji. Był już w historii „rok bez lata” po dużej erupcji wulkanu w 1816 r., zatem zima nuklearna wydaje się bardziej niż możliwa. Ponownie, w zależności od przebiegu wojny, możemy spotkać się z następującymi rodzajami globalnej zmiany klimatu:

ochłodzenie o 1 stopień pozostanie niezauważone;
jesień nuklearna - możliwe jest ochłodzenie o 2-4 stopnie, nieurodzaje i zwiększone powstawanie huraganów;
analogia „roku bez lata” - kiedy temperatura znacznie spadła, o kilka stopni na rok;
mała epoka lodowcowa – temperatury mogą na znaczny okres obniżyć się o 30–40 stopni, czemu będzie towarzyszyć wyludnienie szeregu północnych stref i nieurodzaj;
epoka lodowcowa – rozwój małej epoki lodowcowej, kiedy odbicie światła słonecznego od powierzchni może osiągnąć pewien poziom krytyczny, a temperatura będzie nadal spadać, jedyną różnicą będzie temperatura;
nieodwracalne ochłodzenie to bardzo smutna wersja epoki lodowcowej, która pod wpływem wielu czynników zamieni Ziemię w nową planetę.

Teoria zimy nuklearnej jest nieustannie krytykowana, a jej implikacje wydają się nieco przesadzone. Nie ma jednak wątpliwości, że jest to nieunikniona ofensywa w każdym globalnym konflikcie z użyciem bomb wodorowych.

Zimna wojna już dawno za nami, dlatego nuklearną histerię można zobaczyć jedynie w starych hollywoodzkich filmach oraz na okładkach rzadkich magazynów i komiksów. Mimo to możemy znaleźć się o krok od małego, ale poważnego konfliktu nuklearnego. Wszystko to za sprawą miłośnika rakiet i bohatera walki z imperialistycznymi ambicjami USA – Kim Dzong-un. KRLD bomba wodorowa jest nadal obiektem hipotetycznym, o jej istnieniu mówią jedynie pośrednie dowody. Oczywiście rząd Korei Północnej stale informuje, że udało mu się wyprodukować nowe bomby, ale nikt ich jeszcze nie widział na żywo. Naturalnie państwa i ich sojusznicy – Japonia i Korea Południowa – są nieco bardziej zaniepokojone obecnością, nawet hipotetyczną, takiej broni w KRLD. Rzeczywistość jest taka, że w tej chwili KRLD nie posiada wystarczającej technologii, aby skutecznie zaatakować Stany Zjednoczone, o czym co roku ogłasza całemu światu. Nawet atak na sąsiednią Japonię czy Południe może nie zakończyć się sukcesem, jeśli w ogóle, ale z roku na rok rośnie niebezpieczeństwo nowego konfliktu na Półwyspie Koreańskim.

Wielu naszych czytelników kojarzy bombę wodorową z bombą atomową, tylko o wiele potężniejszą. W rzeczywistości jest to zasadniczo nowa broń, która wymagała nieproporcjonalnie dużego wysiłku intelektualnego do jej stworzenia i działa na zasadniczo innych zasadach fizycznych.

Redakcja PM

"Ptyś"

Nowoczesna bomba

Jedyną cechą wspólną bomby atomowej i wodorowej jest to, że obie uwalniają kolosalną energię ukrytą w jądrze atomowym. Można tego dokonać na dwa sposoby: podzielić ciężkie jądra, na przykład uranu lub plutonu, na lżejsze (reakcja rozszczepienia) lub wymusić połączenie najlżejszych izotopów wodoru (reakcja termojądrowa). W wyniku obu reakcji masa powstałego materiału jest zawsze mniejsza niż masa pierwotnych atomów. Ale masa nie może zniknąć bez śladu – zamienia się w energię wg słynna formuła Einsteina E=mc2.

Bomba atomowa

Aby stworzyć bombę atomową, warunkiem koniecznym i wystarczającym jest uzyskanie materiału rozszczepialnego w wystarczającej ilości. Praca dość pracochłonna, ale mało intelektualna, bliższa górnictwu niż górnictwu wysoka nauka. Główne zasoby do tworzenia takiej broni wydawane są na budowę gigantycznych kopalni uranu i zakładów wzbogacania. Dowodem prostoty urządzenia jest fakt, że pomiędzy wyprodukowaniem plutonu potrzebnego do pierwszej bomby a pierwszą sowiecką eksplozją nuklearną upłynął niecały miesiąc.

Przypomnijmy pokrótce zasadę działania takiej bomby, znaną ze szkolnych zajęć z fizyki. Opiera się na właściwości uranu i niektórych pierwiastków transuranowych, na przykład plutonu, polegających na uwalnianiu podczas rozpadu więcej niż jednego neutronu. Pierwiastki te mogą rozpadać się samoistnie lub pod wpływem innych neutronów.

Uwolniony neutron może opuścić materiał radioaktywny lub zderzyć się z innym atomem, powodując kolejną reakcję rozszczepienia. Po przekroczeniu określonego stężenia substancji (masy krytycznej) liczba nowonarodzonych neutronów powodujących dalsze rozszczepienie jądro atomowe, zaczyna przekraczać liczbę rozpadających się jąder. Liczba rozkładających się atomów zaczyna rosnąć niczym lawina, rodząc nowe neutrony, czyli zachodzi reakcja łańcuchowa. Dla uranu-235 masa krytyczna wynosi około 50 kg, dla plutonu-239 - 5,6 kg. Oznacza to, że kula plutonu ważąca nieco niecałe 5,6 kg jest po prostu ciepłym kawałkiem metalu, a masa nieco większa trwa zaledwie kilka nanosekund.

Rzeczywiste działanie bomby jest proste: bierzemy dwie półkule uranu lub plutonu, każda nieco mniejsza od masy krytycznej, umieszczamy je w odległości 45 cm, przykrywamy materiałem wybuchowym i detonujemy. Uran lub pluton spieka się w kawałek masy nadkrytycznej i rozpoczyna się reakcja jądrowa. Wszystko. Istnieje inny sposób rozpoczęcia reakcji jądrowej - skompresowanie kawałka plutonu potężną eksplozją: odległość między atomami zmniejszy się, a reakcja rozpocznie się przy niższej masie krytycznej. Wszystkie nowoczesne detonatory atomowe działają na tej zasadzie.

Problemy z bombą atomową zaczynają się w momencie, gdy chcemy zwiększyć siłę eksplozji. Samo zwiększenie ilości materiału rozszczepialnego nie wystarczy – gdy tylko jego masa osiągnie masę krytyczną, następuje detonacja. Wymyślono różne pomysłowe schematy, na przykład, aby bombę zrobić nie z dwóch części, ale z wielu, co sprawiło, że bomba zaczęła przypominać wypatroszoną pomarańczę, a następnie zmontowała ją w jedną całość za pomocą jednego wybuchu, ale jednak z mocą powyżej 100 kiloton, problemy stały się nie do pokonania.

Bomba wodorowa

Ale paliwo do syntezy termojądrowej nie ma masy krytycznej. Tutaj wisi nad głową Słońce wypełnione paliwem termojądrowym, w jego wnętrzu od miliardów lat zachodzi reakcja termojądrowa i nic nie eksploduje. Ponadto podczas reakcji syntezy np. deuteru i trytu (ciężkiego i superciężkiego izotopu wodoru) uwalniana jest energia 4,2 razy większa niż podczas spalania tej samej masy uranu-235.

Produkcja bomby atomowej była procesem raczej eksperymentalnym niż teoretycznym. Stworzenie bomby wodorowej wymagało pojawienia się zupełnie nowych dyscyplin fizycznych: fizyki plazmy wysokotemperaturowej i ultrawysokiego ciśnienia. Przed przystąpieniem do konstruowania bomby należało dokładnie poznać naturę zjawisk zachodzących wyłącznie w jądrze gwiazd. Żadne eksperymenty nie mogły tu pomóc – narzędziami badaczy była jedynie fizyka teoretyczna i wyższa matematyka. To nie przypadek, że gigantyczną rolę w rozwoju broni termojądrowej odgrywają matematycy: Ulam, Tichonow, Samarski itp.

Klasyczny super

Pod koniec 1945 roku Edward Teller zaproponował pierwszy projekt bomby wodorowej, zwany „klasycznym super”. Aby wytworzyć monstrualne ciśnienie i temperaturę niezbędną do rozpoczęcia reakcji syntezy jądrowej, należało użyć konwencjonalnej bomby atomowej. Sam „klasyczny super” był długim cylindrem wypełnionym deuterem. Zapewniono także pośrednią komorę „zapłonową” z mieszaniną deuteru i trytu – reakcja syntezy deuteru i trytu rozpoczyna się pod niższym ciśnieniem. Przez analogię do ognia deuter miał pełnić rolę drewna opałowego, mieszanina deuteru i trytu - szklanki benzyny, a bomba atomowa - zapałki. Schemat ten nazwano „fajką” - rodzajem cygara z zapalniczką atomową na jednym końcu. Radzieccy fizycy zaczęli opracowywać bombę wodorową, korzystając z tego samego schematu.

Jednak matematyk Stanisław Ulam za pomocą zwykłej suwaka logarytmicznego udowodnił Tellerowi, że zajście reakcji syntezy czystego deuteru w „super” jest prawie niemożliwe, a do mieszaniny potrzebna byłaby taka ilość trytu, że do jego wytworzenia wystarczyłoby konieczne będzie praktyczne zamrożenie produkcji plutonu do celów wojskowych w Stanach Zjednoczonych.

Posyp cukrem

W połowie 1946 r. Teller zaproponował kolejny projekt bomby wodorowej - „budzik”. Składał się z naprzemiennych sferycznych warstw uranu, deuteru i trytu. Podczas wybuchu jądrowego centralnego ładunku plutonu wytworzyło się ciśnienie i temperatura niezbędne do rozpoczęcia reakcji termojądrowej w innych warstwach bomby. Jednak „budzik” wymagał inicjatora atomowego dużej mocy, a Stany Zjednoczone (podobnie jak ZSRR) miały problemy z produkcją uranu i plutonu do celów wojskowych.

Jesienią 1948 roku Andriej Sacharow wpadł na podobny plan. W Związku Radzieckim projekt nazywał się „sloyka”. Dla ZSRR, który nie miał czasu wyprodukować w wystarczających ilościach uranu-235 i plutonu-239 do celów wojskowych, pasta francuska Sacharowa była panaceum. I własnie dlatego.

W konwencjonalnej bombie atomowej naturalny uran-238 jest nie tylko bezużyteczny (energia neutronów podczas rozpadu nie wystarczy do zainicjowania rozszczepienia), ale także szkodliwy, ponieważ chętnie pochłania neutrony wtórne, spowalniając reakcję łańcuchową. Dlatego 90% uranu do celów wojskowych składa się z izotopu uranu-235. Jednak neutrony powstałe w wyniku syntezy termojądrowej są 10 razy bardziej energetyczne niż neutrony rozszczepienia, a naturalny uran-238 napromieniowany takimi neutronami zaczyna doskonale się rozszczepiać. Nowa bomba umożliwiła wykorzystanie uranu-238, który wcześniej był uważany za produkt odpadowy, jako materiału wybuchowego.

Najważniejszym elementem „ciasta francuskiego” Sacharowa było także użycie białego płuca zamiast niezwykle rzadkiego trytu substancja krystaliczna— deuterek litu 6LiD.

Jak wspomniano powyżej, mieszanina deuteru i trytu zapala się znacznie łatwiej niż czysty deuter. Na tym jednak kończą się zalety trytu, a pozostają same wady: w stanie normalnym tryt jest gazem, co powoduje trudności w magazynowaniu; tryt jest radioaktywny i rozpada się na stabilny hel-3, który aktywnie pochłania bardzo potrzebne szybkie neutrony, ograniczając okres przydatności bomby do kilku miesięcy.

Nieradioaktywny deutrek litu po napromieniowaniu powolne neutrony rozszczepienie - konsekwencje eksplozji bezpiecznika atomowego - zamienia się w tryt. Zatem promieniowanie z pierwotnej eksplozji atomowej natychmiast wytwarza wystarczającą ilość trytu do dalszej reakcji termojądrowej, a deuter jest początkowo obecny w deutrideku litu.

Właśnie taka bomba RDS-6 została pomyślnie przetestowana 12 sierpnia 1953 r. na wieży poligonu w Semipałatyńsku. Siła eksplozji wyniosła 400 kiloton i nadal toczy się debata, czy była to prawdziwa eksplozja termojądrowa, czy superpotężna eksplozja atomowa. Przecież reakcja syntezy termojądrowej w paście francuskiej Sacharowa stanowiła nie więcej niż 20% całkowitej mocy ładunku. Główny wkład w eksplozję miała reakcja rozpadu uranu-238 napromieniowanego szybkimi neutronami, dzięki czemu RDS-6 zapoczątkowały erę tzw. „brudnych” bomb.

Faktem jest, że główne skażenie radioaktywne pochodzi z produktów rozpadu (w szczególności strontu-90 i cezu-137). Zasadniczo „ciasto francuskie” Sacharowa było gigantyczną bombą atomową, tylko nieznacznie wzmocnioną reakcją termojądrową. To nie przypadek, że podczas jednej eksplozji „ciasta francuskiego” wytworzyło się 82% strontu-90 i 75% cezu-137, które przedostały się do atmosfery przez całą historię poligonu w Semipałatyńsku.

Bomby amerykańskie

Jednak to Amerykanie jako pierwsi zdetonowali bombę wodorową. 1 listopada 1952 roku na atolu Elugelab na Pacyfiku pomyślnie przetestowano urządzenie termojądrowe Mike'a o mocy 10 megaton. Trudno byłoby nazwać 74-tonowym amerykańskim urządzeniem bombą. „Mike” był nieporęcznym urządzeniem wielkości dwupiętrowego domu, wypełnionym ciekłym deuterem o temperaturze bliskiej zera absolutnego („ciasto francuskie” Sacharowa było produktem całkowicie przenośnym). Jednak główną atrakcją „Mike’a” nie był jego rozmiar, ale genialna zasada sprężania materiałów wybuchowych termojądrowych.

Przypomnijmy, że główną ideą bomby wodorowej jest stworzenie warunków do syntezy (ultrawysokie ciśnienie i temperatura) poprzez eksplozję jądrową. W schemacie „zaciągnięcia” ładunek jądrowy znajduje się w środku i dlatego nie tyle ściska deuter, co rozprasza go na zewnątrz - zwiększenie ilości termojądrowego materiału wybuchowego nie prowadzi do wzrostu mocy - po prostu nie mają czas na detonację. Właśnie to ogranicza maksymalną moc tego schematu - najpotężniejszy „puff” na świecie, Orange Herald, wysadzony w powietrze przez Brytyjczyków 31 maja 1957 r., dał tylko 720 kiloton.

Idealnie byłoby, gdybyśmy mogli spowodować eksplozję zapalnika atomowego w środku, ściskając termojądrowy materiał wybuchowy. Ale jak to zrobić? Edward Teller przedstawił genialny pomysł: kompresować paliwo termojądrowe nie energią mechaniczną i strumieniem neutronów, ale promieniowaniem pierwotnego zapalnika atomowego.

W nowym projekcie Tellera inicjująca jednostka atomowa została oddzielona od jednostki termojądrowej. Kiedy ładunek atomowy został wyzwolony, promieniowanie rentgenowskie poprzedziło falę uderzeniową i rozprzestrzeniło się wzdłuż ścian cylindrycznego korpusu, odparowując i zamieniając wewnętrzną wyściółkę polietylenową korpusu bomby w plazmę. Plazma z kolei ponownie wyemitowała bardziej miękkie promieniowanie rentgenowskie, które zostało pochłonięte przez zewnętrzne warstwy wewnętrznego cylindra uranu-238 – „popychacza”. Warstwy zaczęły gwałtownie parować (zjawisko to nazywa się ablacją). Gorącą plazmę uranową można porównać do strumieni superpotężnego silnika rakietowego, którego ciąg kierowany jest do cylindra z deuterem. Cylinder uranowy zapadł się, ciśnienie i temperatura deuteru osiągnęły poziom krytyczny. To samo ciśnienie sprężyło centralną rurę plutonu do masy krytycznej i doszło do detonacji. Eksplozja zapalnika plutonu nacisnęła deuter od wewnątrz, dodatkowo ściskając i podgrzewając termojądrowy materiał wybuchowy, który zdetonował. Intensywny strumień neutronów rozszczepia jądra uranu-238 w „popychaczu”, powodując reakcję wtórnego rozpadu. Wszystko to wydarzyło się przed momentem, gdy fala uderzeniowa z pierwotnego wybuchu jądrowego dotarła do jednostki termojądrowej. Obliczenie wszystkich tych zdarzeń, zachodzących w miliardowych częściach sekundy, wymagało siły umysłowej najsilniejszych matematyków na planecie. Twórcy „Mike’a” przeżyli nie horror po 10-megatonowym wybuchu, ale nieopisaną rozkosz – udało im się nie tylko zrozumieć procesy zachodzące prawdziwy świat udać się jedynie do jąder gwiazd, ale także przetestować swoje teorie eksperymentalnie, zakładając własną małą gwiazdę na Ziemi.

Brawo

Przewyższywszy Rosjan pięknem konstrukcji, Amerykanie nie byli w stanie stworzyć kompaktowego urządzenia: zamiast sproszkowanego deuterku litu Sacharowa użyli ciekłego przechłodzonego deuteru. W Los Alamos na „ciasto francuskie” Sacharowa zareagowali z lekką zazdrością: „zamiast wielkiej krowy z wiadrem surowego mleka Rosjanie używają worka mleka w proszku”. Obie strony nie miały jednak przed sobą tajemnic. 1 marca 1954 roku w pobliżu atolu Bikini Amerykanie przetestowali 15-megatonową bombę „Bravo” przy użyciu deuterku litu, a 22 listopada 1955 roku pierwszą radziecką dwustopniową bombę termojądrową RDS-37 o mocy 1,7 megatony eksplodował nad poligonem testowym w Semipałatyńsku, niszcząc prawie połowę poligonu. Od tego czasu konstrukcja bomby termojądrowej uległa niewielkim zmianom (na przykład między bombą inicjującą a ładunkiem głównym pojawiła się tarcza uranowa) i stała się kanoniczna. I nie ma już na świecie tak wielkich tajemnic natury, które dałoby się rozwiązać za pomocą tak spektakularnego eksperymentu. Być może narodziny supernowej.

Konsekwencje użycia bomby wodorowej. Twórcy bomby wodorowej. testy bomby wodorowej w ZSRR, USA, KRLD. Car Bomba - bomba termojądrowa ZSRR